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REVENDICATIONS
1. Procédé de mélange et de dispersion de produits sous forme pulvérulente et liquide et/ou pâteuse pour l'obtention de pâtes ou de liquides raffinés, caractérisé en ce que, après avoir obtenu par brassage mécanique un produit homogène, on refroidit la masse du produit pour augmenter sa viscosité en continuant le brassage mécanique et en créant des turbulences.
2. Installation de mise en oeuvre du procédé de la revendication 1 comprenant une enceinte cylindrique de mélange (1), un organe mélangeur rotatif (7) monté à l'extrémité d'un arbre moteur vertical (6), un couvercle mobile (13) susceptible de coulisser dans l'enceinte (1) et un orifice d'extraction, caractérisée par le fait que le couvercle (13) est muni à sa partie inférieure d'un ensemble d'éléments verticaux de refroidissement (15).
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les éléments verticaux de refroidissement (15) sont les tubes d'un serpentin de refroidissement.
4. Installation selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée par le fait qu'une plaque (19) est disposée sous le couvercle (13), ayant le même diamètre que le couvercle et comportant des ouvertures munies de joints d'étanchéité (18) pour le passage des éléments de refroidissement (15) et que la plaque (19) peut coulisser le long des éléments de refroidissement (15) pour modifier le volume de l'en- ceinte (1).
5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le déplacement de la plaque (19) est assuré par des moyens hydrauliques, pneumatiques ou mécaniques.
6. Installation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée par le fait que le déplacement du couvercle (13) est assuré par des moyens hydrauliques, pneumatiques ou mécaniques.
7. Installation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens de programmation et de commande automatique des déplacements des organes mobiles.
La présente invention concerne un procédé de mélange et de dispersion de produits sous forme pulvérulente et liquide et/ou pâteuse pour l'obtention de pâtes ou de liquides raffinés ainsi qu'une installation de mise en oeuvre du procédé, lesquels trouvent leur application dans la fabrication de produits chimiques, pharmaceutiques, alimentaires et apparentés.
Selon les procédés connus, après avoir obtenu une masse homogène et prédispersée par brassage mécanique, la dispersion et le raffinage sont obtenus sur une autre installation telle que moulin à billes ou moulin tricylindrique.
Ces procédés présentent de nombreux inconvénients: d'une part,
I'utilisation de plusieurs cuves demande de nombreux nettoyages; d'autre part, I'élévation de la température provoque l'évaporation des composants volatils de certaines recettes et surtout diminue la viscosité du mélange en diminuant ainsi les frottements entre elles de particules qui sont nécessaires pour créer un cisaillement mécanique indispensable à une dispersion optimale.
L'invention permet d'obvier à ces inconvénients.
Le procédé de mélange et de dispersion de produits sous forme pulvérulente et liquide et/ou pâteuse pour l'obtention de pâtes ou de liquides raffinés est caractérisé en ce que, après avoir obtenu par brassage mécanique un produit homogène, on refroidit la masse du produit pour augmenter sa viscosité en continuant le brassage mécanique et en créant des turbulences.
Les avantages consistent en ce que l'on utilise la même installation pour le mélange et le raffinage du produit et que le refroidissement de la masse du produit empêche l'évaporation d'éventuels composants volatils et surtout assure une grande viscosité de la masse qui augmente les frottements de particules entre elles et favorise leur dislocation.
L'invention concerne aussi une installation de mise en oeuvre du procédé.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple une exécution de l'installation.
L'installation comporte une cuve cylindrique métallique reposant sur deux poutrelles 3 et 4 d'un bâti 2. Elle est entourée d'un manteau de refroidissement 5. Le fond de la cuve est traversé par un arbre vertical 6 à l'extrémité duquel se trouve l'organe de brassage 7 qui peut être un disque denté ou tout autre élément connu. Le passage à travers lequel l'arbre 6 traverse le fond de la cuve est étanche.
L'arbre 6 est entraîné en rotation par un moteur électrique 8 monté sur un bâti 9 mobile verticalement et soutenu par deux vérins verticaux 10 et 11 s'appuyant sur le sol. Le fond de la cuve communique avec un robinet de vidange 12.
La cuve 1 est munie d'un couvercle 13 mobile muni d'une garniture d'étanchéité 14 et de plusieurs tubes en U verticaux 15 dirigés vers l'intérieur de la cuve. Les tubes 15 sont disposés de sorte qu'ils laissent un passage pour l'organe de brassage 7 quand le couvercle se trouve en position basse.
A l'intérieur des tubes 15 on fait circuler un liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement est amené par le flexible 22 et alimente les tubes 15 à travers une rainure circulaire 24 du couvercle 13, tandis que son évacuation est assurée par le flexible 23 à travers une deuxième rainure circulaire 25.
