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Il est bien connu que dans l'industrie, lorsque des liqueurs troubles doivent être filtrées et que ces liqueurs contiennent des solides dont la texture est susceptible de colmater les toiles de filtration, on utilise des filtres rotatifs à précouche.
Ces filtres rotatifs à précouche sont constitués en ordre principal d'un tambour rotatif à axe horizontal plus ou moins immergé dans une nochère destinée à recevoir la liqueur-mère à clarifier*
Sur ce tambour rotatif qui peut être en bois, en matière synthé- tique ou en métal protégé ou non, est enroulée une toile filtrante en coton, en nylon ou en métal tressé ou poreux.
Ces toiles ou tissus formés d'une ou de plusieurs pièces sont enroulés sur la périphérie du tambour ou sont posés sur le tambour puis y sont maintenus à l'aide de fils métalliques, végétaux ou synthétiques ou encore à l'aide de lanières en caoutchouc naturel ou synthétique que l'on enroule de préférence en spirales équidistantes.
Lorsque la ou les toiles sont ainsi fixées sur l'extérieur du tambour rotatif, une suspension généralement aqueuse, dénommée "lait" d'un adjuvant de filtration par exemple de kieselguhr (silices fossiles) ou du Ca Co3 précipité est introduit en volume suffisant dans la nochère et uns dépression est produite sous les toiles par des moyens connus ce qui déter- mine le passage du liquide véhiculant constitutif du lait de kieselguhr à travers la ou les toiles ;au cours de ce passage les grains par exemple de kieselguhr se déposent et se fixent sur la oules toiles et celles-ci se chargent progressivement d'adjuvant filtrant.
Compte tenu de la rotation à vitesse constante du tambour, on réa- lise ainsi sur sa périphérie une couche plus ou moins épaisse d'adjuvant qui constitue ce qu'on appelle la précouche dont en fait le pouvoir fil- trant décroit au fur et à mesure que croît son épaisseur. Industriellement ces précouches ont actuellement 100 à 125 mm d'épaisseur ou plus*
Lorsque la précouche est ainsi créée sur les toiles du tambour, elle est égalisée en épaisseur à l'aide d'un racleur fixe monté sur chariot mobile que l'on fait avancer lentement vers le tambour. Ce racleur fixe possède une face tranchante qui en substance est parallèle à l'axe horizon- tal du tambour et qui coupe une fine lame du support filtrant pendant toute la durée de rotation du tambour.
Dans la plupart des filtres connus, l'avancement du chariot sup- portant le racleur ou couteau fixe est comprise entre 0,03 mm et O, l'mm par tour du tambour rotatif dont la vitesse doit souvent être limitée à 1/2 tour minute pour prévenir en ordre principal tout arrachement de la précouche sous l'action du couteau racleur fixe.
Pour procéder à la filtration, la nochère du filtre rotatif préa- lablement garni de sa précouche en kieselguhr, est remplie avec la liqueur trouble à filtrer et l'on maintient la dépression voulue sous les toiles.
Lorsque le tambour rotatif a fait un tour, toute sa surface périphérique est chargée de solides résiduaires extraits de la liqueur-mère et comme ces solides sont colmatants la totalité de la surface filtrante serait imperméable si précisément on ne raclait pas continuellement les solides déposés. Pour pouvoir maintenir la filtrabilité optimum de la pré- couche, on est tenu de racler outre les solides, une faible épaisseur de la précouche qui s'amenuise constamment et à raison de 0,05 et 0,1 mm par tour de tambour.
Avec cette manière de procéder, on ne peut atteindre une marche
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industrielle continue et dans bien des industries, il est indispensable de procéder à des rebâtissages des précouches après 8 à 10 heures et moins d'utilisation du filtre rotatif, et il faut normalement 2 à 3 heures pour rebâtir une précouche de 100 mm.
Il est compréhensible que cela entraîne des pertes de temps impor- tantes et oblige les industries à s'équiper d'un ou plusieurs filtres rotatifs complémentaires lorsqu'un débit filtré continu doit être assuré.
L'un des buts de l'invention est de permettre l'entretien à épais- seur constante de la précouche et à cet effet on prévoit un apport continu d'adjuvant filtrant en quantité en substance égale à celle raclée par le ou les couteaux mobiles, cet apport d'adjuvant se faisant de préférence par pulvérisation d'un lait frais de support filtrant dont les grains se fixent sur la précouche initiale immédiatement derrière la génératrice du tambour qui vient d'être touchée par le ou les couteaux racleurs.
