Procédé pour le traitement des liquides à l'aide de radiations
et appareil pour l'exécution de ce procédé.
Il est connu de traiter des liquides à l'aide de radiations, en vue de provoquer au sein de ces liquides des réactions photochimiques.
Celles-ci peuvent amener, par exemple, l'en. richissement en vitamines du liquide traité (lait, sang, sérums), sa stérilisation (lait, eau, vins, sang, sérums!, l'amélioration de ses propriétés gustatives (vins), etc. On emploie généralement, pour effectuer ce traitement, des tubes capillaires dans lesquels circulent les liquides; le traitement s'opère au travers de la paroi des tubes que traversent les radiations thermiques, infra- ou ultra-luminenses, etc. L'emploi de ces tubes capillaires est ne- cessaire pour que, du fait du fort étirement du liquide ainsi réalisé, toutes les parties de ce dernier soient soumises à l'action des radiations.
Par contre, pour que le traitement soit industriellement réalisable du point de vue économique, il faut également que la ri- tesse d'écoulement des liquides soit aussi grande que possible. De cette manière, on réduit le danger de surexposition à l'action des radiations. I1 faut remarquer cependant que pour le traitement industriel des liquides visqueux, l'emploi de tubes capillaires n'est guère possible, car il est pratiquement impossible de faire circuler ces liquides dans des tubes capillaires.
De toute façon, on a le plus grand intérêt, pour chaque liquide à traiter, à déterminer préalablement le diamètre du calibrage des tubes, permettant d'obtenir une vitesse de déplacement du liquide suffisante pour réaliser les conditions d'exploitation cidessus exposées, tout en donnant l'assurance que toutes les parties du liquide seront bien traitées.
On a constaté qu'il est possible de déterminer le diamètre du calibrage qui répondra le mieux aux exigences imposées, à savoir celui permettant la plns grande vitesse de déplacement du liquide à traiter tout en assurant l'exposition de toutes les parties du liquide aux radiations, en plaçant verticalement un tube rempli du liquide à traiter, son orifice inférieur étant bouché, avec un doigt par exemple, puis en ouvrant l'orifice inférieur (en enlevant le doigt obturateur). Le diamètre du calibrage le plus favorable est alors celui pour lequel il demeure dans la partie inférieure du tube au moins une goutte, occupant toute la section transversale du canal.
En conséquence, l'invention comprend un procédé pour le traitement des liquides à l'aide de radiations, en vue de provoquer au sein de ces liquides des réactions photochimiques et dans lequel le liquide circule dans un faisceau tubulaire, lesdites radiations étant dirigées contre les tubes constituant ledit faisceau.
Ce procédé se distingue des procédés eonnnus par le fait que, afin de favoriser l'accomplissement desdites réactions, on fait circuler le liquide à traiter dans des tubes dont la section du canal est telle qu'en position verticale ouverte ils retiennent, de ce liquide, au moins une goutte obturant toute la section du canal.
L'usage a démontré, en outre, que le traitement de certains liquides (et notamment des liquides vivants, comme le lait) par des ra diations (ultra-violettes ^ par exemple) obli- geait à certaines précautions. Notamment, il faut que ce liquide en traitement soit soustrait à l'faction de l'atmosphère ozonisée existant autour des générateurs de radiations (ce qui conduisait à faire circuler ces liquides dans des tubes en quartz). D'autre part, il faut que l'action de ces générateurs ne soit pas si brutale qu'elle détruise la vie du liquide traité. Cette dernière condition oblige à utiliser des générateurs de puissance réduite (générateurs filiformes).
L'emploi de générateurs à faible puissance impose les conditions suivantes:
a) la distance des générateurs par rapport aux tubes parcourus par le liquide en traitement et aux surfaces réfléchissantes doit demeurer constante, même dans le cas où l'appareillage est prévu démontable en ses parties constitutives;
b) étant donné que les radiations (émises, par exemple, par les brûleurs à mercure) ont une intensité constante dans le temps, il faut, pour que l'action recherchée par l'application de ces radiations soit également constante, quelle que soit la viscosité du liquide traité et l'opacité correspondante de ce liquide,-que la vitesse de déplacement du liquide en traitement relativement à la source de radiations soit aussi constante.
On peut satisfaire à ces exigences en utilisant, pour réaliser le procédé selon l'invention, l'appareillage que comprend également l'invention.
Cet appareillage se distingue des appareillages connus par le fait que, afin de permettre l'interchangeabilité des tubes formant le faisceau tifbulaire, il présente au moins deux collecteurs dont au moins un est amovible et démontable, les tubes étant reliés aux collecteurs de manière étanche par l'engagement de chacune de leurs extrémités dans des garnitures d'étanchéité eorrespondasltes, aménagées dans chacun de ces collecteurs.