Le système assurant le déplacement du couvercle 13 n'est pas représenté, mais peut être un dispositif à deux pistons si on doit exercer une grande pression ou être suspendu par un simple câble à un palan la pesanteur assurant son déplacement vers le bas.
Une plaque métallique 16, commandée par un piston 17 dont la tige 21 traverse, à travers un passage étanche, le couvercle 13, peut coulisser le long des tubes 15 de refroidissement de façon étanche. A cet effet, les ouvertures prévues sur la plaque 16 assurant le passage des tubes 15 sont munies de joints d'étanchéité 18. Une garniture d'étanchéité 19 est prévue sur la périphérie de la plaque 16. La face inférieure de la plaque 16 est munie d'une creusure 20 formant un logement pour le disque de brassage 7.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant:
Après avoir chargé la cuve 1 avec les produits à mélanger, le couvercle 13 assure la fermeture de la cuve de sorte que les tubes 15 de refroidissement n'entrent pas en contact avec les produits. La plaque 16 vient à une position basse assurant un espace suffisant pour le brassage.
Le moteur 8 entraîne en rotation le disque de brassage 7. Les pistons 10 servent soit à positionner le disque à l'intérieur de la masse du produit à brasser, car la cuve peut être plus ou moins remplie, soit, commandés par des moyens adéquats, à assurer au disque 7 un mouvement ascendant et descendant continu permettant un meilleur brassage.
Si nécessaire, la plaque 16 exerce une pression sur le mélange, facilitant la dispersion.
Il est aussi possible d'effectuer ce premier mélange sous vide en munissant l'installation des moyens appropriés pour créer ce vide.
Après avoir obtenu un produit homogène et prédispersé, le couvercle 13 descend, de sorte que les tubes de refroidissement 15 pénètrent à l'intérieur de la masse. On continue le brassage, mais les tubes de refroidissement 15 ainsi que le manteau de refroidissement 5 empêchent l'élévation de la température du produit évitant l'évaporation des éventuels composants volatils et, surtout, le mélange conserve une grande viscosité qui crée, lors du brassage, de grandes forces de cisaillement mécanique entre les particules ou agglomérats et permet leur dislocation.
D'autre part, la présence de tubes à l'intérieur du mélange crée des turbulences qui augmentent les forces de dislocation exercées sur les molécules et casse le tourbillon créé par la rotation du disque 7.
Le produit ainsi obtenu est bien dispersé et raffiné et ne nécessite aucun raffinage supplémentaire. L'extraction du produit est effectuée en ouvrant le robinet 12 et en laissant couler, s'il s'agit d'un liquide, ou en utilisant la plaque 16 comme piston s'il s'agit d'une
pâte, le disque 7 de brassage étant descendu au fond de la cuve 1 et venant s'encastrer dans la creusure 20 de la plaque 16. La plaque 16 asure aussi le nettoyage des tubes de refroidissement lors de son déplacement. Un nettoyage plus élaboré peut être obtenu en munissant la plaque de gicleurs non représentés.
Il est possible de munir le couvercle 13 avec des orifices d'alimentation munis de clapets automatiques. L'arbre 6 d'entraînement du disque 7 peut traverser le couvercle 13 et la plaque 16 au lieu du fond de la cuve 1.
Cette installation peut également être utilisée comme échangeur thermique pour pâtes ou fluides et la surface de l'échangeur sera déterminée en fonction des échanges souhaités.
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CLAIMS
1. Process for mixing and dispersing products in powder and liquid and / or pasty form for obtaining refined pastes or liquids, characterized in that, after having obtained a homogeneous product by mechanical stirring, the mass of the product to increase its viscosity by continuing mechanical stirring and creating turbulence.
2. Installation for implementing the method of claim 1 comprising a cylindrical mixing enclosure (1), a rotary mixing member (7) mounted at the end of a vertical drive shaft (6), a movable cover (13 ) capable of sliding in the enclosure (1) and an extraction orifice, characterized in that the cover (13) is provided at its lower part with a set of vertical cooling elements (15).
3. Installation according to claim 2, characterized in that the vertical cooling elements (15) are the tubes of a cooling coil.
4. Installation according to one of claims 2 or 3, characterized in that a plate (19) is arranged under the cover (13), having the same diameter as the cover and having openings provided with seals (18) for the passage of the cooling elements (15) and that the plate (19) can slide along the cooling elements (15) to modify the volume of the enclosure (1).
5. Installation according to claim 4, characterized in that the movement of the plate (19) is provided by hydraulic, pneumatic or mechanical means.
6. Installation according to one of claims 2 to 5, characterized in that the movement of the cover (13) is provided by hydraulic, pneumatic or mechanical means.
7. Installation according to one of claims 2 to 6, characterized in that it comprises means for programming and automatic control of the movements of the movable members.
The present invention relates to a process for mixing and dispersing products in powder and liquid and / or pasty form for obtaining refined pastes or liquids as well as an installation for implementing the process, which find their application in the manufacture of chemical, pharmaceutical, food and related products.
