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Procédé de séparation de produits
La séparation d'un ou de plusieurs produits contenus dans un ensemble d'autres s'est effectuée en général par des moyens mé- caniques-(tamisage, pressage etc. ), physiques (distillation, magné- tisme etc.) $ou chimiques. Les moyens mécaniques outre qu'ils ré- quièrent en général un matériel très encombrant ne permettent en général que d'atteindre des résultats approximatifs tout en dété- riorant la structure du matériel à traiter. Bien que les moyens physiques soient plus délicats ils ne peuvent en général être mis en oeuvre que par des appareillages très précis; donc coûteux, fra- giles et d'un maniement délicat. Le prix de revient de l'opération est par cela élevé et les produits obtenus n'en sont pas moins très sensiblement modifiés.
Qu'il suffise à ce propos de rappeler la. peine que l'on a eue pour mettre au point des procédés de séchage conservant aux fruits ou aux légumes toutes leurs propriétés. Les
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procédés chimiques qui impliquent que la constitution des substances à traiter subisse au moins une modification n'intéressent pas les mé- thodes de travail en question.
On a donc cherché à joindre les avantages respectifs des moyens mécaniques (robustesse de l'appareillage, facilité de conduite, et bas prix de l'opération) à l'acuité de certains moyens physiques suffisement puissants et subtils grâce quoi on puisse effectuer ra- pidement pour un coût assez bas la séparation sans modifier la con- stitution, ni la structure des corps traités.
C'est pour obtenir un tel effet que le procédé conforme à l'invention a été étudié. Il est caractérisé par le fait qu'il con- siste à augmenter la vitesse d'expulsion de l'une au moins des sub- stances hors de l'ensemble qui la contenait.
On peut y parvenir par exemple en disposant d'un système d'éléments de différentes températures entre lesquels les substances à séparar sont placées. Suivant les cas ces éléments pourront être solides, liquides ou gazeux. L'un au moins de ceux-ci pourra être à la température du point de rosée.
On peut aussi augmenter la vitesse d'expulsion par un cou- rant électrique continu ou alternatif qui traverse les substances alors qu'elles sont placées entre deux électrodes qui peuvent être froides toutes deux ou bien être l'une froide et l'autre chaude. Le courant continu pouvant entrer dans certains cas par l'électrode chaude qui a la forme d'une paroi et sortir par l'électrode froide qui a aussi la forme d'une paroi.
La vitesse d'expulsion pourra être augmentée par chauffage des substances par un champ magnétique alternatif, l'un des éléments entre lesquels se trouvent les substances étant à la température du point de rosée. Au lieu de placer les substances dans un champ magné- tique constant ou à haute fréquence, on pourra les mettre dans un champ électrique, ou les faire traverser par des ondes d'ultra-sons, ou par des ondes électromagnétiques, ou par uncourant électrique alternatif à haute fréquence, par un courant alternatif à ondes courtes ou même ultracourtes. On pourra finalement faire agir l'action de
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poussée hydroélectrique sur les substances placées dans les condi- tions que l'on vient d'indiquer.
Dans ces derniers cas les organes de réfrigération à la température de rosée pourront être suivant les cas solides, liquides ou gazeux.
On pourra en outre faire circuler un courant gazeux passant des éléments chauds aux éléments froids.
L'action exercée par la différence de température comprise entre deux éléments pourra dans chaque cas être augmentée par la force centrifuge.
Ces diverses manières d'augmenter la vitesse de séparation de ces substances pourront être accomplies par les appareils suivants dont les dessins sont donnés à titres d'exemples.
Les figures 1 et 2 représentent les vues en coupe transver- sale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de séchage selon l'invention, la fig. 3 une vue partielle en plan des surfaces l'une chaude et l'autre froide de ce premier exemple, la fig. 4 représente la courbe de séchage lorsqu'on utilise le procédé conforme à l'invention, la fig. 5 une vue en coupe transversale d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, les fig. 6 et 7 sont des vues par dessus de deux différentes formes de la surface de chauffe de l'appareil que l'on voit dans la fig. 5, les fig. 8 et 9 représentent un troisième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, les fig. 10 et 11 une vue en coupe longitudinale et trans- versale d'un quatrième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
Dans la fig. 1 la bande transporteuse 1 constituée par exem- ple par un treillis en fil de fer passant sur des rouleaux 2, 2', 3 et 3' reçoit de l'entonnoir 17 la substance à sècher 4. Celle-ci passe à la vitesse selon laquelle se déplace la bande 1 entre la surface froide
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5 et la surface chaude 15 qui se trouvent en face l'une de l'autre.