Sur les dessins annexés, et à titre d'exemple seulement, est représentée nue forme d'exécution de l'appareillage selon l'invention.
La fig. 1 représente, en coupe transversale, les dispositions adoptées afin de réaliser la démontabilité et l'iiiterciiangcabilité des tubes qui constituent la herse de traitement.
Les fig. 2 et 3 sont des vues extérieures
(avec arrachement partiel) en élévation de face et de profil de l'appareil destiné à recevoir cette herse.
Les fig. 4 et 5 sont, à plus grande échelle, des vues en élévation et en coupe d'une partie de la herse ainsi que des accessoires s'y rattachant.
La fig. 6 est une coupe horizontale de]'ap- pareil par le plan de joint des deux parties constitutives du collecteur supérieur; l'une de ces parties étant partiellement enlevée pour montrer les chicanes internes.
La fig. 7 est une vue schématique de la herse représentant le parcours du fluide à traiter dans le cas où les collecteurs sont pourvus, intérieurement, de cloisons déviatrices on chicanes.
Dans l'appareil représenté, la herse, pour la circulation du liquide, est constituée, à la manière connue, par deux collecteurs horizontaux parallèles 1 et 2 qui sont réunis par l'ensemble des tubes 3, soumis à l'action des radiations. Ces collecteurs 1 et 2 sont disposés de manière à pouvoir être écartés on rapprochés l'un de l'antre, et les tubes 3 sont assemblés avec ces derniers, de sorte que l'ensemble ainsi constitué soit démontable. Ceci permet de disposer, entre les collecteurs 1 et 2, des tubes 3 de calibrage adapté aux carac.té- ristiques du fluide à traiter et déterminé pour chaque fluide à traiter conformément à l'invention.
Ainsi, pour chaque liquide différent à traiter, il sera nécessaire d'introduire dans l'appareillage d'autres tubes. Toutefois, cet appareillage est conçu de manière que l'as semblage des tubes 3 avec les collecteurs 1 et 2 soit étanche et que l'ensemble de la herse conserve toujours même position relativement aux sources d'où émanent les radiations, la distance séparant ces divers organes devant être immuable pour l'obtention de résultats finaux comparables entre eux.
Dans ce but:
1D Les collecteurs 1 et 2 comportent, par exemple, un renforcement longitudinal 4 dans lequel sont pratiqués des conduits 5 ; destinés à permettre l'introduetion du liquide dans les tubes 3 de la herse et l'évacuation de ce dernier hors de celle-ci. Ces conduits 5 peuvent, ainsi que montré en fig. 1, être disposés, pour chaque collectenr 1, 2, en quinconce suivant deux plans parallèles. Chacun des conduits 5 débouche dans une chambre 6, dans laquelle est encastrée une garniture souple plastique 7. Cette garniture 7 possède, axialement, un conduit 8 qui correspond à celui 5 du collecteur 1 ou 2.
Chaque conduit 8 dé- bouche, sur la face correspondante de la garniture 7 (côté tube 3), dans un évasement 9.
Ce dernier est destiné à recevoir l'extrémité d'un des tubes 3, extrémité qui est, dans ce but, de forme tronconiqne. On voit que ces dispositifs permettent:
d'une part, en introduisant les extrémités tronconiques des tubes 3 dans les évidements 9 des garnitures correspondantes 7, de produire, en rapprochant les collecteurs 1 et 2, la compression desdites garnitures 7 et, par eonséquent, la réalisation de jonctions étanches;
d'autre part, en éloignant l'un de l'autre les collecteurs 1 et 2, de dégager les tubes 3 et de permettre ainsi leur enlèvement.
2" Pour réaliser ces opérations, il faut, naturellement, que les collecteurs 1 et 2 puissent, eux-mêmes, être réunis par une liaison mécanique démontable. Pour cela, les collecteurs 1 et 2 sont assemblés (vis 10 fig. 4), près de leurs extrémités, avec des montants 11 qui les entretoisent et qui réalisent ainsi, en conjuguaison avec eux, un cadre indéformable qui enserre les tubes 3. En séparant le collecteur supérieur 1 de ces montants 11, on peut enlever ce dernier et, de ce fait, libérer les tubes 3, afin de leur en substituer d'autres ou de remplacer ceux qui auraient pu subir une avarie.
En replaçant le collecteur 1, les tubes 3 sont pressés contre les garnitures d'étanchéité 7 et la liaison du collecteur : L avec les mon- tantes 11 remet toutes les parties en leur même position relative.
Sans avoir à démonter les tubes 3, il peut être utile d'avoir accès à ces derniers (pour les visiter, par exemple). Dans ce but, le collecteur supérieur 1 est coupé suivant un plan horizontal (fig. 1) et les deux parties ainsi constituées peuvent être réunies, par exemple, au moyen de vis 12 on de boulons, qui s'engagent dans des ailes 13 que possède elia- cime desdites parties, de part et d'autre du plan commun d'assemblage.