According to known methods, after having obtained a homogeneous and predispersed mass by mechanical stirring, the dispersion and the refining are obtained on another installation such as a ball mill or three-cylinder mill.
These methods have many drawbacks: on the one hand,
The use of several tanks requires numerous cleanings; on the other hand, the rise in temperature causes the volatile components of certain recipes to evaporate and above all decreases the viscosity of the mixture, thereby reducing the friction between them of particles which are necessary to create a mechanical shear essential for optimal dispersion .
The invention overcomes these drawbacks.
The process for mixing and dispersing products in powder and liquid and / or pasty form to obtain refined pastes or liquids is characterized in that, after having obtained a homogeneous product by mechanical stirring, the mass of the product is cooled to increase its viscosity by continuing mechanical stirring and creating turbulence.
The advantages consist in that the same installation is used for mixing and refining the product and that the cooling of the mass of the product prevents the evaporation of any volatile components and above all ensures a high viscosity of the mass which increases the friction of particles between them and promotes their dislocation.
The invention also relates to an installation for implementing the method.
The accompanying drawing shows, by way of example, an execution of the installation.
The installation comprises a cylindrical metal tank resting on two beams 3 and 4 of a frame 2. It is surrounded by a cooling jacket 5. The bottom of the tank is crossed by a vertical shaft 6 at the end of which is finds the stirring member 7 which can be a toothed disc or any other known element. The passage through which the shaft 6 crosses the bottom of the tank is sealed.
The shaft 6 is rotated by an electric motor 8 mounted on a frame 9 movable vertically and supported by two vertical cylinders 10 and 11 resting on the ground. The bottom of the tank communicates with a drain valve 12.
The tank 1 is provided with a movable cover 13 provided with a sealing gasket 14 and with several vertical U-shaped tubes 15 directed towards the interior of the tank. The tubes 15 are arranged so that they leave a passage for the stirring member 7 when the cover is in the low position.
Inside the tubes 15 a coolant is circulated. The coolant is supplied by the hose 22 and feeds the tubes 15 through a circular groove 24 of the cover 13, while its evacuation is ensured by the hose 23 through a second circular groove 25.
The system ensuring the movement of the cover 13 is not shown, but may be a two-piston device if it is necessary to exert great pressure or be suspended by a simple cable from a hoist the gravity ensuring its movement downwards.
A metal plate 16, controlled by a piston 17, the rod 21 of which crosses, through a sealed passage, the cover 13, can slide along the cooling tubes 15 in a sealed manner. To this end, the openings provided on the plate 16 ensuring the passage of the tubes 15 are provided with seals 18. A seal 19 is provided on the periphery of the plate 16. The underside of the plate 16 is provided with a recess 20 forming a housing for the stirring disc 7.
The operation of the installation is as follows:
After having loaded the tank 1 with the products to be mixed, the cover 13 ensures the closing of the tank so that the cooling tubes 15 do not come into contact with the products. The plate 16 comes to a low position ensuring sufficient space for stirring.
The motor 8 rotates the stirring disc 7. The pistons 10 are used either to position the disc inside the mass of the product to be brewed, because the tank can be more or less filled, or, controlled by suitable means , to ensure the disc 7 a continuous upward and downward movement allowing better mixing.
If necessary, the plate 16 exerts pressure on the mixture, facilitating the dispersion.
It is also possible to carry out this first mixing under vacuum by providing the installation with the appropriate means to create this vacuum.
After obtaining a homogeneous and predispersed product, the cover 13 descends, so that the cooling tubes 15 penetrate inside the mass. The stirring is continued, but the cooling tubes 15 as well as the cooling jacket 5 prevent the rise in the temperature of the product avoiding the evaporation of any volatile components and, above all, the mixture retains a high viscosity which creates, during the stirring, great mechanical shear forces between the particles or agglomerates and allows their dislocation.
On the other hand, the presence of tubes inside the mixture creates turbulence which increases the dislocation forces exerted on the molecules and breaks the vortex created by the rotation of the disc 7.
The product thus obtained is well dispersed and refined and does not require any additional refining. The extraction of the product is carried out by opening the tap 12 and letting it flow, if it is a liquid, or by using the plate 16 as a piston if it is a
dough, the stirring disc 7 being lowered to the bottom of the tank 1 and coming to be embedded in the recess 20 of the plate 16. The plate 16 also cleans the cooling tubes during its movement. A more elaborate cleaning can be obtained by providing the plate with nozzles not shown.
It is possible to provide the cover 13 with feed orifices provided with automatic valves. The disc drive shaft 6 can pass through the cover 13 and the plate 16 instead of the bottom of the tank 1.
This installation can also be used as a heat exchanger for pastes or fluids and the surface of the exchanger will be determined according to the desired exchanges.