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Procédé et appareil pour aérer ou gazéifier les liquides.
L'invention concerne un procédé et des appareils pour aérer ou gazéifier Les liquides, notamment des liquides tendant à former une mousse comme par exemple les liquides de fermentation.
Il est connu d'aérer ou de gazéifier les liquides de fermentation en amenant le liquide le plus intimement possible en contact .avec de l'air ou un :autre gaz à l'aide de dispositifs appropriés. Les liquides moussant facilement donnent lieu, dans ce cas, à la formation d'une mousse très abondante,à laquelle on s'opposait jusqu'à présent en ajou- tant .au liquide des agents détruisant la mousse, par exemple @
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du suint. Ces procédés connus présentent toutefois l'inconvé- nient que les agents destructeurs de mousse, par exemple le suint, ne sont guère obtenables en quantité requise pour la fin envisagée et qu'en outre leur emploi implique des frais élevés.
On obvie à ces inconvénients par le nouveau procédé, qui permet de supprimer la formation de mousse sans employer des agents chimiques.
L'invention consiste essentiellement à introduire du gaz dans le liquide contenu dans une enceinte d'aérations à transférer dans une chambre de désaération, ouverte au- dessus, le mélange mousseux produit et à aspirer et ramener dans l'enceinte d'aération, à l'aide d'une roue centrifuge ouverte vers la chambre de désaération, le liquide s'accumu- lant à fond de la chambre de désaération.
Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution d'appareils convenant pour exécuter le procédé.
Dans les dessins:
Fig. 1 est une coupe verticale axiale d'un appareil de gazéification,
Fig. 2 est une vue en plan d'une roue centrifuge,
Fig. 3 montre une variante d'exécution de l'appa- reil.,
Fig. 4 est une vue en plan d'une roue centrifuge de la fige 3.
Fig. 5 est une coupe verticale axiale d'une ;autre forme d'exécution de l'appareil., et
Fig. 6 est une vue en plan de la roue centrifuge de la fig. 5.
Dans l'exemple d'exécution représenté sur les figs. 1 et 2, une cuve de fermentation b repose sur des supports a. Dans cette cuve on introduit un liquide moussant
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facilement, en quantité telle qu'il remplisse environ un quart à un tiers de la cuve de fermentation. Puis on fait tourner à l'aide d'un moteur g, par l'intermédiaire de pôulies f et f', la roue centrifuge c faisant l'office d'un ventilateur et montée centralement dans la cuve.
Le ventilateur ou roue cen- trifuge dont l'extrémité inférieure est représentée en coupe horizontale sur la fig.2, comprend un tube central c débou- chant en-dessous dans un moyeu creux o qui à son tour porte plusieurs tubulures latérales d, ouvertes aux deux extrémités, qui du côté se déplaçant à l'encontre du liquide comportent chacune un ou plusieurs trous e par lesquels, durant la rota- tion de la roue centrifuge, le liquide est refoulé dans les tubulures d pour être .aussitôt projeté dehors par leurs extré- mités avant sous l'effet de la force centrifuge. :
En effet, étant, donné que l'air seul, en raison de son faible poids spécifique, ne peut développer au cours de la rotation qu'une force centrifuge relativement peu Importante et, par consé- quent, ne peut produire qu'une faible aspiration, ¯on opère Suivent le nouveau procédé de manière que l'air parcourant le ventilateur se mélange automatiquement à l'intérieur du ventilateur à certaines quantités du liquide à aérer, qui lorsqu'elles ne remplissent pas complètement les- tubulures du ventilateur, entraînent durant la projection provoquée par la force centrifuge l'air remplissant les vides et pro- voquent ainsi une aspiration plus énergique selon le principe connu en physique (sur lequel est aussi basé par exemple le fonctionnement de la trompe à eau ordinaire).
De cette façon, par suite de la rotation du ventilateur c, celui-ci aspire par en haut de l'air qui sort par les extrémités avant des tubulures d dans le liquide à aérer et transforme celui-ci en une mousse à poresplus ou moinsfins qui s'élève d'abord dans l'intervalle entre la paroi extérieure de la cuve, et unes--
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chemise intérieure m.
La chemise m, qui entoure une chambre h et qui comporte une double paroi en vue du réglage de la tem- pérature et peut par exemple être refroidie au moyen d'eau arrivant par un raccord i. et sortant par un raccord k, sert à maintenir la quantité de mousse dans les limites voulues, c'est-à-dire à détruire l'excédent de mousse et à ramener au gros du liquide le liquide reformé, A cet effet on fait tomber la mousse ascendante., par dessus le bord supérieur de la che- mise m, sur un disque rotatif 1 qui brise la mousse, et celle- ci est ainsi retransformée en liquide et retourne par la cham- bre h au gros du liquide contenu dans la partie inférieure de la cuve b.
On évacue par un robinet de vidange n la solution ayant subi la fermentation., après quoi on introduit dans la. cuve, par exemple par un entonnoir p, une nouvelle quantité de solution de fermentation.
L'extrémité inférieure du dispositif d'aération peut aussi être conformée par exemple comme le montrent la fig. 3 en coupe longitudinale et la fig. 4 en coupe transver- sale. En l'occurrence le moyeu o du ventilateur et les tubu- ].ures d sont entourés d'une enceinte i', tournant .avec eux,, qui est pourvue de tubulures k' ayant une plus grande section transversale de sortie que les tubulures d qui y débouchent et qui ont la forme d'ajutages. L'enceinte i' est ouverte au liquide à gazéifier ; les quantités de liquide à gazéifier qui y entrent sont projetées dehors par les tubulures k' et en- traînent l'air sortant des tubulures d, de sorte que l'air est continuellement aspiré par le tube d'aspiration c.