Ces ailes 13 sont également utilisées pour assujettir des pinces métalliques 14 (ou organes de fixation analogues) permettant la mise en place des organes émettant les radiations. Dans l'exemple représenté, ces organes sont constitués, à titre d'exemple, par des lampes à vapeur de mercure 15.
L 'ensemble ainsi réalisé, dont les positions relatives sont immuables, est enfermé dans un carter 16, en deux parties symétriques, qui emboîte des embouts 17 des collecteurs 1 et 2 et sur lequel ces derniers sont assujettis, en outre, par des semelles de fixation 18. Les parois de ce carter 16 sont conformées pour jouer le rôle de réflecteurs. Cet ensemble peut être hermétiquement clos, de sorte que sa caparité interne (renfermant la herse d'écoulement du liquide et les sources de radiation) peut être mise sous vide plus ou moins poussé ou peut recevoir une atmosphère autre que celle ambiante. Ceci oblige à prévoir un passage étanche non seulement pour les canalisations de flnide, mais encore, s'il N a lieu, pour les conducteurs électriques.
Dans ce dernier cas, les eonducteurs aboutissant aux lampes émettrices 15 sont connectés à des fiches 19 (fig. 4) qui traversent respectivement et axialement une cloche isolante 20, laquelle constitue partie de la paroi du carter 16. La liaison avec l'extérieur est obtenue en couplant ces fiches mâles 19 avec des fiches femelles 21. Ces dernières peuvent être portées, chacune, par une traversée 22, en matière isolante, fixée sur la paroi de la chambre contenant le générateur électrique (transformateur par exemple). Ce dernier 23, dans l'exemple représenté fig. 3, est logé dans une armoire 24, à la partie supérieure de laquelle se pose et se fixe l'ensemble du carter 16.
Une cloison verticale 25, dans cette armoire 24, sépare le compartiment 26, abritant le transformateur 23, d'un compartiment voisin 27, dans lequel sont installés une moto-pompe 28, commandée électriquement, un réservoir 29 ainsi que les tuyauteries correspondantes.
Le refoulement de la moto-pompe 28 est en relation, au travers d'un filtre 30, par le tuyau démontable 31 et le robinet 32, avec l'une des extrémités du collecteur inférieur 2 de la herse. Le liquide refoulé traverse, en courant ascendant, les tubes 3 de cette dernière, aboutit au collecteur supérieur I et en sort par un raccord démontable, au travers du robinet 33. De là, la canalisation 34 ramène le liquide, au travers d'un raccord démontable et d'un filtre 35, au réservoir 29 où s'alimente la moto-pompe 28 par le raccord inférieur 36.
Le liquide à traiter, au travers d"rm filtre 37 et d'un robinet 38, appartenant à un raccord démontable, est amené à l'autre extrémité du collecteur inférieur 2 et sort, après traitement, de celui, supérieur : 1, au moyen d'un raccord démontable portant un robinet 39. Par le jeu des robinets 32, 33 et 38, 39 (ou autres obturateurs équivalents) il est possible de faire circuler, alternativement, au travers de la herse soit le liquide provenant d'une canalisation 40 d'amenée au filtre 37, soit, au contraire, le liquide que la motopompe 28 puise dans le réservoir 29. Le liquide que confient ce réservoir 29 peut être un agent de nettoyage pour les tubes 3 de la herse; ce liquide pourrait être aussi le fluide à traiter.
Dans ce dernier cas, les déplace- ments que lai impose, alors, la moto-pompe 28 permettent de faire parcourir à ce fluide, en circuit fermé, plusieurs fois les tubes 3 de la herse. La moto-pompe pourrait aussi actionner une trompe à eau permettant de réaliser un vide plus ou moins poussé dans le carter clos 16 qui entoure la herse.
Un corps électrique de chauffage qu'alimentent des conducteurs 41 permet, s'il y a lieu, de porter à température convenable le liquide que contient le réservoir 29.
L'armoire inférieure 24 est montée sur des galets démontables 42, dont les fourchessupports sont orientables automaticluement.
Ces galets 42 sont munis de freins de blocage que commandent des manettes 43. Enfin, un système de protection est prévu en ce qui concerne la manipulation des organes électriques de l'installation qui sont sous tension.
Les organes de commande et de contrôle sont installés sur le fond supérieur de l'armoire 24; les parties de ce fond, de part et d'autre du carter 16, formant pupitre. Les organes de commande et de contrôle sont abrites par des couvercles pivotants 44, 45 et 46. Ces couvercles sont contrôlés par un système d'interverrouillage. Dans ee but (fig. 4, 5), au travers de nervures 47 passent deux verrons parallèles 48, 49, qui sont accouplés par une entretoise 50 et qui sont soumis à l'action d'un ressort 51 tendant à les ponsser vers la gauche de la fig. 5.