Un autre but est de permettre l'enlèvement des solides filtrés et de la précouche d'apport et à cet effet le dispositif de raclage est con- stitué par un racleur rotatif porteur d'un ou de plusieurs couteaux ce qui permet d'enlever des traces de solides sans risque d'arrachement de la précouche sous-jacente et donc autorise l'accroissement de la vitesse de rotation du tambour.
Grâce à l'utilisation de ce racleur rotatif, la vitesse de coupe dans le dépôt de solides peut être réglée indépendamment de la vitesse d'avancement du chariot-support du racleur mobile.
Celui-ci peut en effet tourner à une vitesse bien adéquate à celle du tambour rotatif principal, ce qui permet de n'emporter que les solides filtrés à éliminer ainsi que la toute faible épaisseur de la couche d'apport qui vient d'être apportée sur le tambour rotatif immédiatement après la coupe pratiquée par le racleur rotatif supportant un ou plusieurs couteaux.
De ce fait, la vitesse de rotation du tambour peut être accrue considérablement jusqu'à atteindre 4 à 10 tours/minute ce qui se traduit effectivement par un accroissement proportionnel de la surface filtrante et donc par un débit horaire filtré égal de 4 à 20 fois celui que l'on obtient avec des filtres rotatifs à vitesse de rotation habituelle de 0,5 à 1 tour/minute..Industriellement ceci se traduit par une réduction du nombre de filtres rotatifs nécessaires à une installation et aussi réduit l'immobilisation périodique du matériel de filtration puisque les temps morts pour rebâtissage de la précouche peuvent être supprimés ou très fortement espacés.
De plus, pour porter au maximum la surface filtrante, il est pré- vu d'arroser ou mieux encore de pulvériser de la liqueur-mère à filtrer sur le haut du tambour immédiatement après la fixation des grains de la couche d'apport donc avant immersion éventuelle dans la nochère.
Cette façon d'opérer permet d'augmenter la surface filtrante effective et de la porter à peu près égale aux trois quarts de la surface périphérique totale du tambour. On peut ainsi éventuellement arriver à supprimer la nochère ou tout au moins à la diminuer dans une mesure telle que l'on ne soit pas contraint d'immerger le tambour au-dessus du plan horizontal de ses paliers.
Une telle immersion implique en effet l'utilisation de bourrages qui s'usent et se détériorent à l'usage ou peuvent déterminer des fuites intempestives de liqueur-mère mais en tous cas, constituent des nids à microbes peu souhaitables lorsque des liquides alimentaires fermentescibles doivent être filtrés.
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Quand on combine l'utilisation du racleur rotatif avec celle du rechargement en continu on peut se permettre initialement de bâtir une précouche d'épaisseur minimum n'ayant que quelques millimètres habituelle- ment 5 à 15 mm et ainsi de diminuer le freinage à la filtration .puisque le liquide filtré ne doit traverser qu'une faible couche d'adjuvant fil- trant alors que dans les filtres habituels à précouche.celle-ci atteint 100 mm et pluso De ce fait, on obtient encore un accroissement notable du débit filtré pouvant dépasser 10% de celui que l'on obtient en filtrant sur précouche épaisse.
Toujours suivant la présente invention, le filtre rotatif possède avantageusement une nochère à double paroi constituant un réservoir genre bain-marie dans lequel se trouve un fluide tempéré qui permet le maintien de la liqueur mère à une température qui se rapproche le plus de celle à laquelle la filtrabilité optima a lieuo Ceci remplace les injections habituelles de vapeur pour le réchauffement dans le liquide brut d'où suppression des dilutions non souhaitables industriellement.
Il y a lieu de faire état aussi de la position du-racleur rotatif lequel se trouve en substance suivant une direction radiale par rapport à l'axe principal du tambour rotatif ; ce racleur rotatif est toutefois dé- plaçable suivant un arc compris entre 0 et l80 au-dessus du plan d'eau tout en assurant dans toutes ses positions possibles le raclage et l'expul- sion des particules raclées,, Celles-ci sont entraînées naturellement suivant une direction tangentielle à la génératrice du tambour touchée par les lames coupantes du racleur rotatif, puis suivant une rampe de glisse- ment pour tomber finalement dans une nochère où tourne par exemple une vis d'Archimède de type connu.
