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" f r0c6dé et <iF :re:3 eur la concentration de liquides sensibles rI 1 tn::4::"s3r
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La t r,j=e:.';, i.r.vent.icn se rapporte à un procédé ainsi -u'à un ai; .rail jiur c:,cer,trer des liquides sensibles à la t<;'-r4ra'.u!'", en a,rtzw:iier es çàLes d'engrais, par évaporation d'un aCi.,;,i:, . cr.;
çe 1= rr'1rtion de produits finals et de produits ia4e;i:,i:a=;es dans l'industrie des aliments, des produits chimijuei 1 .ici en:r.1$.u il existe, 1 dî.ns de ncmbreux cas, la nécessité
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@ de concentrer une suspension ou une solution du produit dans l'eau ou dans un autre solvant, par évaporation de ce solvant.
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Dans le cas où la substance traitée est insensible à 1'augmenta" tion de température, la solution est normalement chauffée jusqu' au point d'ébullition, afin que le solvant puisse s'évaporer.
Le problème est plus difficile pour-1'évaporation de substances sensibles à la température, tout particulièrement lorsque celles- ci tendent à précipiter et à s'agglomérer sur les surfaces d'échanges de chaleur.
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L-n connaît un sran<1 nombre de constructions d'évapora.,. teurs, qui peuvent être utilisés dans des buts spéciaux. Un peut ainsi, par exemple, maintenir la température sous contrtle l'aide d'évaporateurs sous vide avec recyclage et empêcher la formation d'agglomérats sur les surfaces de chauffage par des racleurs. L'évaporation peut avoir lieu à une température relativement basse, par soufflage d'air ou d'un gaz inerte dans le liquide ou sur une pellicule de liquide, à cause de l'abaissement de la pression partielle au-dessus du liquide.
Les procédés connus exigent cependant un appareillage
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compliqué et cotteux lorsque l'effet d4airé doit 4tre réalisé avec certitude. Cette dépense augmente notablement lorsque la substance à concentrer est corrosive.
Le but de la présente invention est d'offrir un procéda
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qui permet avec des moyens simples, d'effectuer une cvncr:tlcn parfaitement contrôlable du solvant A partir de la 3ub$tcQ liquide traitée. Un autre but ae la présente invention est do pouvoir effectuer Ilévaroration bien "u-des30u5 da pciht d'bullition du liquide, de telle sorte que celui-ci ne N'échauffa pas fortement, ce qui- exclut les surchauffes locale3 et 6v1t0 1<K agglomérations.
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La présente invention a enfin pour but da fouÎl; 1 r un appareil qui convient rarticuli6rement cour l'exécution du pro-
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cédé suivant, l'invention.
Le procédé suivant la présente invention convient parti- culièrement pour évaporer des pâtes d'en--rais mais peut être uti- aussi lisé,=sous la même forme ou sous une forme modifiée pour répondre à des problèmes d'évaporation dans d'autres domaines.
Le procédé sera expliqué ci-après en prenant un exemple dans l'industrie des en;rais,
Presque toutes les méthodes de préparation d'engrais font intervenir l'eau pendant la fabrication, à cause de 1'emploi d'acides. Cette eau peut être éliminée partiellement en mettant à profit la chaleur de réaction ou par l'emploi d'évaporateurs connus.
Ces procédés font cependant défaut lorsqu'il s'a-it de concentrer aussi fortement que possible une pâte d'en;rais. Lors de l'emploi de procèdes connus, on devait avoir des succès rela- tivement réduits, parce que des pertes en azote élevées se pré- té sentent et que la solubili,,du P2O5passe de la forme hydrosoluble à la forme soluble dans le citrate et finalement de cette dernière à la forme Insoluble, ce qui équivaut à des pertes en P2O5. En outre, les appareils utilisés pour l'exécution des procédés connus sont sujets à de multiples dérangements et doivent éventuellement être débarrassé;; régulièrement et avec peine de la substance agglomérée sur les surfaces de chauffage.
