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PROCEDE ET INSTALLATION POUR L'OBTENTION DE FIBRES A PARTIR DE PLANTES
A LIBER.
La présente invention concerne un procédé pour l'obtention de fi- bres éventuellement de fibres longues à partir de paille et de tiges de plan- tes à liber,en particulier du lin pour production des semences età une installation pour la réalisation de ce procédé. Les fibres obtenues convien- nent pour des champs d'application déterminés, comme produits de substituti- on de fibres de jute, de chanvre et de lin.
Les fibres sont traitées dans ce procédé avec tant de ménagements que la majeure partie de celles-ci reste inaltérée et que pratiquement il ne se produit aucune influence fâcheuse sensible sur la résistance au déchi- rement des fibres obtenues. Par le présent procédé on peut mettre à profit tout le contenu en fibres par exemple de la paille de lin pour production de semences, pour la préparation de fibres de qualité standard, à un prix plus bas que jusqu'à présent.
Par opposition à la production en fibres sensiblement plus basse des procédés connus jusqu'à présent, le procédé suivant l'invention permet la fabrication de 24 à 28 kg de fibres de qualité,standard prêtes à la fila- ture à partir de 100 kg de paille de lin pour production de semences, d'où il est possible, au lieu d'obtenir comme jusqu'à présent seulement 5 à 10 kg de toile de sacs de qualité inférieure, de fabriquer une quantité de 18 à 23 kg de toile de sacs d'une qualité analogue à celle des sacs de jute; avec cela, cette-toile de sacs dépasse encore celle des sacs en jute en longueur d'exis- tence.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que la matière est d'abord rouie, en ce que la matière rouie est séchée jusqu'à une teneur en eau de 14 % au plus, ensuite doucement écrasée, comprimée et broyée en fai- sant passer la matière par une série de cylindres cannelés en spirale dispo- sés par paires, et en ce que les chèneyottes séparées pendant ce processus sont écartées par simple secouage,
La matière rouie est avantageusement séchée jusqu'à une teneur en
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eau de 7-10 %. Le rouissage ou séparation de la substance végétale gommeuse se fait avantageusement par rouissage bactérien à l'eau chaude où le maté- riau est traité sous forme de balles pressées.
La matière rouie est éventuellement lavée avant séchage et subit ensuite avec avantage un préessorage pour abaisser sa teneur en eau jusqu'à environ 200 % en même temps on prend des mesures pour ménager les fibres en ce qui concerne leur longueur et leur résistance mécanique.
L'installation servant à la mise en oeuvre de ce procédé est ca- ractérisée en ce qu'elle comprend une*chambre de rouissage, un séchoir, au moins une série de cylindres cannelés en spirale disposés par paires et un dispositif de secouage qui est placé en queue de la paire de cylindres préci- tée.
L'installation de rouissage biologique consiste avantageusement en un bassin de rouissage, tandis que le dispositif de séchage consiste en une installation de pré-essorage comportant une presse, un exprimeur ou une centrifuge, et un séchoir à chaud disposé en queue de celle-ci.
Pour faire passer la matière d'un des divers éléments au suivant, on prévoit des bandes transporteuses ou des plans inclinés.
Les cylindres supérieurs des paires de cylindres à cannelures en forme de spirales prévus par paire sont, pour permettre le traitement de paille de diverses grosseurs de tiges, déplagables par groupes en direction verticale, pour pouvoir modifier la distance entre la partie la plus sail- lante des nervures de l'un des cylindres et le fond des cannelures du contre- rouleau ou cylindre correspondant de chaque paire de cylindres. Ce change- ment est avantageusement effectué à partir d'une commande centrale et peut aussi être entrepris au cours du travail.
Semblablement, la résistance à l'écrasement des ressorts qui agis- sent sur les paliers des cylindres supérieurs, est également réglable.
L'installation servant à la mise en oeuvre du procédé, ainsi que diverses particularités de celle-ci, sont représentés schématiquement sur le dessin annexé au présent mémoire.
Figure 1 est une vue schématique de toute l'installation.
Figure 2 est une élévation vue par devant, partiellement coupée, d'une série de cylindres à cannelures en forme de spirales agencés par pai- res,convenant pour le traitement de pailles de différentes épaisseurs de tiges.
Fig. 3 est un plan d'un détail.
Figure 4 est une élévation latérale d'un détail.
Dans ce qui suit le procédé suivant l'invention sera expliqué en se référant au schéma de la figure 1.
