CH627949A5 - Procede d'agglomeration et appareil pour sa mise en oeuvre. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un procédé d'agglomération de particules et un appareil pour sa mise en œuvre.
Un des principes les plus utilisés pour l'agglomération de particules consiste à rendre leur surface adhérente par humidification et/ou chauffage et à les faire se rencontrer pour former des agglomérats par adhésion des particules les unes aux autres.
Il existe de nombreux appareils pour réaliser des agglomérats selon ce principe. Les plus répandus utilisent des jets de vapeur pour humidifier et/ou réchauffer les particules et les faire se rencontrer.
Afin d'augmenter la résistance mécanique des agglomérats, il existe des procédés et appareils dans lesquels les particules sont projetées contre un obstacle.
Toutefois, les particules étant rendues adhérentes, elles ont tendance à coller non seulement entre elles, mais également à l'obstacle.
Dans des appareils de type connu, afin d'éviter une accumulation de particules sur cet obstacle, celui-ci est constitué par un disque tournant ou par un tapis mobile avec un racleur.
L'invention a l'avantage d'éviter l'emploi d'organes mobiles.
Le procédé d'agglomération selon l'invention, dans lequel des particules sont entraînées par un courant de fluide humidificateur, est caractérisé par le fait que le courant de particules et de fluide est projeté sur un obstacle fixe de forme générale conique placé dans l'axe du courant, puis que les particules agglomérées sont recueillies et séchées de manière en soi connue.
L'appareil pour la mise en œuvre du procédé comprend une chambre d'agglomération, un distributeur de matière pulvérulente débitant dans ladite chambre, des moyens de projection d'un courant de fluide humidificateur sur ladite matière pulvérulente et dans ladite chambre, un obstacle fixe de forme générale conique placé dans ladite chambre sur le trajet des particules de matière pulvérulente et dans l'axe du courant de fluide, et des moyens de réception et de séchage des agglomérats obtenus.
Dans une forme d'exécution préférée, l'obstacle est constitué d'un cône et d'un tronc de cône superposés, l'angle au sommet du cône étant plus faible que celui du tronc de cône.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 représente une vue d'ensemble d'un appareil selon l'invention.
Les fig. 2 et 3 représentent des détails d'exécution de l'appareil selon la fig. 1.
Au dessin (fig. 1), l'appareil comprend une chambre d'agglomération 1, un distributeur de matière pulvérulente 2, alimenté par une conduite 2', débitant dans la chambre 1, des moyens 3 de projection d'un courant de fluide humidificateur sur la matière pulvérulente et dans la chambre 1, un obstacle 4 de forme conique placé dans la chambre 1 sur le trajet des particules de matière pulvérulente et dans l'axe du courant de fluide et des moyens de réception et de séchage des agglomérats obtenus constitués respectivement par un canal 5 et un sécheur à lit fluidisé 6.
En variante, ces moyens sont constitués par une tour de séchage.
La fig. 2 représente plus en détail les moyens de projection du fluide humidificateur. Ceux-ci comprennent une trémie 7 d'amenée de matière pulvérulente conduisant dans une tuyère 8. Celle-ci est concentrique à une tubulure centrale 9 et une conduite annulaire 10 d'amenée de fluide.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
La matière pulvérulente amenée par la conduite 2' est distribuée par le distributeur 2 et tombe dans la trémie 7, puis dans la tuyère 8. A la sortie de cette dernière, la matière pulvérulente rencontre les jets de vapeur issus de la tubulure centrale 9 et de la conduite annulaire 10.
La vitesse de la vapeur à la sortie de la tuyère est de préférence comprise entre 130 et 200 m/s.
Les jets de vapeur humidifient et réchauffent les particules de matière pulvérulente, les rendent adhérentes, provoquent leur tourbillonnement, leur rencontre et leur agglomération. Entraînés par le courant de vapeur, les agglomérats heurtent l'obstacle 4 de forme générale conique, placé dans l'axe du courant, ce qui durcit les agglomérats. Ceux-ci tombent par un canal 5 sur un sécheur à lit fluidisé 6 où ils sont séchés et entraînés vers la sortie.
En variante et de manière connue en soi, le fluide d'humidification pourrait être constitué d'air humide ou de gouttelettes d'eau finement divisées au lieu de vapeur.