Vu ces difficultés, on renonce la plupart du temps en pratique ;\ une concentration élevée de la pâte d'en.rais et on élimine l'humidité dans le séchoir qui ne devait servir vérita- blement qu'à sécher fortement l'encrais pour permettre un bon entreposage, un mélange la solution aqueuse d'engrais avec de grandes quantités de matière préalablement sèches, ce qui réduit
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la teneur en eau du mélange à la valeur d'environ 4 " conve:1:mt Ajouta 1 mot t,.>yrouvs: ¯ pour la y;ranulatiun. Après la tranulotiÓn sont effectués un -,;'- ge dans un séchoir, un triage et éventuellement un refroidissement.
Les petits et gros crains restant après triage et si c'est néces-
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saire des graines de groszeur normale sont ajoutés comme matière @ de recyclage à la pâte aqueuse. Cette méthode connue offre d'une part le désavantage que la dépense thermique requise par kg. d'ebu pour l'évaporation est très élevée car non seulement la quantité produite doit être chauffée mais aussi la quantité recyclée. Les pertes de chaleur s'élèvent à environ 70-80 .. D'autre part, de grosses quantités de produit sec doivent être maintenues constamment en circulation, ce qui nécessite un calcul correspondant de l'installation de séchage et du système de transport.
Dans de nombreux procèdes, la remise en circulation atteint 9 fois la quantité produite.
Avec le procédé conformeà la présente invention, il est à présent possible de concentrer les solutions aqueuses de pâtes d'en-rais à de plus basses températures. De cette façon on supprime complètement les pertes en azote par décomposition ou les pertes en P2O5 par transformation en produit insoluble.
Suivant le procédé conforme à la présente invention, la pâte à concentrer sous forme d'une pellicule se renouvelant constamment est soumise à l'action d'un courant d'air chaud qui absorbe l'eau s'évaporant de la pâte grâce au refroidissement dû à l'évaporation, la température de la pellicule ne s'élève pas malgré l'air chaud passant au-dessus de celle-ci. L'échange ae matière et de chaleur se fait à la surface de la pellicule et non à la surface de contact avec l'appareil.
Pour mettre en oeuvre le procédé, il convient particu- liérement d'utiliser un épaississeur à disques qui est constitué essentiellement par un récipient formé servant à recevoir la subs- tance à déshydrater et qui est réalisé de préférence en forme d'auge ou de bac rectangulaire, plat et qui possède des conduites d'admission et de vidange pour la substance à traiter ainsi que des conduites d'amenée et de sortie pour le gaz utilisé comme agent de séchage. Dans le récipient sont disposés un ou plusieurs
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urhrc:;s qui sont pural.:: et portent, un cortoin nombre de disques.
Cr'n dernier:: plongent p;rti 11<;m<;nt darm lA substance ;'1 traiter et. entraînent par rot,r:t,iorl une partie de celle-ci sous fonne de pellicule dnn3 la chambre gaz au-dessus du liquide, 0") l'agent de J4<;ti;i;.; G;:,zaux: (lu1 y p;j3!18 enlève du liquide de la rsuu;t 'nef' h< trtii.L<ùr. Ce procecsua 3r déroule en continu. Le t,r4;.<j,J dé c6jour peut 4Er.<, rrji;tit14 de façon simple par rcS;:ll3r:e rjp la m;àt,1";r<. fournie 3ut'J:.nt les conditions de fonctionnement tandis qui le de..r4 '5 ;4c?,a.fe erl rI: -14 [J'JI" la vitesse de rotaLIon, la quantité ou la te/j,4r:;t,ure de l'agent de ;4chage.
Le sens d'introduction de l t a r(1llt de !Jéçh:1;e gazeux est utilement choisi <1( telle sortI'.: que le C01r&rJt ':'ZQux. puisse passer dans le sens longitudinal sur les risques et que l'on puisse travailler dé pr'''''renf e en courante parallèles ou en contre-courant par rapport .',t4I sens d'8cl)tlement de 1:, ;'%te.
Les b'' suins themiquea requis par le procède sont variu%1<:1 et OMpendem de 1& substahce à traiter et de la concentnti-0:1 finole souhaitée. La mi3e profit de l'énergie thermique introduire avec l'a;ent de Jéchaçe est cependant elev6 en chaque
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cas.