La paille ou les tiges avantageusement sous la forme de balles pressées telles qu'elles sont livrées par le producteur, sont amenées en vue du rouissage bactérien, dans un bassin A garni d'eau chaude. Alors que jus- qu'à présent, dans le rouissage bactérien, la paille était traitée défaite ou liée en gerbes, il est, suivant l'invention, avantageux de rouir la pail- le de lin pour production.: de semences, sous forme de balles pressées, dans lequel but les balles sont traitées de deux à trois jours dans de l'eau'à en- viron 25 C avec ou sans addition de produits chimiques, Pendant le rouissage, la température de l'eau est élevée graduellement,à des intervalles de 24 heures,de 30 à 40 c, jusqu'à ce qu'on ait atteint le degré de rouissage correct.
La préparation à l'échelle industrielle a démontré que l'effet du rouissage bactérien par le traitement de la matière sous forme de balles pressées n'est pas influencé défavorablement, tandis que par ailleurs l'éco- nomie du procédé s'en trouve notablement augmentée.
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Les balles avantageusement de grandeur standard peuvent être amenées dans le bassin de rouissage, chargées dans des wagonnets de transport suspen- dus.
Un autre avantage du rouissage sous la forme de balles pressées con- siste en ce que cette méthode permet une vidange rapide et économique de bas- sin de rouissage en faisant rouler les wagonnets de transport hors de celui- ci le long d'un tronçon de voie suspendue.
Les balles rouies sont amenées sur les wagonnets en suivant le tronçon de voie B1, dans une centrifuge ou une presse hydraulique C. La presse hydraulique ou centrifuge abaisse la teneur en eau des fibres de 350% à envi- ron 200%. En même temps on prend des précautions pour éviter toute détériora- tion des fibres mouillées et très sensibles, tant en ce qui concerne leur lon- gueur que leur résistance mécanique. Dans ce but,il est avantageux que la lon- gueur et la largeur des panniers de presse ou du tambour de centrifuge corres- pondent exactement aux dimensions en longueur et en largeur des balles, en sorte que dans l'opération de pressage il n'y ait de diminuée qu'une dimensi- on des balles. Dans le but poursuivi, on peut éventuellement employer aussi un exprimeur.
Après cela les balles pré-essorées sont disloquées et la paille est amenée par la bande transporteuse B2 dans la chambre de séchage D. Dans cette chambre de séchage, le produit est séché jusqu'à une teneur en humidité d'environ 14 %, toutefois avantageusement d'environ 7 à 10 %. Cette teneur en humidité s'est avérée convenable pour le traitement ultérieur. La température de séchage atteint environ 50 C et le séchage est effectué à contre-courant.
Il s'est montré avantageux de soumettre le produit, qui a été trouvé trop sec à l'analyse, à un courant d'air humide froid avant qu'il passe à un trai- tement ultérieur..'
De la chambre de séchage D, le matériau est amené par une bande transporteuse B3 aux cylindres à cannelures en forme de spirales, agencés par paires dans une enceinte fermée E1.
Les cannelures en forme de spirales exercent sur la matière, qui possède le degré d'humidité nécessaire (7 à 14 %) un effet doux d'écrasement, de pressage et de broyage, sans soumettre le produit fragile à des actions de battage ou de choc et/ou à des tensions trop élevées. Ainsi on évite le déchi- rement des fibres couvrant la chènevotte fragile, grâce à quoi les fibres con- servent leur longueur et leur résistance originelles. En même temps la chêne- votte sèche, libre couverte de fibres est brisée et au cours de son passage, entre les paires de cylindres elle est séparée en partie des éléments en fibres par la force centrifuge.
Dans l'enceinte fermée El on provoque un effet d'aspiration au moyen d'un ventilateur H et la poussière ainsi qu'une partie des chènevottes sont ainsi écartées. Comme l'écrasement et le broyage ont lieu dans une en- ceint,-le matériau fibreux hygroscopique ne peut prendre d'autre humidité, si l'on a veillé à un conditionnement d'air souhaité. Des paires de cylin- dres de l'enceinte E1, le matériau traité est emmené par la bande transpor- teuse B4 dans l'appareil à secouer disposé semblablement dans une enceinte F1, appareil qui consiste en une machine à secouer oblique telle qu'elle est em- ployée habituellement dans l'industrie linière. Dans cette opération on éloigne une partie notable de la chènevotte libre.
Dans le procédé suivant l'invention, l'oscillation jusqu'à présent inévitable n'est pas nécessaire, car par suite du passage de la matière entre les cylindres cannelés, la chènevotte a été rendue tellement friable qu'un simple secouage suffit pour l'enlever des fibres à un degré nécessaire pour la filature, au sujet de quoi il y a lieu de noter que l'enlèvement de la chènevotte de cette manière se fait sans aucune perte de matériaux fibreux et sans détérioration des fi- bres, les fibres gardant en même temps leur longueur originale.