Les extrémités correspondantes de gauche de ces verrous coopèrent avec des cames aménagées sur les axes d'articulation des couvercles 44, 45 qui recouvlent, d'une part, les interrupteurs de mise en marche et d'arrêt de la moto-pompe 28 et de mise en et hors service du corps chauffant du réservoir 29 et, d'autre part, les appareils de contrôle des circuits électriques. L'extrémité de droite du verrou 48 peut s'engager dans un trou 53 pratiqué dans le couvercle 46, disposé à droite sur la fig. 5, de façon à bloquer, ou non, ce dernier. Ce couvercle 46 donne accès au transformateur 23.
Du fait de ces dispositions, on ne peut donc avoir accès à ce dernier, en ouvrant le couvercle 46, que si, préalal > le- ment, les couvercles de gauche 44, 4 sont en position de fermeture, et inversement.
Dans Ja forme de réalisation représentée, les faces latérales du carter supérieur 16 portent des coffres 54 qui perniettent d'y entreposer, par exemple, l'outillage ou des accessoires.
Afin de faire varier la durée d'exposition du fluide à traiter à l'action des radiations, on peut subdiviser le faisceau tubulaire en un certain nombre de groupes dans lesquels il passe successivement en traversant en série ces derniers suivant des directions qui s'inversent. On dispose, à cet effet, dans les collecteurs 1, 2, des cloisons déviatrices 55 qui peuvent être pourvues de joints d'étanchéité.
Ces cloisons peuvent être engagées à : frotte- ment doux et disposées, en position fixe ou réglable, sur des tiges axiales 56, qui peuvent hêtre rendues solidaires, par exemple, des bou chons de fermeture 58 des collecteurs 1, 2, ou qui peuvent être montées comme représenté en fig. 6. Dans le cas de cloisons 55 occupant des positions fixes sur les tiges-supports 56, il suffit de changer ces dernières pour modifier, en conséquence, le trajet du fluide à traiter. Dans le cas de cloisons déplaeables, le contrôle de la trajectoire suivie par le fluide s'opère en modifiant les positions des ci oisons 55 avant leur introduction dans le collecteur correspondant.
La fig. 7 indique, à titre d'exemple seulement, le cas où les collecteurs 1, 2 sont divisés respeetivement, au moyen de deux eloisons 55, en trois chambres juxtaposées; le fluide qui s'écoule, d'abord, de haut en bas, comme le montrent les flèches, est ensuite dirigé de has en haut pour revenir ensuite vers le collecteur inférieur 2; il s'élève de nouveau pour, finalement, redescendre vers l'évacuation située à la base du faisceau tubulaire. Des dispositions analogues pourraient être adoptées dans le cas où la circulation du fluide serait inversée, comme dans la forme de réalisation de fig. 2.
Dans le cas du traitement de lait, on peut utiliser avec avantage des tubes de quartz de 50 cm de longueur. Le lait étant introduit dans ces tubes sous une pression équivalente à une charge de 1,50 mètre, le diamètre le plus favorable de ces tubes, déterminé comme décrit plus haut, étant voisin de 1,5 mm.
Les moyens ci-dessus décrits ne sont donnés qu'à titre d'exemple seulement, de sorte que des modifications constructives peuvent y être apportées sans sortir dn cadre de la présente invention.
C'est ainsi que le faisceau tubulaire de l'appareil pourrait être divisé en plusieurs groupes comportant chacun deux collecteurs, les groupes étant reliés entre eux. Les organes d'obturation et d'intercommunication commandant la distribution du liquide à travers le faisceau tubulaire, peuvent être mobiles axialement ou angulairement ou aussi les deux. Ils peuvent donc être conçus de manière à agir à la manière d'un tiroir ou d'une vanne de distribution à plusieurs voies. Certains collecteurs peuvent être constitués par des corps creux cloisonnés de manière à obliger le liquide sortant d'au moins un tube à passer dans au moins un autre tube du faisceau tubulaire.
Au lieu d'être disposés verticalement, les éléments du faisceau tubulaire peuvent être disposés horizontalement.
REVENDICATIONS:
I. Procédé pour le traitement des liquides à l'aide de radiations, en vue de provoquer au sein de ces liquides des réactions photochimiques et dans lequel le liquide circule dans un faisceau tubulaire, lesdites radiations étant dirigées contre les tubes constituant ledit faisceau, caractérisé par le fait que, afin de favoriser l'accomplissement desdites réactions, on fait circuler le liquide à traiter dans des tubes dont la section du canal est telle qu'en position verticale ouverte ils retiennent, de ee liquide, au moins une goutte obturant toute la section du canal.