Par rapport aux obstacles perpendiculaires au courant de particules telles que les plaques utilisées dans l'art antérieur, l'obstacle de forme générale conique de l'invention a les avantages suivants:
•— moindre consommation de vapeur (0,2-0,4 kg de vapeur/kg produit au lieu de 1 à 1,2 kg de vapeur/kg produit);
— amenée de poudre plus régulière et plus simple;
— nettoyage plus facile et moins fréquent;
— réglage de la dimension des particules plus facile.
On a constaté en effet que plus le cône est ouvert et rapproché de la tuyère de fluide humidificateur, plus les agglomérats sont gros.
En outre, on a constaté que la résistance mécanique des agglomérats augmente avec leur taille, alors qu'avec les procédés et appareils fonctionnant sans impact, elle diminue. La résistance des agglomérats a été définie par tamisage des agglomérats avant et après passage dans un récipient parallélipipédique rotatif, et comme étant le pourcentage d'agglomérats retenus sur un tamis présentant des orifices entre mailles de 1 mm de côté par rapport à la quantité totale.
La fig. 3 représente plus en détail une forme d'exécution préférée de l'obstacle de forme générale conique 4. Dans cette figure, celui-ci est constitué d'un cône 11 et d'un tronc de cône 12 superposés. L'angle au sommet du cône 11 est plus faible que celui du tronc de cône 12.
De bons résultats ont été obtenus avec un cône ayant un angle au sommet d'environ 20° et un tronc de cône ayant un angle au sommet d'environ 40°. Un tel cône est beaucoup plus lentement recouvert de particules collées qu'un cône simple.
Sans vouloir limiter l'invention par cette explication, avec une telle forme, la pointe du cône dévie le jet de vapeur environ
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
627949
parallèlement à la génératrice du tronc de cône, de sorte que le jet nettoie le tronc de cône.
Cette forme a l'avantage de pouvoir être réalisée facilement, par exemple en habillant un noyau de deux feuilles de polytétrafluoréthy-lène.
Par rapport à un corps plein usiné par enlèvement de copeaux, le corps recouvert de feuilles est moins poreux et plus lisse.
Toutefois, l'obstacle de forme générale conique pourrait être constitué d'un corps de révolution évasé vers le bas, à génératrice courbe.
D'autre part, la proportion de fines augmente avec l'éloignement de l'obstacle par rapport à la tuyère de fluide humidificateur.
Exemples:
Des essais ont été effectués à l'aide d'un appareil selon l'invention avec de la poudre de lait écrémé dans les conditions suivantes:
Poids volumétrique de la poudre à agglomérer Dimension moyenne des particules à agglomérer Débit de poudre
Diamètre intérieur de la chambre d'agglomération Diamètre de sortie de la tuyère d'agglomération Pression d'admission de la vapeur Pression de vapeur à la sortie de la tuyère
720 g/1 35 (jon 400 kg/h 400 mm 30 mm 4,85 kg/cm2 0,12 kg/cm2
Température de la vapeur à la sortie 98-103°C
Vitesse initiale de la vapeur à la sortie env. 180 m/s
Débit de vapeur 80-90 kg/h
Des essais ont d'abord été effectués avec différents cônes simples d'environ 300 mm de diamètre à la base. Ils ont permis de déterminer l'influence de l'angle au sommet du cône sur le diamètre moyen des agglomérats et le degré d'agglomération.
Le degré d'agglomération est déterminé par tamisage de la poudre agglomérée pendant 3 min dans un appareil vibrant pourvu de tamis à mailles de 0,1, 0,25, 0,5,1,0,1,5,2,0,2,5 et 3,0 mm d'ouverture. Le degré d'agglomération est défini comme le pourcentage de grains de plus de 1 mm (retenus par un tamis de 1 mm d'ouverture de maille).
( Tableau en tête de la colonne suivante )
On remarque que plus le cône est ouvert (obtus), plus le diamètre moyen des agglomérats augmente et plus le degré d'agglomération est élevé.
Ces essais ont fait ressortir que les poudres agglomérées obtenues au moyen du procédé selon l'invention avaient une beaucoup plus
Angle au sommet
Diamètre moyen
Degré
du cône des agglomérats d'agglomération
(°)
(mm)
(%)
20
1,5
63,2
30
1,5-2
67,2
40
2-2,5
69,4
io forte proportion de grains de plus de 1 mm que les poudres agglomérées connues et une granulométrie plus régulière.
Des essais ont également été effectués avec les mêmes cônes, mais en faisant varier la distance entre la pointe du cône et la sortie de la tuyère, pour déterminer l'influence de cette distance sur la résistance 15 mécanique des agglomérats.