Si c'est nécessaire,la matière est repassée par la même série de paires de cylindres, Il va de soi qu'il est possible aussi de procéder suivant le schéma de la figure 1 de telle manière que la matière traverse un
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certain-nombre de paires de cylindres et d'installations de secouage y asso- ciées.
Comme on peut le voir d'après le schéma, un certain nombre de grou- pes d'appareils, dont chaque groupe consiste en une série de paires de cylin- dres à cannelures en forme de spirales, et de dispositifs de secouage montés derrière celle-ci, peuvent être agencés dans des plans superposés.
Le deuxième groupe de machines, qui comprend les paires de cylin- dres E2, E3 et le dispositif de secouage qui est. monte entre celles-ci, se trouve en dessous du plan du groupe de machines supérieur E1, f!, tandis que le troisième groupe de machines, comprenant les cylindres E ,E2 et les dispositifs de secouage F1, F est agencé en dessous du deuxième esemble. Entre les enceintes E2, E5 se trouve un ventilateur. Les équipements de transport, tels que des bandes transporteuses, qui sont disposés dans les différents plans, sont désignés par B4 ou B5, B6 et B7, B8, B9. tandis que les plans in- clinés entre les différents plans, sont désignés par G et 6-.
Avant que les fibres quittent la série de paires de cylindres E5, elles sot avantageusement deux ou trois fois arrosées avec par exemple des moyens d'ensimage habi- tuellement employés dans l'industrie du jute, et la matière ensimée est alors soumise à une fermentation ultérieure dans des entrepôts frais et humides.
Des essais ont montré qu'un tel traitement des fibres avant le cardage améliore leur filabilité.
L'introduction de dispositifs de secouage est essentielle à deux points de vue :
Ils enlèvent la chènevotte libre qui s'est produite dans le pro- cessus d'écrasement et de battage, et empêchent un émiettement de la chène- votte qui en rendrait l'enlèvement ultérieur.plus difficile.
2. L'étoupe obtenue, dont le séchage se fait de manière non uni- forme, est partiellement aérée pendant le secouage et les parties sèches et humides sont intimement mélangées. L'étoupe qui est de cette manière deve- nue homogène en ce qui concerne son degré d'humidité, peut être travaillée plus uniformément au cours du processus subséquent d'écrasement et de broyage, de sorte qu'on obtient une étoupe plus exempte en chènevotte et en noeuds.
Chaque dispositif de secouage est disposé dans un espace fermé, par exemple dans une enceinte ou carter, où l'air contenu dans les dits es- paces est conditionné en ce qui concerne sa température et sa teneur en va- peur. Il est cependant possible aussi de disposer les dispositifs de secoua- ge et les cylindres cannelés dans une même enceinte.
Dans une réalisation correcte du procédé suivant l'invention, l' épaisseur et la résistance au déchirement du matériau doivent être prises en considération. Un matériau, par exemple de la paille de lin pour semences à forte épaisseur de tige, peut, toutes choses égales d'ailleurs, être rendu plus facilement exempt de chènevotte, qu'un matériau à tiges minces.
Pour pouvoir rendre le degré de propreté de l'étoupe indépendant de la grosseur de tige du matériau brut, on prévoit des installations pour pouvoir modifier pendant la coopération des paires de cylindres, la distan- ce entre les nervures de l'un des cylindres et les gorges du cylindre corres- pondant, au cours du travail. La diminution de la distance entre nervures et rainures renforce l'effet d'écrasement,' de frottement et de broyage; tandis qu'une augmentation de la dite distance diminue cet effet, ce qui peut être d'importance essentielle en particulier dans le traitement de matériau brut de qualité inférieure. L'équipement pour le changement des distances entre nervures et rainures est représenté aux figures 2 et 4.
Figure 2 est une élévation latérale partiellement coupée d'une sé- rie de paires de cylindres a cannelures en forme de spirales, dans laquelle' les cylindres supérieurs ainsi que les ressorts à l'effort de pression desquels les paliers des cylindres sont soumis, sont agencés de manière réglable.
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Les tourillons inférieurs des paires de cylindres sont montes dans les paliers fixes 2 qui sont portés par le bâti de la machine 1, tandis que les paliers 3 des tourillons supérieurs sont portés par un cadre 7 réglable en direction verticale, Le réglage en position des paliers 3 en direction ver- .ticale se fait par soulèvement ou abaissement du cadre 7. Dans ce but, on a prévu, correspondant à un alésage central, un renflement 8 à chaque coin du cadre quadrangulaire 7. Dans les alésages sont taillés des filets et des bro- ches filetées 9 pouvant tourner sont prévues dans les filets des alésages., Ces broches filetées 9 sont entraînées par des roues 10' à denture hélicoï- dale clavetées sur les broches et entrant en prise avec des vis sans fin 10.