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Cï-a:rÈ,ü sont donnés quelques exemples pour l'emploi <1u procède confcrfne ' l'invention 4ans le domaine de la préparation des en..rais. i.(:':'*.t'3 1) Jane un 4Faissis38ur d'exploitation à disques à 4 rtre3, C dche en ccr.tinu et .i contre-courant l4 t de pâte 1 3;'1; avec de l'air cnaud <te.;ç,4rature d'entrée .35c, C, température de sortie 11OC). n l'entrée d:.r.;: l'upaisaisseur, l'analyse de la pâte onne ips valeurs suivantes :
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N : 17,85 %
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1i20 ' : 19µ6 /G La composition A la sortie est la suivante : N 19,15 %
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H 2 U 1,5 j 6
2) Dans un petit épaississeur d'essais à disques muni d'un arbre, on sèche en continu et à contre-courant 170 kg de
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pâte "P/11 avec de l'air chaud (température d'entrée .3UG C, tem- pérature de sortie 159 C).
Avant épaississement la pâte possède la composition suivante :
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P205 total : 16,38 Solubilité dans le citrate : 97,6 >1 p 0 soluble dans : 16,U ii le citrate
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K : 16,27 /J H2U : 21,4 o
A la sortie de l'épaississeur à disques, l'analyse de la pâte donne les valeurs suivantes :
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p 2 0 total : 17,50 ,.
Solubilité dans le citrate : 9E & ,' p 0 soluble dans : 17,.¯' le citrate
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1 1? , 2 3 -A H2O : 14,7
La comparaison de ces analyses révèle que la teneur en H2O est réduite d'environ 1/3 et qu'il n'y a aucune réduction de la solubilité dans le citrate ni de portes en :, cet épais sissement..
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d) Dans un épaississeur d'exploitation à disques muni de 4 arbres, on sèche à contre-courant et en continu .Il t. do pâte NP/h avec de l'air chaud (température d'entrée 300 C, température de sortie 188 C).
L'analyse de la rate avant son entrée dans l'épaissis- seur à disques donne les valeurs suivantes :
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1"¯1 .. t4::w? : 1,7 ,. solubilité dans le citrate : 97,3 :fI" ,-,' ,.'t1 '. ",.. v,.3? lo citrate li 1',' , 1 ,, t( ' 2 lj 1'-' A"2;1 acrtin de l'epaississeur a disques, on trouve la coc!o5ition suivante : P LU> tutul lu,2 ,. Jclubilitt3 dans le citrate : 9s,à ;1 1- \.J, soluble dans : 1'7, 9 5 le citrate ." 1 '' i;,U 1 , " .
Ubns C9 condition, presque la moitié de l'eau est ú1iminée sans que la rte ill" gaz subi un changement désavantageux quelconque. La solubilité du composant P u5 dans le citrate ne s' C:3t pas amoindrie et des pertes en ne peuvent pas non plus ôtre cotistatàcx.
Un a pareil pour la mise en oeuvre du procède ccnzar.^.:e Ù la présente invention sera décrit à titre d'exemple ci-ikrs, en se référant au W s:,i: schématique annexe.
Un récipient allongé, en forme ,1',iuj;e (1 ) p ocs de ur ses deux cÔtüú de bout z ) et (J), des tubulures !.'dU' l'intrcduction de l'agent de séchage (4) et pour la sortie de l'arment de séchage ( S ) , enrichi en liquide évapore.
Le récipient est ferme 1 l'aide d'un couvercle
.
Pour rendre l'intérieur du récipient accessible sans dé:nont:ye du couvercle, l'on a prévu des ouvertures (7 ) , qui sont fencupH chacune par une calotte de couverture ('-1), par l' intermLdi.1ire de fermetui,e13 à excentrique (0). La partie du récipient sonr:i5e a l'action de l'Huent de séclw'c peut être recouverte u'u't'j cruche isolante protectrice (lU) afin d'enipechcr les pertes de chaleur pur rayonnement. La matière a sécher entre par la tubulure ( 11) . Le bord (12) rehausse en forme de déversoir du fond du
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récipient (le.) assure Itétablis2e:nrjt d'un niveau Ce 11<çuid; désiré dans le récipient. Un excès de liquida leut être 4v.,icué
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par les gouttières (14). La iatière séchée concentrée lit ccn- sistance voulue est retirée par les tubulures àe sortie (11.
