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Il Procédé pour le refroidissement, l'évaporation, la dessic- cation ou autre traitement de matières primitivement li- quides ou humides ".
Pour le refroidissement, l'évaporation, la dessiccation ou tout autre traitement de matières primitivement liquides ou humides, qui peuvent être transformées en pâte, il existe un procédé bien connu qui consiste à placer les matières en couche mince sur une base, consistant par exemple en une courroie transporteuse ou un tambour , et sur laquelle les ma- tières réparties en une ou plusieurs zones sont soumises à des courants séparés et rapides , d'air atmosphérique ou d'autres gaz qui traversent la zone do séchage par des passa- ges d'entrée et de sortie en forme de fentes, formés entre les cloisons transversalement par rapport à la direction du
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mouvement de la base et qui s'étendent sur toute sa largeur.
A cet effet, on emploie'de l'air chauffé ou, en tout cas, de l'air dont la température est pluz élevée que celle de la matière, pour augmenter la capacité d'absorption par l'air de l'humidité de la matière, en ce sens que la haute température de l'air donnera une saturation relativement plus faible dans l'air que dans la matière traitée, même s'il était possiole que la pression de la vapeur se soit équilibrée ou égalisée dans les deux milieux.
Toutefois, il s'est avéré que l'importance dece. pro cédé de chauffage est matériellement moindre qu'on le supposait précédèrent, principalement par ce que l'air reste généra- lement si peu de temps dans la zone de séchage que son humidi- té ne n'augmente pas de manière appréciable, de sorts que l'épuisement de l'air chaud occasionne une perte considérable d'énergie thermique .
Une augmentation de l'évaporation dela matière peut , selon des expériences actuellement réalisées s'effectuer beaucoup mieux et avec beaucoup moins de perte d'énergie par un contact plus intime entre l'air et la matière dans la zone de séchage. Suivant la présente invention, de l'air non saturé porté à une température considérablement inférieure à celle de la base est conduit sur de longues étendues de la matière, la surface de la matière étant dès lors refroidie tandis qu' elle recit en même temps , de la chaleur de la base et cède ainsi son humidité à l'air, qui restera toutefois non saturé pendant toute la durée du processus de sécnage, Ainsi l'invention constitue une rupture avec les méthodes tradi- tionnelles,
dont le principe consistait à conduire l'air à grande vitesse vers le bas contre la couche de matière plu- tôt que de le laisser passer au-dessus de cette couche pendant un certain temps. On a même pris soin d'enlever
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l'air de la matière le plus vite possible, de sorte que a le temps de contact/été très court.
Suivant une forme de réalisation particulière du procédé faisant l'objet de l'invention, la zone de séchage peut être située dans une fente d'une longueur telle que l'absorption nécessaire d'humidité puisse avoir lieu, et d'une étroitesse telle que des courants d'air tourbillonnant soient évités. Suivant la, présente invention, le passage du courant dans la zone de séchage, dans laquelle l'air se déplace parallèlement à la couche inférieure de la matière à traiter, peut également être d'un ordre de grandeur supé- rieur à la distance de la couche inférieure à la surface de la cloison individuelle qui fait face à ladite couche infé.- rieur e.
Pendant son passage parallèlement et à travers la couche de matière, l'air de séchage entre en contact beaucoup plus intime avec la matière , et l'évaporation a lieu sur une par- tie beaucoup plus grande de la surface totale de la matière située dans le compartiment de séchage de l'appa- reil. La chaleur nécessaire pour l'évaporation est fournie par en dessous et dès qu'une particule de vapeur s'est for- mée, elle est extraite par le courant d'air sans qu'il lui soit possible de se récondenser et de se déposer sur la matière à cause du refroidissement auquel elle est soumise de la part du courant d'air.
Dans cet appareil, il est spécialement important qu'une répartition uniforme de l'air de séchage soit assurée sur la largeur entière de la zone de séchage, de façon qu'un forme séchage de la matière soit obtenu, et suivant la présente invention, on atteint ce but par le fait que l'air de séchage est aspiré directement de l'atmosphèreet conduit à la zone de séchage sans chauffage préalable ou sans autre
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traitement, l'air entrant par un passage d'entrée qui est en connexion directe a vec la,' zone de séchage et est ouvert soit à une de ses extrémités, soit à chacune de celles-ci, ce qui assure le passade direct d'un courant d'air sur la zone de séchage et une répartition uniforme de l'air sur tout la largeur de la zone de séchage.