On obtient ainsi un net avantage par:,rapport aux racoleurs fixes vu que ces derniers ne peuvent racler dans la précouche que sur la partie descendante du tambour rotatifo
Sur la figure 1 des dessins ci-joints qui montre une forme de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif d'un filtre rotatif suivant l'invention, on a représenté en 1 le tambour rotatif muni de sa toile 2 et en 3 la précouche d'adjuvant filtrant.
La nochère 4 est de préférence à double paroi afin de permettre l'introduction par un tuyau 5 d'un fluide tempéré par exemple de la vapeur; l'eau condensée est évacuée par un tuyau 60 L'arrivée de la liqueur à filtrer peut se faire par un tuyau 7.
Conformément à l'invention, il est prévu en substance dans une direction radiale par rapport à l'axe principal du tambour rotatif un racleur rotatif constitué dans l'exemple représenté par un rotor 8 suppor- tant deux ou plusieurs couteaux 9 qui à chaque passage coupent et n'empor- tent que la couche des solides filtrés plus le film de la couche d'apport.
Ce racleur rotatif est monté sur un chariot mobile 10 qui peut coulisser entre des rails fixes 11 pouvant être solidaires des flasques latérales 12 du filtre.
Le mouvement de rotation du racleur peut être obtenu par un moteur indépendant (non représenté) porté par le chariot 10 tandis que l'avancement du chariot se fait au moyen d'une vis 13 entrainée par un moto-réducteur fixe 14, Cet avancement peut être en pratique de 0.01 mm par tour de tam- bour, mais peut varier si le réducteur est muni de vis 13 à pas différents.
Ces vis 13 sont naturellement amovibles et interchangeables.
Pour permettre l'entretien d'une précouche à épaisseur constante, on prévoit en 15 un pulvérisateur d'un lait d'adjuvant de filtration qui permet un apport continu de cet adjuvant sur une partie de la périphérie
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du tambour.
Cette projection peut se faire par un pulvérisateur à air comprimé qui entraîne le lait projeté ou à l'aide d'un dispositif connu en lui- même représenté par la figure 2 et comprenant deux tubes concentriques 16 et 17 percés de trous 18 et 19 pouvant être amenés en coïncidence.Dans le tube intérieur 16 est introduit sous pression hydraulique le lait d'adju- vant par exemple à l'aide d'une pompe de préférence à membrane bien connue industriellement
Grâce à ce dispositif on peut facilement régler l'ampleur de la nappe :
de plus, ces tubes sont facilement débouchables sans arrêt de l'appareil par simple rotation manuelle du tube extérieurL'arrosage à la partie la plus haute de tambour par la liqueur à filtrer peut se faire au moyen d'une nochère d'arrosage 20 avec tôle inclinée 21 ou au moyen d'un pulvérisateur semblable à celui 15 servant à la pulvérisation du lait d'apport filtrante
Dans l'exemple représenté la nochère 20 est alimentée par une pompe 71 branchée sur le tuyau 7 et refoulant le liquide par une canali- sation 72.
L'installation est complétée par un agitateur 22, par dès rampes à eau 23 pour nettoyage de la nochère 4 et par une rampe 34'solidaire du chariot mobile laquelle permet le glissement des matières raclées vers un bac 25 dans lequel tourne une vis de transport 26.
En 27 est prévu un pulvérisateur d'eau claire permettant le lavage des solides filtrés avant qu'ils ne se fassent emporter par le ou les couteaux racleurs.
D'une manière générale, suivant l'invention, les nochères ou les rampes de pulvérisation sont alimentées par exemple à l'aide d'une ou de plusieurs pompes par exemple centrifuges ou à diaphragmes, ou doseuses ou autres de telle,manière que le lait ou la suspension ou le solvant à pulvériser y circule constamment en dérivation et à une vitesse suffisante pour parer à toute décantation intempestive des solides suspendus dans le liquide à pulvériser.
Une caractéristique complémentaire importante de la présente invention se rapporte au mode d'alimentation des rampes de pulvérisation que celles-ci soient constituées par des tubes concentriques tels que montrés à la fig. 2 ou par des tubes porteurs d'ajutage pulvérisateurs ou plus simplement, par des tubes percés de trous judicieusement répartiso
Cette circulation se fait comme dit ci-dessus en dérivation c'est-à-dire que le lait ou la suspension ou le solvant est pompé depuis la nochère 4 du filtre ou depuis un bac tampon placé à proximité du filtre et refoulé dans la rampe de pulvérisation. Une partie du lait traverse les orifices ou gicleurs de pulvérisation tandis que le restant retourne dans la noohère ou le bac tampon.