Ces dernières sont po@@vues de @écipi@ats à travers lesquels passe dans l'un le moyen de chauffage et dans l'autre celui servant à refroidir. A travers le canal 6' utilisable comme connexion, par exem- ple l'eau froide peut entrer dans le récipient froid sous-jacent à la surface froide 5 et en sortir par le canal 6.
Le moyen servant à chauffer, par exemple l'eau chaude ou la vapeur d'eau, pénètre dans le récipient surmontant la surface chaude 15 par le canal 16', et le quitte en passant dans le canal 16. Les récipients qui possèdent les surfaces 5 et 15 sont traversés par un certain nombre de tubes 7 et 14, dont l'une des extrémités débouche respectivement sur les surfaces chaudes et froides 5 et 15, tandis que l'autre conduit dans les boîtes à air 8 et 13. L'air qui entre et qui sort passe à travers ces tubes 7 et 14 et traverse perpendiculairement la substance 4 que l'on traite en accélèrant la vitesse du courant de particules d'eau venant de la surface chaude 15 et allant à la surface froide 5.
L'eau éliminée de la substance 4 est condensée sur la sur- face froide 5, puis entraînée par la bande 1 dans les rainures 20 (fig. 3) et emmenée par le courant d'air vers l'extrémité inférieure du tube 7. L'eau de condensation passe du tube 7 dans la boite à air 8, où elle se rassemble pour s'écouler finalement par le tube de vi- dange 9. Les tubes 7 et 14 peuvent être disposés en quinconce ce qui permet d'obtenir une meilleure distribution de l'air passant à travers la substance à sécher.
Les rainures 20 (fig. 3) disposées à la manière d'un filet sur toute la surface froide 5 ne servent pas seulement de canalisa- tions pour conduire l'eau au tube 7 elles permettent aussi à l'air de passer à travers la substance placée aux endroits démunis de tubes 7.
C'est la raison pour la@@@@e la surface chaude 15 est pourvue d'un rets de rainures 20 (fig. 3) dis@@ant uniformément sur la surfac.: de la substance 4 1!air quittant les tubes 14.
Afin de produire un courant d'air passant dans la substance 4, par pression et par aspiration on a placé un ventilateur 11 aspi-
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rant par le tube 10 l'air se trouvant dans boîte 8 du récipient ré- frigérant et l'envoyant par compression dans le tube 12 qui débouche dans la boîte 13 du récipient de chauffage. Les flèches indiquent la direction du courant d'air.
Le ventilateur et les tubes 10 et 12 doivent être pourvus d'une isolation thermique, afin de réduire le plus possible les pertes de chaleur que pourrait subir'le courant d'air.
Pour lui en éviter d'autres il est recommandable de munir l'intérieur des tubes 7 et 14 de couches de substances isolantes ther- miquement ayant la forme de tuyaux. On évite de cette manière qu'il y ait un contact immédiat entre l'air qui circule et la surface inté- rieure des tubes 7 et 14.
Les tubes 7 débouchant sur la surface réfrigérante 5 peuvent toutefois si on le désire, n'être que partiellement ou méme pas du tout isolés en sorte que l'humidité absorbée par l'air lors de son passage à travers la substance est alors retenue par condensation sur les parois intérieures des tubes froids 7.
L'air qui circule peut être maintenu à une température particulièrement favorable lorsqu'il quitte l'intérieur des tubes 14 démunis partiellement ou totalement d'isolation et qui passent dans le récipient réchauffeur.
Dans la figure 2 chacun des dispositifs utilisés pour transporter la substance et pour effectuer la réfrigération est sem- blable à celui que l'on peut voir dans la fig. 1. Toutefois le cou- rant de particules d'eau traversant la substance 4, et aboutissant à la surface réfrigérante 5 est crée par un champ électrique.