Pour emr,êcher une solidification de la matière 3clljè par refroidissement dans ces tubulures do sortie, cn u prévu un dispositif de ch&uf1<J,r:e (16). Le récipient contient des artx-e-.1 (17) disposés perpendiculairement au sens d'écoulement de l'arent de séchage et qui portent plusieurs disques (18). Le:.! arbres surit disposés de telle sorte que les disques qui y sont fixés se
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chevaucnerit mutuellement partielleriic-rite les dit3,luu.j voisins tournant dans les espaces intermédiaires des disques qui sont fixés sur les arbres voisins.
Les disques sont mis en rotation par l'intermédiaire d'une transmission et ils tournent tous dans le même sens. De petites entailles tournantes (19) sur la péri-
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phérie extérieure des disques permettent un 1ÓI:er ruIJûtttllncnt de cette partie du disque.
REVENDICATIONS 1. Procédé pour la concentration de liquides sensibles à la chaleur, en particulier des pâtes d'engrais par évaporation du solvant, caractérisé en ce que le liquide forme uno pellicule se renouvellant constamment sur la surface de plusieurs disques ronds tournant lentement et qui plongent partiellement dans le
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liquide, ladite pellicule étant soumise co nutl1lr:memt .1 l'action d'un ai<enl ce séchage gazeux s'écoulant piirallèleinent aux disques.
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"f r0c6dé and <iF: re: 3 eur the concentration of sensitive liquids rI 1 tn :: 4 ::" s3r
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The t r, j = e :. ';, i.r.vent.icn relates to a process thus -u' to a ai; .rail jiur c:, cer, trer liquids sensitive to t <; '- r4ra'.u!' ", en a, rtzw: iier es çàLes of fertilizers, by evaporation of aCi.,;, i :,. cr .;
çe 1 = rr'1rtion of final products and ia4e products; i:, i: a =; es in the food industry, chemicals 1 .here in: r.1 $ .u there is, 1 dî. ns in many cases, the need
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@ to concentrate a suspension or a solution of the product in water or in another solvent, by evaporation of this solvent.
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In the case where the substance being treated is insensitive to the increase in temperature, the solution is normally heated to the boiling point, so that the solvent can evaporate.
The problem is more difficult for the evaporation of temperature sensitive substances, especially when these tend to precipitate and agglomerate on the heat exchange surfaces.
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L-n knows a sran <1 number of evapora constructions.,. torers, which can be used for special purposes. One can thus, for example, keep the temperature under control by using vacuum evaporators with recirculation and prevent the formation of agglomerates on the heating surfaces by scrapers. Evaporation can take place at a relatively low temperature, by blowing air or an inert gas into the liquid or onto a film of liquid, due to the lowering of the partial pressure above the liquid.
The known methods, however, require an apparatus
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complicated and expensive when the air effect must be achieved with certainty. This expense increases significantly when the substance to be concentrated is corrosive.
The aim of the present invention is to provide a process
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which makes it possible, with simple means, to perform a perfectly controllable cvncr: tlcn of the solvent from the treated liquid 3ub $ tcQ. Another object of the present invention is to be able to carry out the evaporation of the liquid well at the boiling point of the liquid, so that the latter does not heat up strongly, which excludes local overheating3 and 6v1t0 1 < K agglomerations.
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Finally, the present invention aims at da fouÎl; 1 r an apparatus which is particularly suitable for the execution of the
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assigned according to the invention.
The process according to the present invention is particularly suitable for evaporating grape pastes but can also be used, in the same form or in a form modified to meet evaporation problems in other. areas.
The process will be explained below by taking an example in the steel industry,
Almost all methods of preparing fertilizers involve water during manufacture, due to the use of acids. This water can be partially removed by making use of the heat of reaction or by using known evaporators.