Ces vis sans fin 10 sont tournées dans l'arbre horizontal 11 que l'on peut faire tourner à l'aide d'un volant à main 32. Pour assurer la mise en rotati- on de tous les pivots filetés, de la même quantité (figure 3), on a prévu sur chaque arbre 11 ,des roues coniques 12 dont chacune est en prise avec une roue conique 13, celles-ci étant fixées sur des arbres 14 qui sont perpendiculaire- ment aux arbres Il? Les roues coniques 12 et 13 produisent la rotation de l' arbre 18 qui tourne parallèlement à l'arbre 11 et qui est entraîné par l'ar- bre 14 au moyen de la transmission à roues coniques 15,16. Aux extrémités des arbres Il;! 18 se trouvent des vis sans fin 10 qui entraînent les broches 9.
Suivant cela, cette disposition assure la rotation égale des broches filetées 9 et permet un soulèvement et un abaissement du cadre 7 par rotation du vo- lant à main 32, pour maintenir ledit cadre toujours parallèle à sa position horizontale originelle,
Le réglage exact de la rotation du volant à main 32 et par suite la distance dont le cadre 7 est élevé ou abaissé se fait au moyen de l'index 19 qui se déplace sur le cadran 20,, Comme la transmission par vis sans fin se freine d'elle-même, le volant à main 32 peut être mis dans nimporte quelle position, sans qu'un dispositif spécial de fixation soit nécessaire., Le méca- nisme décrit permet le réglage en position des cylindres supérieurs de cha- que série de paires de cylindres par rapport aux cylindres inférieurs fixes,
suivant l'épaisseur de la paille de lin à produire les semences, c'est-à-dire suivant l'effet d'écrasement désirée Ce réglage en position peut aussi se faire pendant le processus de travail; Les ressorts 4, à l'action en directi-. on verticale desquels sont soumis les paliers 3 sont pressés plus fortement vers le haut lorsqu'on fait passer de la paille à plus grosses tiges entre les rouleaux de la paire de cylindres: Chaque ressort 4 est disposé dans un carter 5. Les carters des ressorts sont maintenus sur le cadre de la machine 1 par le support 6- Chaque 'carter de ressort 5 est traversé par -une broche 21, les extrémités inférieures de ces broches portant sur les plaques maintenues sur les ressorts 4.
Les broches 21 sont portées par un cadre 22 réglable en di- rection verticale dont -chaque coin est traversé par une broche filetée 23.
Ces broches filetées sont entraînées dans la mesure de la rotation de la ma- nivelle 26, par .des vis sans fin 24 clavetées sur l'arbre horizontal 25 et par des roues à dents hélicoïdales 24' qui sont en prise avec les vis sans fin 24, Le réglage se fait de la même manière que celui du cadre 7.
Le procédé suivant l'invention convient surtout particulièrement à l'obtention d'une étoupe de qualité à partir de paille et de tiges de lin pour la production de semences, mais peut être employé aussi avec avantage pour travailler des tiges de fibres de lin de qualité moindre,, telles que paille menue, chanvre de toiture, etc.,,,, pour le nettoyage ultérieur d'étoupes riches en chènevotte, comme par exemple de 1'étoupe de turbines et encore d'autres fibres à liber brutes de moindre valeur et de produits de déchet de la fabrication de fibres à liber.
Le produit se caractérise en tous cas par la longueur des fibres, leur résistance et leur pureté en noeuds, ce qui per- met d'obtenir, avec des frais de fabrication favorables, un rendement non at- teint jusqu'à présent en étoupe longue ou en fibres longues respectivement.,
Le procédé suivant l'invention se distingue essentiellement des procédés qui ont été proposés jusqu'à présent pour la fabrication d'étoupe longue, respectivement de fibres par exemple de paille de lin pour produc- tion de semences;
, qui peuvent être désignés sous le vocable générique de "pro- cédés à chaud".. Dans l'un des procédés connus, la paille de lin pour produi-
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re des semences est soumise à l'action de vapeur humide et ensuite à un effet de frottement dans des machines telles qu'on en emploie pour moudre le bois pour en faire des fibres, tandis que dans un autre procédé les faisceaux de fibres rouies sont amenés à travers des paires de cylindres broyeurs qui sont pourvus de nervures s'étendant en direction axiale, et où les fibres sont ar- rosées d'eau chaude pendant ce passage.