Au-dessus de la substance 4. à une certaine distance de la surface réfrigérante 5, se trouve l'électrode 16 posée sur une couche isolante 15 et munie d'une borne de raccord 19. Si l'électrode 16 et la surface réfrigérante 5 sont mises en connexion avec un transforma- teur à haut voltage un champ électrique naît au sein de la couche iso- lante 15 et dans la substance 4 et dont les effets ont été décrits ci-dessus. L'électrode 16 est munie d'un certain nombre de tubes 14 fixés à la plaque isolant, 15. Les tubes 14 sont faits en matière
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électriquement isolante et peuvent être venus d=une pièce avec la plaque isolante 15. L'extrémté supérieure des tubes 14 aboutit à la boîte à air 13 qui- est reliée au ventilateur par le tube 12.
L'air mis en mouvement par le ventilateur 11, passe par le tube 12, la boîte à air 13, les tubes 14, à travers la substance 4, les tubes 7 de la surface réfrigérante;, la boite à air 8 du récipient réfrigérant et retourne finalement au ventilateur par le tube 10. Lors de son passage à travers la substance à traiter il accélère la vitesse des particules d'eau éliminées sous l'influence du champ électrique et qui vont de l'électrode 16 à la surface réfrigérante 5 sur laquelle elles se'condensent.
La surface réfrigérante 5 (fig. 2) est également pourvue de rainures 20 (fig. 3) par lesquelles l'eau de condensation est conduite vers les orifices supérieurs des tubes 7. L'eau est recueillie dans la boite à air inférieure 8 et éliminée par le tuyau de vidange 9.
Les rainures 20 (fig. 8) de la surface réfrigérante 5 ren- dent possible une distribution uniforme de l'air, ainsi que l'évacua- tion de celui-ci par dessous la substance 4. La plaque isolante 15 de l'électrode 16 peut elle-même être pourvue de rainures 20 aboutissant à la partie inférieure des tubes 14 ce qui permet une distribution de l'air au-dessus de la substance 4.
La substance sèche est finalement reçue dans les récipients 18 (fig. 1 et 2).
Il peut par exemple être avantageux d'utiliser l'appareil représenté dans la fig. 1 pour un traitement préliminaire et celui représenté dans la fig. 2 pour un traitement final de la substance à sécher.
Les dispositifs que l'on voit dans les fig. 1 et 2 peuvent aussi être utilisée pour le traitement ou le séchage des bois, par exemple sous forme de planches. Cellen-ci sont conduites par le ruban 1 dans la partie de l'appareil où elles sont sèchées.
Dans la fig. 4, sur les ordonnées sont portées des valeurs représentant le sèchage de la substance traitée, par exemple le % en poids de la su@@tance sèche par rapport au poids de la substance
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actuellement en traitement,sur l'axe des abscisses est porté le nombre de calories qu'il faut fourn.ir à la substance pour éliminer l'unité de poids d'eau. La courbe montre qu'il faut fournir une quantité d'énergie de moins en moins grande, à travail égal,à mesure que le produit sèche. Cette caractéristique du procédé qui est particulière- ment avantageuse le distingue des méthodes de sèchage ordinaire.
Le dispositif transportant la substance 4 et le système de réfrigération que l'on voit dans la fig. 5 sont semblables à ceux représentésdans la fig. 1. La substance passe à la vitesse à laquelle se meut la bande 1 entre la surface réfrigérante 5 et la surface chaude 23 du réchauffeur électrique.
Dans la fig. 6 lè réchauffeur comprend une plaque isolante
22 et un certain nombre de bandes de métal 23 fixées à celle-ci. Ces bandes de métal sont connectées en série. Leurs extrémités sont reliées à une source de courant électrique et elles sont ainsi chauffées.
La plaque isolante 22 est percée de trous 21 dont l'utilité est la même que celle des tubes 14 de la fig. l.
Dans la fig. 7 le réchauffeur comprend une plaque isolante
22 et une plaque de métal 23 fixée à la précédente. Les deux extrémi- tés de la plaque métallique sont reliées à une source de courant électrique et la plaque ainsi chauffée. Le métal et la plaque isolante sont percées de trous 21 dont l'utilité est la même que celle des bubes 14 de la fig. 1. On voit dans la fig. 5 qu'immédiatement au- dessus de la plaque isolante 22 se trouve une couche d'isolant thermique 24 surmontée elle même d'un récipient constituant la boîte à air 13. Les trous 21 sont faits dans la couche isolante 24 et dans le fond du récipient, et atteignet la boîte à air 13. Le tube 12 aboutit à la boite à air 13.