Pour atteindre la vitesse de circulation désirée, dans les rampes et aussi régler le débit pulvérisé, il est prévu de placer aux deux extré- mités de chaque rampe 28 (fige 3) une vanne de réglage 29-30 tandis qu'un appareil indicateur 4 par exemple un manomètre placé sur la rampe ou la nochère permet le contrôle visuel précis.
Ainsi, la ou les pompes 32 refoulent le lait ou la. suspension ou le solvant dans la rampe 28 par exemple au travers de la vanne de gauche qui permet donc de régler le débit d'entrée tandis que la vanne de droite permet d'agir sur le liquide excédentaire sortant avant la rentrée de ce
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dernier dans la nochère du filtre ou dans le bac tampon additionnel. Cette vanne de droite permet donc de régler la pression à l'intérieur de la ou des rampes, pression qui est lue sur l'indicateur 31 placé sur la rampe et qui détermine le débit pulvérisé.
Bien que ce réglage du débit soit déjà important du point de vue de l'installation, le dispositif d'alimentation donne la possibilité capi- tale d'éviter tout bouchage des injecteurs ou des trous de pulvérisation.
En effet, si des solides plus gros que le diamètre des orifices de pul- vérisation sont charriés dans la rampe ils y circulent obligatoirement suivant le sens d'écoulement donc vers le retour dans la nochère mais à une vitesse réglable telle que leur dépôt dans la rampe est impossible.
Toutes les particules trop grosses sont donc expulsées constamment hors . des rampes et rentrent dans la nochère du filtre où un agitateur les main- tient en suspension jusqu'à ce qu'elles se fassent aspirer sur le tambour du filtre rotatif d'où elles sont enlevées grâce au dispositif de raclage.
En résumé, cette façon d'alimenter des rampes de pulvérisation permet donc : 1 ) de régler le débit pulvérisé, 2 ) de refouler hors des rampes et en continu les solides trop gros char- riés par le lait ou la suspension en parant au gros inconvénient du bou- chage des infecteurs ou des pulvérisateurs.
Si, dans l'installation décrite, on part de la génératrice qui vient d'avoir été touchée par les lamos coupantes 9 du racleur rotatif on constate que le rechargement continu par le lait frais d'adjuvant se fait suivant un secteur ou une zone I auquel fait suite le secteur II où s'opère la fixation et l'assèchement des grains qui viennent d'avoir été projetés sur le tambour rotatif.
Lorsque la précouche fraîche est asséchée dans le secteur II, on l'arrose par pulvérisation ou débordement par de la liqueur à filtrer en substance dès le point haut du filtre et à partir de ce moment la filtra- tion effective commence et se poursuit dans le secteur III1 (partie arrosée) et III2 (partie immergée).En IV les dernières traces de liqueur- mère emportées par adhérence sont aspirées dans la précouche et en V un solvant convenable à température adéquate est pulvérisé pour laver avant leur enlèvement par le racleur rotatif les solides fixés sur la précouche; le racleur vient alors par ces 2, 3 ou 4 couteaux rotatifs en contact avec la couche de solides déposés.
En VI on trouve la zone de raclage du précipité.
Comme dit plus haut, la vitesse de rotation du racleur est natu- rellement fonction de la vitesse de rotation du tambour rotatif mais l'avancement du chariot support du racleur dans la précouche peut être continu, intermittent ou nul.
Lorsque cet avancement est nul, les couteaux rotatifs enlèvent les solides filtrés et l'épaisseur d'adjuvant filtrant qui vient d'être pulvérisée sur la précouche initiale. Cette couche fraîche est poreuse donc à filtrabilité optimum. Si l'apport d'adjuvant filtrant est suffisant,; on ne risque pas de voir se polluer la précouche initiale laquelle naturel- lement peut être différente en nature de la couche d'apport de recharge- ment. Cette pollution de la précouche bien connue des praticiens, est due au fait que des solides de dimensions quasi microscopiques pénètrent jusque dans les canalicules de la précouche.
Si la quantité d'adjuvant d'apport est insuffisante ou limitée,
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on court le risque d'une pollution de la précouche initiale et pour y parer on fait avancer le chariot support du racleur par intermittence de façon à maintenir une précouche à filtrabilité maximumo Il va de soi que le moteur commandant le dispositif d'avancement du chariot est dans ce cas connecté avec un dispositif électrique ou électro-mécanique automatique d'un type employé d'une manière .courante. La durée d'utilisation d'un filtre rotatif est évidemment plus longue avec un avancement intermittent qu'avec un avancement continu pour une même épaisseur de précouche raclée.