Comme une alimentation forte et régulière en chaleur de la base à la couche supérieure de la matière est importante pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, la couche doit être aussi mipce que possible . Ce procédé donne- ra un produit extrêmement homogène, car par suite de la fai- ble épaisseur de la couche, il n'y aura pas de différence entre les particules supérieures et inférieures dans la couche de matière après déshydratation Suivant l'invention, il est possible de disposer la matière en une couche pelliculaire uniformément épaisse d'une minceur et d'une homogénéité telle qu'elle soit tout entièreuniformément influencéenon seule- ment pendant son passage à, travers la zone de séchage ,
tuais également pendant son passage à travers les autres zone.; de traitement auquel elle peut pratiquement être soumise , et dans lesquels la couche est exposée à d'autres influences unilatérales , telles que chauffage ou refroidissement, irra- diation ou oxydation. Le produit fini devient ainsi extrême- ment uniforme et homogène, et par suite de l'effet uniforme et de la conversion de toutes les particules de la couche, même en cas d'action momentanée, il sera possible d'augmenh- ter considérablement la vitessede la base mobile et de rendre le traitement considérablement plus fort et plus inten- se que ce n'était le cas jusqu'à présent.
L'effet de refroidissement que l'air de séchage - contrairement à celui des procédés courus - exerce sur la matièrepermet de soumettre la base à une chaleur beaucoup
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plus forte qu'il n'était possible jusqu'à présent, et dans de nombreux cas il sera même possible de chauffer la base à un point tel que la matièreserait altérée sile courant d'air n'exerçait pas son effet de refroidissement.
L'efficience thermique du procédé suivant l'invention, comparée à celle des procédés connus qui utilisent de l'air chaud, sera immédiatement mise en lumière sit on con- sidère que chaque unité de chaleur fournie doit passer par la couche dematièreavant d'être entraînéepar l'air de séchage et doit, par conséquent, avoir contribué à l'éva- poration de la matière .
D'après ce qui précède, on se rendra compte qu'il est important, qu'en relation avec le procédé de séchage rapide et intense, une intensification des autres traitements aux- quels la matière doit être soumise, peut être effectuée, et que ces traitements peuvent être appliqués pendant que la matière est sur la courroie transporteuse . Ceci est ren- du possible, par la présente invention, grâceau fait que la matière , même en cas d'actions momentanées, est unifor- mément influencée et qu'il est, par conséquent, possible de s'approcher de la limite à laquelle la matière serait surexposée de plus prè,s que précédemment, quand le risque de surexposer quelques particules spécialement fortement affectées demandait une plus grande tolérance en-dessous de cette limite.
On comprendra en outre que un ou plusieurs des traite- ments spéciaux mentionnés ci-dessus peuvent être appliqués en entier ou en partie dans la zone de séc.hage . Ainsi la matière première peut être traitée chimiquement ou physique- ment pendant son passage dans la zone de séchage simultané- ment avec le séchage, par exemple, par oxydation, par irradiation de lumière ultra-violette, par l'addition d'au-
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tres substances de vitamines-, etc.
Si par exemple, la ma- tière première se compose de glandes ou de sang qui doit être sécher cette matière peut être stérilisée par exposi- tion à des rayons ultra-violets pendant son passage dans la zone de séchage, ce. qui permettra une stérilisation par- faite sitant est que la matièreestétendue en une touche pelliculaire très mince et légère.
En soumettant la matière aux autres traitements en relation immédiate avec le processus de séchage et pendant que la matière est encore sur le transporteur, il sera possible, comme expliqué ci-dessus, d'obtenir un traite- ment plus rationnel et uniforme de la matière et une meil- leure économie que si les traitements requis étaient exécu- tés indépendamment l'un de l'autre, Etant disposées sous forme d'une mince pellicule , toutes les particules de la matière seront accessibles, directement et immédiatement, pour des traitements de nature chimique et physique, ce qui ne sera pas le cas si la couche est plus épaisse ou si la matière a été enlevée de la base par grattage.
Dans le traitement d'amidon, il peut être particulière- ment utile de placer, immédiatement avant la zone de sécha- ge ou dans la première partie de cette dernière, une zone de chauffage dans laquelle on peut préparer la transforma- tion de la matière première en dextrine avant qu'elle n'entre dans la zone de séchage . Dans une opération conti- nue, la matière première peut être caramélisée ou l'amidon converti en dextrine après le chauffage provisoire.