L'air mis en circulation par le ventilateur 11 passe à travers le tube 12, la boîte à air 13, les trous 21, la substance 4, les tubes 7 débouchant sur la surface réfrigérante, la boîte à air 8 du récipient réfrigérant et retourne par le tube 10 au ventilateur. Lors
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de son passage à travers la substance à traiter il accélère la vitesse
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des particules d'eau éliminées sous l'influence du gradient de tempé- rature et qui vont de la surface de chauffe 23 à la surface réfrigé- rante 5 sur laquelle elles s condensent.
La vitesse d'expulsion pourra être augmentée si l'on place dans la partie active du gradient de température une ou plusieurs parois de diffusion en matière poreuse. On pourra par exemple réaliser cette dernière partie de l'invention dans l'appareil qui va être décrit et qui est représenté dans les figures 8 et 9.
La bande transporteuse 1 constituée par exemple par un treillis en fil de fer et qui passe sur les rouleaux 2, 2', 3 et 3', est chargée de la substance 4 à sécher qui provient de l'entonnoir 17.
Celle-ci passe à la vitesse à laquelle se déplace la bande 1 entre la surface froide 5 et la surface chaude 25 qui se trouvent en face l'une de l'autre. La surface froide 5 est pourvue d'un récipient à travers lequel passe le moyen servant à refroidir. Celui-ci pénètre dans le récipient froid par le canal 6' et en sort part le canal 6.
Le récipient réchauffeur comprenant la boite à air 13 est pourvu d'une plaque de chauffage électrique 25. Entre cette dernière et le récipient, on a placé des couches d'isolant thermique 26 afin d'éviter autant que possible que la chaleur produite par la plaque no se répande vers le haut par radiation.
Afin de créer ur courant d'air passant dans la substance 4, par pression et par aspiration on a ;;lacé un ventilateur 11 aspirant par le tube 10 l'air se trouvant dans la boite 8 du récipient réfrigé- rant et l'envoyant par compression dans le tube 12 qui débouche dans la boîte 13 du récipient de chauffage. Venant de cette dernière l'air passe par les tubes 21 sous forme d'un courant dont la direction est perpendiculaire à la surface de la substance à sécher qu'il traverse ainsi qu'à la paroi de diffusion 27 couverte et protégée par la plaque perforée 28. Cette paroi do diffusion est placée sur la surface réfri- gérante 5 qui est pourvue de rainures.
Ces dernières aboutissent au tubes 7 par lesquels se fait l'aspiration d'air qui conduit celui-ci selon la direction des flèches vers la boite à air 8 de laquelle il est reiris par le ventilateur 11.
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L'humidité de la substance à sécher passe à travers la paroi de diffusion, se condense contre la surface de réfrigération 5 du récipient froid, traverse les tubes à air de celui-ci pour aller dans la boite 8 où elle se rassemble et d'où elle est évacuée par le canal de vidange 9.
La fig. 9 représente la paroi de diffusion vue en plan recouverte de la plaque de protection perforée 28.
La vitesse d'expulsion peut aussi être augmentée par un rayonnement de longueur d'onde variable passant sur les substances pla- cées sur une plaque poreuse au-dessus d'un élément ayant la tempéra- ture du point de rosée. La plaque poreuse pourra elle-même être choi- sie de manière à ce qu'elle présente peu de résistance au passage du rayonnement. Elle pourra avoir en outre une porosité telle qu'il lui sera possible d'agir comme filtre.
Enfin la longueur d'onde du rayonnement pourra être choisie dans chaque cas selon la nature des substances à séparer et adaptée de manière à obtenir la meilleure vitesse d'expulsion. En particulier elle pourra être telle que la longueur d'onde de l'énergie du poten- tiel énergétique concorde avec la fréquence propre des molécules des substances à séparer de manière à ce que grâce à la résonnance, la sé- paration soit plus rapide, ,On pourra conjuguer l'action du rayonnement avec celle de la pression partielle ou de la surpression gaseuse pour la suppression de la formation de vapeur.