Enfin, lorsqu'on est tenu de recourir à un filtre rotatif démuni d'un dispositif de rechargement continu, il est fait encore usage avec avantage d'un racleur rotatif animé d'un mouvement d'avancement très ré- duit car la blesse de rotation du tambour peut être augmentée au maximum puisque tout risque de détérioration par arrachement de la précouche est exclu du fait de l'utilisation d'un racleur rotatifo
Une conséquence avantageuse de l'invention est que le support filtrant peut être bien différent des supports habituellement utilisés dans l'industrie.
Ainsi grâce à la faible épaisseur de la précouche initiale formée sur le filtre rotatif et au pouvoir coupant des racleurs rotatifs on pout par exemple dans le cas de la filtration des boues venant du préchaulage des jus verts de sucreries de betteraves avoir recours à des adjuvants de filtration permettant d'utiliser pour l'alimentation du bétail des solides résiduaires extraits des jus.
Ces adjuvants peuvent être de la paille broyée ou encore de la pâte de pulpes de diffusion avec ou sans mélange de paille broyée ou tout autre produit végétal similaire.
Cet aliment peut être composé avantageusement de 2 1/2% à 5% de paille broyée et de 95 à 97 1/2% de boues extraites des jus filtrés.
Lorsqu'on désire extraire hors des solides raclés des composés chimiques de haute valeur commerciale tel par exemple : l'acide glutamini- que, on peut avoir recours à une précouche en coke ou charbon minéral broyés, lesquels sont indifférents à l'action ultérieure d'un ou des acides forts nécessaires à l'obtention industrielle de cet acide organique.
Dans les sucreries où cette extraction d'acide glutaminique n'est pas effectuée on peut utiliser le même adjuvant de filtration (charbon broyé ou coke) et ce charbon broyé finalement et chargé des colloïdes extraits des jus peut être envoyé dans les foyers des générateurs à vapeur ce qui en fait constitue encore une économie.
REVENDICATIONS. le Filtre rotatif à précouche avec tambour à axe en substance horizontal pouvant être immergé dans une nochère recevant la liqueur-mère à clarifier caractérisé en ce que le tambour est muni sur sa périphérie de moyens permettant un apport continu d'adjuvant de filtration frais sur au moins un secteur périphérique du tambour, cet apport d'adjuvant se faisant de préférence par pulvérisation d'un lait.
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It is well known that in the industry, when cloudy liquors are to be filtered and these liquors contain solids whose texture is liable to clog the filter cloths, pre-coated rotary filters are used.
These rotary precoat filters consist mainly of a rotary drum with a horizontal axis more or less immersed in a nochère intended to receive the mother liquor to be clarified *
On this rotating drum, which may be of wood, of synthetic material or of protected or unprotected metal, is wound a filter cloth made of cotton, nylon or braided or porous metal.
These canvases or fabrics formed from one or more parts are wound around the periphery of the drum or are placed on the drum and are then held there using metal, vegetable or synthetic threads or even using rubber straps. natural or synthetic which is preferably wound in equidistant spirals.
When the canvas (s) are thus fixed to the outside of the rotating drum, a generally aqueous suspension, called "milk" of a filter aid, for example kieselguhr (fossil silicas) or precipitated Ca Co3, is introduced in sufficient volume into the nochère and a depression is produced under the fabrics by known means which determines the passage of the conveying liquid constituting the kieselguhr milk through the fabric (s); during this passage the grains, for example of kieselguhr are deposited and are fixed on the ores fabrics and these are gradually loaded with filter aid.
Taking into account the rotation at constant speed of the drum, a more or less thick layer of adjuvant is thus produced on its periphery which constitutes what is called the precoat, of which in fact the filtering power decreases as and when. as its thickness increases. Industrially these pre-coats are currently 100 to 125 mm thick or more *
When the precoat is thus created on the fabrics of the drum, it is equalized in thickness using a fixed scraper mounted on a mobile carriage which is slowly advanced towards the drum. This fixed scraper has a cutting face which is substantially parallel to the horizontal axis of the drum and which cuts a thin blade of the filter medium throughout the duration of rotation of the drum.