These methods are, however, lacking when it is necessary to concentrate as strongly as possible an en; rais paste. Relatively reduced successes were expected when using known methods, because high nitrogen losses occur and the solubili, of P2O5 changes from the water soluble to the citrate soluble form. and finally of the latter in the Insoluble form, which is equivalent to losses of P2O5. In addition, the devices used for carrying out the known methods are subject to multiple disturbances and may need to be disposed of ;; evenly and with difficulty of the agglomerated substance on the heating surfaces.
In view of these difficulties, most of the time in practice, a high concentration of the fertilizer paste is dispensed with and the humidity is removed in the dryer, which was really only intended to dry the fertilizer strongly to dry it. allow good storage, mixing the aqueous fertilizer solution with large quantities of previously dry material, which reduces
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the water content of the mixture to the value of about 4 "conve: 1: mt Added 1 word t,.> yrouvs: ¯ for the y; ranulatiun. After the tranulotiÓn are carried out a -,; '- age in a dryer , sorting and possibly cooling.
Small and large fears remaining after sorting and if necessary
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However, seeds of normal size are added as recycle material to the aqueous paste. This known method offers on the one hand the disadvantage that the thermal expenditure required per kg. of ebu for evaporation is very high because not only the produced quantity has to be heated but also the recycled quantity. The heat losses amount to about 70-80. On the other hand, large quantities of dry product have to be kept constantly circulating, which necessitates a corresponding calculation of the drying plant and the transport system.
In many processes, recirculation is 9 times the amount produced.
With the process according to the present invention, it is now possible to concentrate the aqueous solutions of grape pulp at lower temperatures. In this way, the nitrogen losses by decomposition or the P2O5 losses by transformation into an insoluble product are completely eliminated.
According to the process according to the present invention, the paste to be concentrated in the form of a constantly renewing film is subjected to the action of a current of hot air which absorbs the water evaporating from the paste thanks to the cooling. due to evaporation, the temperature of the film does not rise despite the hot air passing over it. The exchange of material and heat takes place at the surface of the film and not at the surface of contact with the apparatus.
In order to carry out the process, it is particularly suitable to use a disc thickener which consists essentially of a shaped receptacle serving to receive the substance to be dehydrated and which is preferably made in the form of a trough or tray. rectangular, flat and which has inlet and outlet pipes for the substance to be treated as well as inlet and outlet pipes for the gas used as a drying agent. In the container are arranged one or more
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urhrc:; s which are pure. :: and carry a cortoin number of discs.
Cr'n last :: plunge p; rti 11 <; m <; nt darm the substance; '1 treat and. entrain by rot, r: t, iorl a part of it in the form of film dnn3 the gas chamber above the liquid, 0 ") the agent of J4 <; ti; i;.; G;:, zaux : (lu1 yp; j3! 18 removes liquid from the rsuu; t 'nef' h <trtii.L <ùr. This 3r process runs continuously. The t, r4;. <j, J déc6jour can 4Er. < , rrji; tit14 in a simple way by rcS;: ll3r: e rjp la m; àt, 1 "; r <. provided 3ut'J: .nt the operating conditions while the de..r4 '5; 4c ?, a.fe erl rI: -14 [J'JI "the rotaLIon speed, the quantity or te / d, 4r:; t, ure of the; 4chage agent.
The direction of introduction of ltar (1llt of! Jéçh: 1; e gas is usefully chosen <1 (such outputI '.: that the C01r & rJt': 'ZQux. Can pass in the longitudinal direction on the risks and that we can work from pr '' '' 'in parallel current or in counter-current with respect to.', t4I meaning of 8cl) tlement of 1 :,; '% te.
The thermal sugars required by the process are variu% 1 <: 1 and OMpendem of 1 & substance to be treated and the desired concentration-0: 1 finole. The profit of the thermal energy introduced with the a; ent of Jéchaçe is however raised in each
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case.