Entre les substances à séparer et la source du rayonnement on pourra placer une plaque de substance qui offre une résistance aussi petite que possible au rayonnement.
Les substancas à séparer pourront être traitées alors qu'elles sont réduites en fines particules dispersées à l'état de poussières. Elles pourront aussi être supportées par des moyens connus sous forme de film au moins sur un côté de la paroi de diffusion.
Les fig. 10 et 11 représentent un dispositif permettant d'utiliser les moyens sus-nommés dont on peut en particulier tirer parti pour condenser le lait, les jus de fruits et d'autres liquides simi-
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laires.
Le lait ou tout autre liquide semblable est projeté par un gicleur 30 sous forme d'un fin brouillard contre le cylindre 31 tour- nant lentement, et est exposé à l'action de rayons de chaleur ou de haute fréquence qui sont produits dans les appareils 33 et 34.
A l'intérieur du cylindre 31 exécuté en matériel céramique et agissant comme paroi de diffusion, est monté le réfrigérant stationnaire 32.
Grâce au gradient de température créé ou à l'énergie de radiation l'eau sort par diffusion de la mince couche de lait sur la surface du cylin- dre 31, passe à travers la paroi du cylindre et est condensée sur la surface froide du réfrigérant 35. Celle-ci est formée par une série de canaux ouverts 36 ayant une déclivité aboutissant dans la boite 37.
Par ces canaux 36 l'eau de condensation s'écoule dans la boite 37 et peut ensuite être éliminée par le canal de vidange 38. Le lait ou la substance grasse adhérant à la surface du cylindre 31 sont enlevés par des brosses 39, 40 et 41, et finalement reçus dans la cuve collectrice 42. Cette dernière est pourvue d'un tamis 43 grâce auquel le lait cbmplètement sec est séparé de celui qui ne l'est pas encore. Ce dernier est repris par une pompe de la cuve collectrice et envoyé au gicleur 30 puis l'opération ci-dessus décrite est répétée jusqu'à ce que le pro- duit soit suffisemment séché.
Le récipient 44 reçoit le lait qui n'est ras resté adhérant au cylindre 31 lorsqu'il fut projeté contre lui.
Le réfrigérant est porté à la température voulue par un moyen capable d'abaisser celle-ci, par exemple par de l'eau froide.
Le cylindre 31 peut aussi être entouré par un cylindre de verre non représenté. Ce dernier doit êtro ouvertà l'endroit où la substance à sècher est projetée. Le cylindre doit naturellei:ent rester immobile.
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Product separation process
The separation of one or more products contained in a set of others is generally carried out by mechanical (sieving, pressing etc.), physical (distillation, magnetism etc.) $ or chemical means. . The mechanical means, apart from the fact that they generally require very bulky equipment, generally only allow approximate results to be achieved while deteriorating the structure of the equipment to be treated. Although the physical means are more delicate, they can generally only be implemented by very precise equipment; therefore expensive, fragile and delicate to handle. The cost of the operation is therefore high and the products obtained are nonetheless very significantly modified.
Let it suffice in this connection to recall the. pains that we had to develop drying processes retaining all their properties in fruits or vegetables. The
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chemical processes which require that the constitution of the substances to be treated undergo at least one modification are not of interest to the working methods in question.
We have therefore sought to combine the respective advantages of mechanical means (robustness of the equipment, ease of operation, and low cost of the operation) with the acuity of certain sufficiently powerful and subtle physical means thanks to which we can carry out ra- quickly for a relatively low cost separation without modifying the constitution or the structure of the treated bodies.
It is to obtain such an effect that the method according to the invention has been studied. It is characterized by the fact that it consists in increasing the speed of expulsion of at least one of the substances from the assembly which contained it.
This can be achieved, for example, by having a system of elements of different temperatures between which the substances to be separated are placed. Depending on the case, these elements may be solid, liquid or gaseous. At least one of these could be at dew point temperature.
The speed of expulsion can also be increased by a direct or alternating electric current which passes through the substances while they are placed between two electrodes which may both be cold or alternatively be one cold and the other hot. The direct current can enter in some cases through the hot electrode which has the shape of a wall and exit through the cold electrode which also has the shape of a wall.