In most of the known filters, the advance of the carriage supporting the scraper or fixed knife is between 0.03 mm and 0.1 mm per revolution of the rotating drum, the speed of which must often be limited to 1/2 turn. minute to prevent in the main order any tearing of the precoat under the action of the fixed scraper knife.
In order to proceed with the filtration, the rotary filter chamber, previously filled with its precoat of kieselguhr, is filled with the cloudy liquor to be filtered and the desired depression is maintained under the fabrics.
When the rotating drum has made one revolution, its entire peripheral surface is loaded with residual solids extracted from the mother liquor and since these solids are clogging the entire filtering surface would be impermeable if precisely the deposited solids were not continuously scraped off. In order to be able to maintain the optimum filterability of the precoat, it is necessary to scrape, in addition to the solids, a small thickness of the precoat which constantly shrinks and at a rate of 0.05 and 0.1 mm per revolution of the drum.
With this way of proceeding, one cannot reach a step
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In many industries, it is essential to rebuild the precoat after 8-10 hours and less using the rotary filter, and it normally takes 2 to 3 hours to rebuild a 100mm precoat.
It is understandable that this entails significant losses of time and obliges industries to equip themselves with one or more complementary rotary filters when a continuous filtered flow has to be ensured.
One of the aims of the invention is to allow maintenance at constant thickness of the precoat and for this purpose a continuous supply of filtering aid is provided in an amount substantially equal to that scraped by the moving knife (s). , this addition of adjuvant preferably being effected by spraying a fresh milk of filtering medium, the grains of which are fixed on the initial precoat immediately behind the generator of the drum which has just been touched by the scraper blade (s).
Another object is to allow the removal of the filtered solids and of the input precoat and for this purpose the scraping device is constituted by a rotary scraper carrying one or more knives which makes it possible to remove traces of solids without risk of tearing of the underlying precoat and therefore allows an increase in the speed of rotation of the drum.
Thanks to the use of this rotary scraper, the cutting speed in the solids deposit can be adjusted independently of the advance speed of the mobile scraper support carriage.
This can in fact rotate at a speed well adequate to that of the main rotating drum, which allows only the filtered solids to be removed as well as the very small thickness of the filler layer which has just been added to be removed. on the rotary drum immediately after the cut made by the rotary scraper supporting one or more knives.
As a result, the speed of rotation of the drum can be increased considerably up to reaching 4 to 10 revolutions / minute which effectively results in a proportional increase in the filtering surface and therefore in an equal filtered hourly flow rate of 4 to 20 times that which is obtained with rotary filters at the usual speed of rotation of 0.5 to 1 rev / minute. Industrially this results in a reduction in the number of rotary filters necessary for an installation and also reduces the periodic immobilization of the filtration equipment since the dead times for rebuilding the precoat can be eliminated or very widely spaced.
In addition, to maximize the filtering surface, it is planned to sprinkle or better still spray mother liquor to be filtered on the top of the drum immediately after the setting of the grains of the supply layer, therefore before possible immersion in the nochère.
This way of operating makes it possible to increase the effective filtering surface and to bring it approximately equal to three quarters of the total peripheral surface of the drum. It is thus possible, if necessary, to succeed in eliminating the waterfall or at least in reducing it to such an extent that one is not forced to immerse the drum above the horizontal plane of its bearings.
Such an immersion in fact involves the use of jams which wear out and deteriorate with use or can cause untimely leaks of mother liquor but in any case constitute undesirable nests for microbes when fermentable food liquids must. be filtered.
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When we combine the use of the rotary scraper with that of the continuous reloading, we can initially afford to build a precoat of minimum thickness having only a few millimeters, usually 5 to 15 mm and thus to reduce the filtration braking. .since the filtered liquid only has to pass through a small layer of filter aid, whereas in the usual pre-coated filters, this reaches 100 mm and more o As a result, a noticeable increase in the filtered flow rate is obtained which can exceed 10% of that obtained by filtering through a thick precoat.
Still according to the present invention, the rotary filter advantageously has a double-walled nochere constituting a water-bath type tank in which there is a tempered fluid which allows the mother liquor to be maintained at a temperature which is closest to that at which optimum filterability takes place. This replaces the usual injections of steam for heating in the raw liquid, hence eliminating industrially undesirable dilutions.
It is also necessary to state the position of the rotary scraper which is substantially in a radial direction relative to the main axis of the rotary drum; this rotary scraper can, however, be moved along an arc of between 0 and 180 above the body of water while ensuring in all its possible positions the scraping and expulsion of the scraped particles ,, These are entrained naturally in a direction tangential to the generatrix of the drum touched by the cutting blades of the rotary scraper, then following a sliding ramp to finally fall into a nocher where, for example, an Archimedean screw of known type turns.