La rotation de la roue centrifuge peut exercer à elle seule une action suffisante pour détruire la. mousse, si bien qu'on peut omettre le disque 1 représenté sur la fig.
1. Un tel appareil est représenté sur les figs. 5 et 6. b désigne comme sur la fig. 1 -la cuve de fermenta- - @
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tion de forme cylindrique reposant sur des supportsa. La cuve est ouverte au-dessus, de sorte que des gaz dégagés par le liquide de fermentation peuvent s'échapper librement. A l'intérieur de la cuve de fermentation, coaxialament à celle- ciest disposée une chambre de désaération cylindrique h.
Celle-ci est ouverte :au-dessus où. son bord supérieur forme un déversoir de trop-plein libre et elle est fermée dans le bas par une roue centrifuge en forme d'étoile à branches tubu- laires. Dans cette chambre de désaération plonge verticalement un tube d'amenée de gaz c monté fixe. Le moyeu creux c de ]La roue centrifuge communique avec le tube à air 1 par un raccord p. Au moyeu !il sont raccordées plusieurs tubulures r qui, avantageusement, sont dirigées vers 1.'arrière par rapport au sensde la rotation, et qui dansl'exemple d'exécution représenté sont arquées. Les extrémités extérieures des tubulures r sont coupées en sifflet suivant des plans x-x (fig.6) passant par l'axe de rotation.
Durant la rotation de la roue centrifuge dans un liquide de fermentation il se produit aux ouvertures s débouchant dans le liquide en sens inverse de la rotation un effet decavitation qui aspire dans le liquide le gaz arrivant par le tube central c. En même temps, la rotation de l'étoile à branches tubu- 1-aires provoque par suite de l'effet de la force centrifuge un refoulement ou une éjection du liquide s'accumulant dans le bas de la. chambre, de désaération h, ce liquide étant ainsi projeté dans l'enceinte annulaire comprise entre la paroi de la cuve de' fermentation b et la chambre de désaéra- 'tion h.
D'autre part, l'étoile tubulaire brise en mate taaps la mousse du liquide de fermentation moussant eontenu dans la partie inférieure de la chambre de désaération h. Les gaz se dégageant de la mousse (air, acide carbonique) s'échap- pont vers le haut et s'en vont par les ouvertures supérieures
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de la cuve de fermentation. Lorsqu'on a rempli la cuve environ au tiers ou au quart de sa contenance d'un liquide de fermen- tation, par exemple de liqueur sulfitique de bois de hêtre, et qu'on fait tourner la roue centrifuge ou étoile à branches tubulaires, le liquide est mis en mouvement et de l'air est aspiré par l'effet de cavitation, se manifestant aux extré- mités s des tubulures, dans le liquide contenu dans l'enceinte annulaire extérieure.
Le liquide devient mousseux et mousse de plus en plus. A cela s'ajoute l'effet de la force centri- fuge, de sorte que le liquide de fermentation s'élève dans l'enceinte d'aération tandis que la formation de mousse progresse de plus en plus énergiquement. La mousse le plus légère passe ensuite à L'intérieur de la chambre de désaéra- tion par dessus l'arête supérieure de celle-ci et descend au fond où elle parvient dans la zone d'action de la roue centri- fuge tournante qui brise la mousse et qui projette dansl'en- ceinte d'aération le liquide débarrassé de la mousse.
Il s'est .avéré particulièrement avantageux d'obtu- rer le dessous de l'étoile tubulaire par une plaque t dont la grandeur correspond sensiblement à la surface du fond de la chambre de désaération h. Cette plaque peut être reliée ri- gidement à l'étoile à branches -tubulaires, par exemple en la soudant sur plusieurs tubulures r ou sur toutes les tubu- lures r. Toutefois elle peut aussi être montée fixe de ma- nière que l'étoile à branches tubulaires tourne librement au-dessus de la plaque t. Pour intensifier l'effet de la force centrifuge, on peut avantageusement monter un disque annulaire u qui, comme la plaque t, peut être fixé à demeure par exemple sur l'arête inférieure du compartiment de désaé- ration h ou être attaché à 1.' étoile à branches tubulaires et tourner avec elle.
Le disque annulaire constitue, avec la pl.aque t et l'étoile à branches tubulaires tournant entre
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eux, une pompe centrifuge efficace.
Pour faciliter l'entrée du liquide moussant dans la roue centrifuge il est avantageux de rendre conique vers le centre de la roue le fond de la chambre de désaération h.
Ce fond conique, représenté en v, peut .avoir la forme d'une simple tôle annulaire conique dont l'arête supérieure est raccordée, par exemple soudée, à la paroi périphérique inté- rieure de la chambre de désaération et dont 1 rareté inférieure est raccordée de la même manière .au disque annulaire u.
La chambre de désaération h peut ,aussi tourner conjointement avec l'étoile à branches tubulaires ou avec la plaque obturatrice t. Toutefois, pour diminuer les masses tournantes, il est plus avantageux de monter fixes tant la chambre de désaération h que le tube central c et de ne faire tourner, en substance, que la roue centrifuge conjointement avec la plaque obturatrice t.
REVENDICATIONS l.- Procédé pour .aérer des liquides de fermentation qui moussent, caractérisé en ce qu'on introduit du gaz dans le liquide contenu dans une enceinte d'aération, on transfère par trop-plein dans une chambre de désaération ouverte au- dessus , le mélange mousseux produit et on aspire et ramène dans l'enceinte d'aération, à l'aide d'une roue centrifuge ouverte vers la chambre de désaération, le liquide s'accumu- lent au fond de la chambre de désaération.