The speed of expulsion can be increased by heating the substances by an alternating magnetic field, one of the elements between which the substances are located being at the dew point temperature. Instead of placing the substances in a constant or high frequency magnetic field, we can put them in an electric field, or pass them through by ultrasonic waves, or by electromagnetic waves, or by an electric current. high-frequency alternating, by short-wave or even ultrashort alternating current. We can finally make the action of
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hydroelectric thrust on substances placed under the conditions just indicated.
In these latter cases, the dew temperature refrigeration units may be solid, liquid or gas, depending on the case.
It is also possible to circulate a gas current passing from the hot elements to the cold elements.
The action exerted by the temperature difference between two elements can in each case be increased by the centrifugal force.
These various ways of increasing the rate of separation of these substances can be accomplished by the following apparatuses, the drawings of which are given as examples.
FIGS. 1 and 2 represent cross-sectional views of a first embodiment of a drying device according to the invention, FIG. 3 a partial plan view of the surfaces, one hot and the other cold, of this first example, FIG. 4 shows the drying curve when the method according to the invention is used, FIG. 5 a cross-sectional view of a second embodiment of a device according to the invention, FIGS. 6 and 7 are views from above of two different shapes of the heating surface of the apparatus which can be seen in FIG. 5, fig. 8 and 9 show a third embodiment of a device according to the invention, FIGS. 10 and 11 a view in longitudinal and transverse section of a fourth embodiment of a device according to the invention.
In fig. 1 the conveyor belt 1 constituted, for example, by a wire mesh passing over rollers 2, 2 ', 3 and 3' receives from the funnel 17 the substance to be dried 4. This passes at the speed according to which moves strip 1 between the cold surface
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5 and the hot surface 15 which are opposite each other.
The latter are seen from @ ecipi @ ats through which passes in one the heating means and in the other that serving to cool. Through the channel 6 'usable as a connection, for example cold water can enter the cold container underlying the cold surface 5 and exit through the channel 6.
The means for heating, for example hot water or water vapor, enters the container overlying the hot surface 15 through the channel 16 ', and leaves it by passing through the channel 16. The containers which have the surfaces 5 and 15 are crossed by a number of tubes 7 and 14, one of the ends of which opens out onto the hot and cold surfaces 5 and 15 respectively, while the other leads into the air boxes 8 and 13. The air which enters and which leaves passes through these tubes 7 and 14 and crosses perpendicularly the substance 4 which is treated by accelerating the speed of the stream of water particles coming from the hot surface 15 and going to the cold surface 5.
The water removed from the substance 4 is condensed on the cold surface 5, then entrained by the strip 1 in the grooves 20 (fig. 3) and carried by the air current towards the lower end of the tube 7. The condensed water passes from the tube 7 into the air box 8, where it collects to finally flow through the drain tube 9. The tubes 7 and 14 can be arranged in staggered rows, which makes it possible to obtain better distribution of the air passing through the substance to be dried.
The grooves 20 (fig. 3) arranged like a net over the entire cold surface 5 not only serve as conduits for conducting water to the tube 7, they also allow air to pass through the tube. substance placed in places without tubes 7.
This is the reason why the hot surface 15 is provided with a net of grooves 20 (fig. 3) distributed evenly over the surface: of the substance 4 1! The air leaving the tubes. 14.
In order to produce a current of air passing through the substance 4, by pressure and by suction, a suction fan 11 was placed.
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owing through the tube 10 the air in box 8 of the refrigerating container and sending it by compression into the tube 12 which opens into the box 13 of the heating container. The arrows indicate the direction of the air flow.
The fan and the tubes 10 and 12 must be provided with thermal insulation, in order to reduce as much as possible the heat losses which the air current could undergo.
To avoid others, it is advisable to provide the inside of the tubes 7 and 14 with layers of thermally insulating substances in the form of pipes. In this way, there is no immediate contact between the circulating air and the inner surface of the tubes 7 and 14.
The tubes 7 opening onto the cooling surface 5 can, however, if desired, be only partially or not even at all insulated so that the moisture absorbed by the air during its passage through the substance is then retained by condensation on the inside walls of the cold tubes 7.