A clear advantage is thus obtained by:, compared to fixed scrapers since the latter can only scrape in the precoat on the descending part of the rotating drum
In Figure 1 of the accompanying drawings which shows an embodiment given by way of non-limiting example of a rotary filter according to the invention, there is shown at 1 the rotary drum provided with its web 2 and at 3 the precoat of filter aid.
The nochère 4 is preferably double-walled in order to allow the introduction through a pipe 5 of a tempered fluid, for example steam; the condensed water is evacuated by a pipe 60 The arrival of the liquor to be filtered can be made by a pipe 7.
In accordance with the invention, there is substantially provided in a radial direction with respect to the main axis of the rotary drum a rotary scraper constituted in the example shown by a rotor 8 supporting two or more knives 9 which at each passage cut and remove only the filtered solids layer plus the filler layer film.
This rotary scraper is mounted on a movable carriage 10 which can slide between fixed rails 11 which may be integral with the lateral flanges 12 of the filter.
The rotational movement of the scraper can be obtained by an independent motor (not shown) carried by the carriage 10 while the advancement of the carriage is effected by means of a screw 13 driven by a fixed gear motor 14, This advancement can be in practice 0.01 mm per revolution of the drum, but may vary if the reducer is fitted with screws 13 at different pitches.
These screws 13 are naturally removable and interchangeable.
To allow the maintenance of a precoat of constant thickness, there is provided at 15 a spray of a filter aid milk which allows a continuous supply of this aid over part of the periphery.
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of the drum.
This spraying can be done by a compressed air sprayer which drives the sprayed milk or by means of a device known in itself represented by FIG. 2 and comprising two concentric tubes 16 and 17 pierced with holes 18 and 19 which can be brought in coincidence.In the inner tube 16 is introduced under hydraulic pressure the adjuvant milk for example using a preferably diaphragm pump well known industrially
Thanks to this device you can easily adjust the depth of the water table:
in addition, these tubes are easily unblocked without stopping the apparatus by simple manual rotation of the outer tube The watering at the highest part of the drum by the liquor to be filtered can be done by means of a watering nozzle 20 with inclined plate 21 or by means of a sprayer similar to that 15 for spraying the filter feed milk
In the example shown, the nochère 20 is supplied by a pump 71 connected to the pipe 7 and delivering the liquid through a pipe 72.
The installation is completed by an agitator 22, by water ramps 23 for cleaning the nochère 4 and by a ramp 34 'integral with the mobile carriage which allows the sliding of the scraped materials towards a tank 25 in which a transport screw turns. 26.
At 27, a clear water sprayer is provided for washing the filtered solids before they are carried away by the scraper blade or knives.
In general, according to the invention, the nocheres or the spray booms are supplied for example by means of one or more pumps, for example centrifugal or diaphragm pumps, or metering or other pumps in such a way that the milk or the suspension or the solvent to be sprayed circulates therein constantly in bypass and at a speed sufficient to prevent any untimely settling of the solids suspended in the liquid to be sprayed.
An important complementary characteristic of the present invention relates to the mode of supplying the spray booms, whether they consist of concentric tubes as shown in FIG. 2 or by tubes carrying spray nozzles or more simply, by tubes pierced with carefully distributed holes.
This circulation takes place as said above in bypass, that is to say that the milk or the suspension or the solvent is pumped from the inlet 4 of the filter or from a buffer tank placed near the filter and discharged into the ramp. spray. Some of the milk passes through the spray holes or jets while the remainder returns to the noohère or buffer tank.
To reach the desired speed of circulation, in the booms and also to adjust the sprayed flow, it is planned to place at the two ends of each boom 28 (pin 3) an adjustment valve 29-30 while an indicator device 4 for example a manometer placed on the ramp or the nochère allows precise visual control.
Thus, the pump or pumps 32 discharge the milk or the. suspension or the solvent in the ramp 28 for example through the left valve which therefore makes it possible to adjust the inlet flow while the right valve makes it possible to act on the excess liquid leaving before the re-entry of this
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last in the filter hole or in the additional buffer tank. This right-hand valve therefore makes it possible to adjust the pressure inside the ramp (s), pressure which is read on the indicator 31 placed on the ramp and which determines the sprayed flow rate.