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Some examples are given for the use <1u proceeds confcrfne 'the invention 4ans the field of the preparation of en..rais. i. (: ':' *. t'3 1) Jane a 4Faissis38ur operating discs at 4 rtre3, C dche in ccr.tinu and .i against the current l4 t of dough 1 3; '1; with cnaud air <te.; ç, inlet 4rature .35c, C, outlet temperature 11OC). n the input d: .r.;: the up-thickness, the analysis of the dough has the following values:
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N: 17.85%
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1i20 ': 19µ6 / G The composition at the outlet is as follows: N 19.15%
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H 2 U 1.5 d 6
2) In a small disk test thickener fitted with a shaft, 170 kg of
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paste "P / 11 with hot air (inlet temperature .3UG C, outlet temperature 159 C).
Before thickening, the paste has the following composition:
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Total P205: 16.38 Solubility in citrate: 97.6> 1 p 0 soluble in: 16, U ii citrate
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K: 16.27 / J H2U: 21.4 o
At the exit of the disc thickener, the analysis of the paste gives the following values:
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p 2 0 total: 17.50,.
Solubility in citrate: 9E &, 'p 0 soluble in: 17, .¯' citrate
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1 1? , 2 3 -A H2O: 14.7
Comparison of these analyzes reveals that the H2O content is reduced by about 1/3 and that there is no reduction in the solubility in citrate nor of doors in :, this thickening ..
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d) In an exploitation thickener with discs fitted with 4 shafts, one dries against the current and continuously. do NP paste / h with hot air (inlet temperature 300 C, outlet temperature 188 C).
Analysis of the spleen before entering the disc thickener gives the following values:
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1 "¯1 .. t4 :: w?: 1.7,. Solubility in citrate: 97.3: fI", -, ',.' T1 '. ", .. v, .3? lo citrate li 1 ',', 1 ,, t ('2 lj 1'-' A" 2; 1 acrtin of the disc thickener, we find the following coc! o5ition: P LU> tutul lu, 2,. Jclubilitt3 in citrate: 9s, at; 1 1- \ .J, soluble in: 1'7, 9 5 citrate. "1", U 1, ".
Under the condition, almost half of the water is removed without the gas supply undergoing any disadvantageous change. The solubility of the component P u5 in citrate is not diminished and losses cannot be reduced. neither our cotistatàcx.
The same for the implementation of the ccnzar process. ^: E Ù the present invention will be described by way of example hereinafter, with reference to the W s:, i: appended diagram.
An elongated container, in the form, 1 ', iuj; e (1) p ocs of ur its two sides of end z) and (J), of the tubes!.' Of the introduction of the drying agent (4 ) and for the outlet of the drying armament (S), enriched in evaporating liquid.
The container is closed 1 with a lid
.
To make the interior of the receptacle accessible without removing the lid, openings (7) are provided, each of which is enclosed by a covering cap ('-1), through the intermediary of firmness, e13 to eccentric (0). The part of the container which is exposed to the action of the Drying Huent can be covered with a protective insulating jug (U) in order to prevent losses of pure radiation heat. The material to be dried enters through the tubing (11). The edge (12) raises the weir-shaped bottom of the
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container (le.) ensures Itétablis2e: nrjt of a level Ce 11 <çuid; desired in the container. An excess of liquid can be 4v., Icué
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by the gutters (14). The concentrated dried material bed of the desired resistance is withdrawn through the outlets (11.
For example, a solidification of the material 3clljè by cooling in these outlet pipes, cn u provided a ch & uf1 <J, r: e device (16). The container contains artx-e-.1 (17) arranged perpendicular to the direction of flow of the drying arent and which carry several discs (18). The:.! surit shafts arranged so that the discs attached to them are
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mutually partial overlap the neighboring dit3, luu.j rotating in the intermediate spaces of the disks which are fixed on the neighboring shafts.
The discs are rotated through a transmission and they all rotate in the same direction. Small rotating notches (19) on the perimeter
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external artery of the discs allow a 1ÓI: er ruIJûtttllncnt of this part of the disc.
CLAIMS 1. Process for the concentration of liquids sensitive to heat, in particular fertilizer pastes by evaporation of the solvent, characterized in that the liquid forms a film which is constantly renewed on the surface of several round discs rotating slowly and which sink partially in the
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liquid, said film being subjected co nutl1lr: memt .1 the action of an ai <enl this gas drying flowing piirallèleinent to the disks.