The circulating air can be maintained at a particularly favorable temperature when it leaves the interior of the tubes 14 which are partially or totally lacking in insulation and which pass into the heating receptacle.
In figure 2 each of the devices used to transport the substance and to carry out the refrigeration is similar to that which can be seen in fig. 1. However, the current of water particles passing through substance 4 and ending up at cooling surface 5 is created by an electric field.
Above the substance 4. at a certain distance from the cooling surface 5, is the electrode 16 placed on an insulating layer 15 and provided with a connection terminal 19. If the electrode 16 and the cooling surface 5 are connected to a high voltage transformer an electric field arises within the insulating layer 15 and in the substance 4, the effects of which have been described above. The electrode 16 is provided with a number of tubes 14 fixed to the insulating plate, 15. The tubes 14 are made of material.
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electrically insulating and can be made integrally with the insulating plate 15. The upper end of the tubes 14 terminates in the air box 13 which is connected to the fan by the tube 12.
The air set in motion by the fan 11, passes through the tube 12, the air box 13, the tubes 14, through the substance 4, the tubes 7 of the cooling surface ;, the air box 8 of the cooling container and finally returns to the fan through tube 10. As it passes through the substance to be treated it accelerates the speed of the water particles eliminated under the influence of the electric field and which go from electrode 16 to the cooling surface 5 on which they condense.
The cooling surface 5 (fig. 2) is also provided with grooves 20 (fig. 3) through which the condensed water is conducted towards the upper openings of the tubes 7. The water is collected in the lower air box 8 and removed by the drain hose 9.
The grooves 20 (fig. 8) of the cooling surface 5 make possible a uniform distribution of the air, as well as the evacuation of the latter from below the substance 4. The insulating plate 15 of the electrode 16 can itself be provided with grooves 20 leading to the lower part of the tubes 14 which allows distribution of the air above the substance 4.
The dry substance is finally received in the containers 18 (fig. 1 and 2).
It may for example be advantageous to use the apparatus shown in FIG. 1 for a preliminary treatment and that shown in FIG. 2 for a final treatment of the substance to be dried.
The devices that can be seen in fig. 1 and 2 can also be used for treating or drying wood, for example in the form of boards. These are led by the tape 1 in the part of the device where they are dried.
In fig. 4, on the ordinates are plotted values representing the dryness of the treated substance, for example the% by weight of the dry substance relative to the weight of the substance
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currently in treatment, on the x-axis is plotted the number of calories that must be supplied to the substance to eliminate the unit weight of water. The curve shows that less and less energy must be supplied, for equal work, as the product dries. This feature of the process which is particularly advantageous distinguishes it from ordinary drying methods.
The device transporting substance 4 and the refrigeration system shown in FIG. 5 are similar to those shown in FIG. 1. The substance passes at the speed at which the strip 1 moves between the cooling surface 5 and the hot surface 23 of the electric heater.
In fig. 6 the heater includes an insulating plate
22 and a number of metal bands 23 attached to it. These metal bands are connected in series. Their ends are connected to a source of electric current and they are thus heated.
The insulating plate 22 is pierced with holes 21, the utility of which is the same as that of the tubes 14 of FIG. l.
In fig. 7 the heater includes an insulating plate
22 and a metal plate 23 attached to the previous one. The two ends of the metal plate are connected to a source of electric current and the plate thus heated. The metal and the insulating plate are pierced with holes 21, the utility of which is the same as that of the bubes 14 of FIG. 1. It can be seen in fig. 5 that immediately above the insulating plate 22 is a thermal insulating layer 24 itself surmounted by a container constituting the air box 13. The holes 21 are made in the insulating layer 24 and in the bottom of the air box. container, and reaches the air box 13. The tube 12 leads to the air box 13.
The air circulated by the fan 11 passes through the tube 12, the air box 13, the holes 21, the substance 4, the tubes 7 opening onto the cooling surface, the air box 8 of the cooling container and returns through tube 10 to the fan. When
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of its passage through the substance to be treated it accelerates the speed
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water particles removed under the influence of the temperature gradient and which go from the heating surface 23 to the cooling surface 5 on which they condense.
The expulsion speed can be increased if one or more diffusion walls made of porous material are placed in the active part of the temperature gradient. This last part of the invention could for example be carried out in the apparatus which will be described and which is shown in FIGS. 8 and 9.