Although this flow rate adjustment is already important from the point of view of the installation, the feed device gives the essential possibility of avoiding any clogging of the injectors or the spray holes.
In fact, if solids larger than the diameter of the spray orifices are carried into the ramp, they must circulate there in the direction of flow, therefore towards the return to the nochère but at an adjustable speed such that their deposition in the ramp is impossible.
All excessively large particles are therefore constantly expelled out. ramps and enter the filter hole where an agitator keeps them in suspension until they are sucked onto the rotary filter drum from which they are removed by the scraping device.
In summary, this way of supplying spray booms therefore makes it possible to: 1) regulate the sprayed flow, 2) continuously push back out of the booms the excessively large solids carried by the milk or the suspension, avoiding the heavy disadvantage of plugging infectors or sprayers.
If, in the installation described, we start from the generator which has just been touched by the cutting blades 9 of the rotary scraper, we see that the continuous reloading with the fresh milk of adjuvant is done according to a sector or a zone I which follows sector II where the fixing and drying of the grains which have just been projected onto the rotating drum take place.
When the fresh precoat is dry in sector II, it is sprayed or overflowed with liquor to be filtered in substance from the high point of the filter and from this moment the effective filtration begins and continues in the filter. sector III1 (watered part) and III2 (submerged part). In IV the last traces of mother liquor washed away by adhesion are sucked into the precoat and in V a suitable solvent at an adequate temperature is sprayed to wash before their removal by the rotary scraper the solids fixed on the precoat; the scraper then comes through these 2, 3 or 4 rotary knives in contact with the layer of deposited solids.
In VI we find the scraping zone of the precipitate.
As stated above, the speed of rotation of the scraper is naturally a function of the speed of rotation of the rotating drum, but the advancement of the scraper support carriage in the precoat can be continuous, intermittent or zero.
When this advancement is zero, the rotary knives remove the filtered solids and the thickness of filter aid which has just been sprayed on the initial precoat. This fresh layer is therefore porous with optimum filterability. If the supply of filter aid is sufficient ,; there is no risk of the initial precoat becoming polluted, which naturally may be different in nature from the refill layer. This pollution of the precoat, well known to practitioners, is due to the fact that solids of almost microscopic dimensions penetrate even into the canaliculi of the precoat.
If the quantity of additive is insufficient or limited,
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we run the risk of pollution of the initial precoat and to counter this we move the scraper support carriage intermittently so as to maintain a pre-coat with maximum filterability o It goes without saying that the motor controlling the device for advancing the carriage is in this case connected with an automatic electrical or electro-mechanical device of a type commonly employed. The period of use of a rotary filter is obviously longer with intermittent advancement than with continuous advancement for the same thickness of scraped precoat.
Finally, when it is necessary to have recourse to a rotary filter devoid of a continuous recharging device, it is still advantageous to use a rotary scraper driven by a very small forward movement because the wound of drum rotation can be increased to the maximum since any risk of damage by tearing of the precoat is excluded due to the use of a rotary scraper.
An advantageous consequence of the invention is that the filtering medium can be very different from the media usually used in industry.
Thus, thanks to the small thickness of the initial precoat formed on the rotary filter and to the cutting power of the rotary scrapers, it is possible, for example, in the case of the filtration of sludge coming from the pre-liming of green juice from beet sugar factories, to resort to additives of filtration making it possible to use residual solids extracted from the juices for livestock feed.
These adjuvants can be crushed straw or else pulp of pulp diffusion with or without a mixture of crushed straw or any other similar vegetable product.
This feed can advantageously be composed of 2 1/2% to 5% crushed straw and 95 to 97 1/2% sludge extracted from the filtered juices.
When it is desired to extract from the scraped solids chemical compounds of high commercial value such as for example: glutaminic acid, it is possible to use a precoat of ground coke or mineral carbon, which are indifferent to the subsequent action of one or more strong acids necessary for the industrial production of this organic acid.
In the sugar factories where this extraction of glutaminic acid is not carried out, the same filter aid (crushed carbon or coke) can be used and this coal finally crushed and loaded with colloids extracted from the juices can be sent to the hearths of the generators at steam which in fact still constitutes a saving.
CLAIMS. the rotary pre-coated filter with a drum with a substantially horizontal axis that can be immersed in a nocher receiving the mother liquor to be clarified, characterized in that the drum is provided on its periphery with means allowing a continuous supply of fresh filter aid on the less one peripheral sector of the drum, this addition of adjuvant preferably taking place by spraying with milk.