En outre, une zone de refroidissement peut être pla- cée immédiatement après la zone de séchage, ce qui sera utile quand il s'agit de sécher de la gélatine et certaines sortes decolle qui sont maintenues semi-fluides parla cha-
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chaleur de séchage et qui, avant d'être enlevées du transporteur devraient être coagulées par refroidissement
Le procédé suivant l'invention peut êtred'une impor- tance spéciale dans la dessiccation de toutes sortede four- rage vert finement coupé et de produits horticoles,tels que la luzerne, le trèfle, l'herbeverte et les feuilles de betteraves, en ce sens que les plantes peuvent être récol- tées très tôt et même avant d'être mûres,
car il sera alors possible de maintenir toutes leurs substances nutri- tives sous la forme la plus digestive pendant le sûchage, la matière étant placée sur le transporteur en consistance suffisamment pâteuse pour qu'elleforme unecouche péLlicu- laire assez dense pour qu'on puisse y appliquer effective- ment une irradiation stérilisante ou vitaminisante . La matière conservera ainsi, pendant la dessiccation , ses substances nutritives digestibles .
Dans tous les procédés connus. de dessiccation de ces produits la dessiccation n'é- tait pas homogène, parce que les parties épaisses et minces des plantes étaient affectées inégalement ou parce que l'é- conomie de la dessiccation demandait des températures trop élevées, un temps de traitement trop long ou l'utilisation de matières qui ne convenaient pas, comme par exemple un produit récolté trop tard, exposé aux intempéries ou autre- ment déprécié en valeur.
Enfin, le procédé suivant l'invention peut être utilisé dans le traitement de produits qui, après sécha- ge, doivent être exposés à des températures spécialement élevées, comme la boue de ciment brut. En pareil cas, la matière brute doit, suivant l'invention, être appliquée d'abord sur le côté extérieur 'de la base en mouvement qui consiste en un tambour, et après séchage, la dite matière doit en être grattée et être placée à l'intérieur du tam-
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bour, dans lequel règne une température convenant pour la cuisson du ciment. L'a ir chaud; ou les gaz chauds obtenus sont utilisés pour le séchage de la matière à l'extérieur du tam- bour.
Ces gaz peuvent également, suivant l'invention, être utilisés pour unsecond séchage de la matière enlevée de l'extérieur du tambour et conduite à travers le tambour en une couche relativement épaisse ou poreuse, ledit air au lesdirs gaz ayant, si nécessaire, d'abord passé par un cyclone dessiccateur ou purificateur. Avant que ces gaz z ne soient conduits à la zone de second séchage, on peut en- core les chauffer, par exemple, en les conduisant à travers un calorifère ou en ajoutant de l'a ir chaud ou des gaz chauds d'échappement, par exemple.les gaz d'échappement du moteur qui actionne l'installatin A cet effet, on peut utiliser une partie de la chaleur d'échappement du moteur.
Pour la production de ciment, suivant ce procédé, on effectue une économie de chaleur particulière, en ce sens que le côté intérieur et le côté extérieur de la base wobi- le sont utilisés tandis que la même source de chaleur peut être utilisée aussi bien intérieurement qu'extérieurement , d'abord pour aider à la calcination du ciment et ensuite pour sécher la boue .
Le dessin annexé au présent mémoire montre une installa- tion destinée à être utilisée pour la réalisation du procédé suivant l'invention.
La figure 1 est une cops verticale de l'appareil, parallèlement à la direction de mouvement de la base.
La figura 2 est une coupe verticale selon la ligne a-b de la figure 3, à angle droit par rapport à la direction de mouvement de la base et la figuree 3 est une coupe verticale parallèle à cette direction.
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La matière à traiter est extraited'un silo 2, d' où par des rouleaux entraîneurs 3, elle est répandue en une pelli- cule mince et pâteuse sur la courroie transporteuse 4, tendue sur une paire de tambours 1 et sle déplaçant dans la direction indiquée par la flèche 17. Pour chauffer cette courroie transporteuse , une série debrûleurs à gaz 10 sont placés en dessous de la dite courroie et au-dessus de la courroie se trouve un certer 5 pourvu d'une série de rainures ou fentes présentant un passage d'entrée et de vers sortie pour les courants d'air qui doivent se diriger 4 la zone de séchage et s'en éloigner .