The conveyor belt 1 constituted for example by a wire mesh and which passes over the rollers 2, 2 ', 3 and 3', is loaded with the substance 4 to be dried which comes from the funnel 17.
This passes at the speed at which the strip 1 moves between the cold surface 5 and the hot surface 25 which are opposite each other. The cold surface 5 is provided with a container through which the means for cooling pass. This enters the cold container via channel 6 'and leaves it via channel 6.
The heating receptacle comprising the air box 13 is provided with an electric heating plate 25. Between the latter and the receptacle, layers of thermal insulation 26 have been placed in order to avoid as much as possible that the heat produced by the plate no spreads upwards by radiation.
In order to create a current of air passing through the substance 4, by pressure and by suction, a ventilator 11 has been laced, sucking through the tube 10 the air located in the box 8 of the refrigerating container and sending it. by compression in the tube 12 which opens into the box 13 of the heating container. Coming from the latter, the air passes through the tubes 21 in the form of a current whose direction is perpendicular to the surface of the substance to be dried which it passes through as well as to the diffusion wall 27 covered and protected by the plate perforated 28. This diffusion wall is placed on the cooling surface 5 which is provided with grooves.
The latter end in the tubes 7 through which the air is sucked which leads it in the direction of the arrows towards the air box 8 from which it is reiris by the fan 11.
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The moisture of the substance to be dried passes through the diffusion wall, condenses against the refrigeration surface 5 of the cold container, passes through the air tubes of the latter to go to box 8 where it collects and where it is discharged through the drain channel 9.
Fig. 9 shows the diffusion wall seen in plan covered with the perforated protection plate 28.
The rate of expulsion can also be increased by radiation of varying wavelength passing over substances placed on a porous plate above an element having the temperature of the dew point. The porous plate can itself be chosen so that it has little resistance to the passage of radiation. It may also have a porosity such that it will be possible for it to act as a filter.
Finally, the wavelength of the radiation can be chosen in each case according to the nature of the substances to be separated and adapted so as to obtain the best expulsion speed. In particular, it could be such that the wavelength of the energy of the energy potential matches the natural frequency of the molecules of the substances to be separated so that, thanks to the resonance, the separation is faster, The action of the radiation can be combined with that of the partial pressure or of the gas overpressure for the suppression of the formation of vapor.
Between the substances to be separated and the source of the radiation, a plate of substance can be placed which offers as little resistance as possible to the radiation.
The substances to be separated can be treated while they are reduced to fine particles dispersed to the state of dust. They could also be supported by known means in the form of a film at least on one side of the diffusion wall.
Figs. 10 and 11 show a device making it possible to use the aforementioned means which can be used in particular to condense milk, fruit juices and other similar liquids.
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laires.
Milk or other similar liquid is projected by a nozzle 30 as a fine mist against the slowly rotating cylinder 31, and is exposed to the action of heat or high frequency rays which are produced in the apparatus. 33 and 34.
Inside the cylinder 31 made of ceramic material and acting as a diffusion wall, is mounted the stationary cooler 32.
Thanks to the created temperature gradient or the radiation energy, the water diffuses out of the thin layer of milk on the surface of the cylinder 31, passes through the wall of the cylinder and is condensed on the cold surface of the condenser. 35. This is formed by a series of open channels 36 having a slope ending in the box 37.
Through these channels 36 the condensed water flows into the box 37 and can then be removed through the drain channel 38. The milk or the fatty substance adhering to the surface of the cylinder 31 are removed by brushes 39, 40 and 41, and finally received in the collecting tank 42. The latter is provided with a sieve 43 through which the completely dry milk is separated from that which is not yet dry. The latter is taken up by a pump from the collecting tank and sent to the nozzle 30 then the above-described operation is repeated until the product is sufficiently dried.
The receptacle 44 receives the unshaven milk which remained adhering to the cylinder 31 when it was projected against it.
The coolant is brought to the desired temperature by means capable of lowering the latter, for example by cold water.
The cylinder 31 can also be surrounded by a glass cylinder, not shown. The latter must be opened at the point where the substance to be dried is projected. The cylinder must naturally remain stationary.