Cette résistance mécanique a été déterminée en plaçant les grains de plus de 1 mm obtenus par l'essai précédent dans une boîte parallélipipédique tournante pendant 3 min. Le pourcentage restant de grains de plus de 1 mm, tamisés comme dans l'essai précédent, a 20 été considéré comme définition de la résistance mécanique des agglomérats.
Cet essai a permis de constater que la résistance mécanique des agglomérats augmente légèrement lorsque l'on rapproche le cône de la tuyère. Avec un cône de 30° par exemple, le pourcentage restant de 25 grains de plus de 1 mm passe de 51 à 58 lorsque la distance de la pointe du cône à la tuyère passe de 200 à 50 mm. Si les agglomérats sont tamisés pour éliminer les plus gros, ce pourcentage passe même de 61 à 76.
D'autres essais ont été effectués avec un cône double, c'est-à-dire 30 un cône relativement aigu, de 20 à 30° d'angle au sommet, superposé à un tronc de cône plus obtus, de 40 à 60° d'angle au sommet (fig. 3). Le cône double est beaucoup plus lentement recouvert de particules collées qu'un cône simple.
Sans vouloir limiter l'invention par cette explication, il semble 35 que le cône fait s'évaser le jet de fluide, de sorte que le jet suit le tronc de cône.
De bons résultats ont été obtenus avec un cône dont l'angle au sommet est environ la moitié de celui du tronc de cône.
Les caractéristiques des poudres agglomérées obtenues au moyen 40 du procédé selon l'invention ressortent du tableau suivant. L'indice de solubilité est déterminé selon les normes de l'American Dry Milk Institute Inc., Chicago, Illinois (Standard for grades of Dry Milks, pp. 26-27).
Distance entre tuyère et cône (mm)
200
150
175
100
75
50
Angle au sommet du cône (°)
30
30
20 + 40
20 + 40
30
20 + 40
20 + 40
30
Caractéristiques de la poudre agglomérée:
Poids volumétrique (g/1)
255
240
240
235
240
240
240
235
Solubilité ADMI (ml)
0,1
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
Dans de l'eau à
20° C Pénétrabilité (s)
10
12
15
14,5
15,5
16
16
15
Mouillabilité
bonne bonne bonne bonne bonne bonne bonne bonne
Floculation nulle nulle nulle nulle nulle nulle nulle nulle
Dépôt sur tamis trace
0
0
0
trace
0
0
0
40° C Pénétrabilité (s)
3,7
7,0
8
8
8
8,5
8,5
8
Mouillabilité
bonne bonne bonne bonne bonne bonne bonne bonne
Floculation nulle nulle nulle nulle nulle nulle nulle nulle
Dépôt sur tamis
0
0
0
0
0
0
0
0
75° C Pénétrabilité (s)
16
6
17
8
15,5
6
6
10
Mouillabilité
bonne bonne bonne bonne bonne bonne bonne bonne
Floculation nulle nulle nulle nulle nulle nulle nulle nulle
Dépôt sur tamis trace trace
0
trace trace
0
0
trace
R
1 feuille dessins
Claims (7)
1. Procédé d'agglomération de matière pulvérulente, dans lequel des particules sont entraînées par un courant de fluide humidificateur, caractérisé par le fait que le courant de particules et de fluide est projeté sur un obstacle fixe de forme générale conique placé dans l'axe du courant, puis que les particules agglomérées sont recueillies et séchées.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vitesse initiale du fluide est de 130 à 200 m/s.
2
REVENDICATIONS
3. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre d'agglomération, un distributeur de matière pulvérulente débitant dans ladite chambre, des moyens de projection d'un courant de fluide humidificateur sur ladite matière pulvérulente et dans ladite chambre, un obstacle fixe de forme générale conique placé dans ladite chambre sur le trajet de particules de matière pulvérulente et dans l'axe du courant de fluide, et des moyens de réception et de séchage des agglomérats obtenus.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'angle au sommet du cône est compris entre 20 et 40°.
5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'obstacle est constitué d'un cône et d'un tronc de cône superposés.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'angle au sommet du cône est d'environ la moitié de celui du tronc de cône.
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'angle au sommet du cône est de 20 à 30° et celui du tronc de cône de 40 à 60°.
Priority Applications (11)
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| US06/017,405 US4259053A (en) | 1978-03-14 | 1979-03-05 | Apparatus for agglomerating powder-form material |
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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| CH274578A CH627949A5 (fr) | 1978-03-14 | 1978-03-14 | Procede d'agglomeration et appareil pour sa mise en oeuvre. |
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| PL | Patent ceased |