Le ca..rter peut être éle- vé et abaissé par rapport à la courroie 4, par un mécanisme non représenté au dessin, de sorte que la hauteur des lon- gues rainures qui forment les zones de séchage peut être ajustée par rapport à la matière La matière peut être détachée de la courroie par un grattoir 15 et être transfé- rée à un autre transporteur 16, qui la conduit à un éléva- teur 14 qui à son tour 1''amène dans un récipient 13 . En dessous des bsûleurs à gaz 10 se trouve. un passage de sé- chage supplémentaire 20 à travers lequel passe une courroie transporteuse 9, qui se déplace dans la direction indiquée par la flèche 18 et qui reçoit la matière à sécher à l'ex- trémité inférieure 12 du récipient 13.
Sur cette courroie transporteuse 9, la matière est soumise à un séchage sup- plémentaire au moyen d'air qui entre par un trou 8 et qui se dirige dans la direction indiquée par la flèche 19 vers un autre trou 11, à travers lequel s'échappe l'air provenant des passages 20 . La matière est finalement enle- vée du transporteur 9 par un grattoir ou une brosse rotati- ve, non représenteée(e) dans le dessin, et amenée sur un transporteur transversal 7 quila transporte hors de l'installation.
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Chaque transporteur de l'installation peut être ac- tionné à une vitesse appropriée choisie à volonté.
La figure 2 montre le système de rainures de l'appa- reil, le sens du courant d'air de séchage à tnavers les passages d'entrée et de sortie de ce système étant indiqué par des flèches.
Par les extrémités ouvertes des passages d'entrée 6, de l'air atmosphérique peut entrer dans l'appareil came indiqué pa r les flèches montrées dans les figures 2 et, 3.
L'air passe ensuite par les extrémités inférieures des trous 6, à travers une rainure ou intervalle étroit entre la couche mince, pâteuse ou liquide, de matière reposant sur une base mobile 4, et les surfaces de séparation qui font face à la dire couche de matière . Ainsi, sur une ce rtaine longueur, l'air se déplace parallèlement à la direction de mouvement de la base, soit, dans la même direction, soit dans une direc- tion opposée . Etant donné que le courant d'air sedéplace à travers l'espace étroit au-dessus de la couche de matière;, il entre en contact intime avec la matière et en absorbe l'hu- midité, le dit air sortant par d'autres passages situés dans compris les inte rvall es/entre les passages 6.
Ledit passage pour lecourant d'air a été choisiplu- sieurs fois plus grand que l'espace compris entre la base et les surface,$ des cloisons qui y font face . Par cemoyen, l'air deséchage vient, dans sa course parall le à la ' ..se en contact beaucoup plus intime avec la matière à traiter et on obtient de cette manière, commeil a été signaléci- dessus, une dessiccation très efficace.
Il est clair qu'on a l'intention de n'enlever que l'humidité et non pas la matière solide ou visqueuse . Donc, si nécessaire un séchage préélable peut être effectué ou si possible une évaporation préalablede solutions dans l'eau
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dans une zone de séchage préélable avec un effet de succion plus faible, jusqu'à ce que la viscosité et la cohésion à la base soient suffisantes pour empêcher que des particules de la matièrene soient emportées par le courant d' air. Ce n'est qu'après ce traitement que la matière peut être sou- mise au traitement plus intense suivant l'invention.
En variante, l'appareil doit être disposé de manière que la longueur du courant dans la zone de séchage et l'es- pace entre la surface inférieure des c.loisons à passages d'air et la base mobile soient réglés suivant la consistance et l'épaisseur de la couche de matière . La matière doit, sui- vant son aspect et son caractère, être disposée en une couche aussi mince que possible et ledit espace doit être rendu le plus petit possible, car ainsi seulement la vitesse du courant d'air sera la plus grande possible et le risque de formation de remous ou de tourbillons qui arrêtent le courant aussi faible que possible.
Le rendement atteint par l'appareil suivant l'inven- tion- peut, par exemple être illustré par le fait qu'on a constaté, par des essais pratiques, que la base, sur la- quelle la matière à sécher repose , peut être chauffée jus- qu'à 110 à 140 C sans que la matière ne soit chauffée à plus de 50-60 . Un constate une différence de 60 à 80 , tandis que, dans les systèmes connus mentionnés ci-dessus, on ne peut obtenir que des différences, de températures de l'ordre de 30-50 , les autres facteurs étant égaux.
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