EP0615835B1 - Procédé automatique de détermination, de commande et de contrÔle d'un égouttage forcé avant pressurage pour pressoirs discontinus - Google Patents
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- EP0615835B1 EP0615835B1 EP94101352A EP94101352A EP0615835B1 EP 0615835 B1 EP0615835 B1 EP 0615835B1 EP 94101352 A EP94101352 A EP 94101352A EP 94101352 A EP94101352 A EP 94101352A EP 0615835 B1 EP0615835 B1 EP 0615835B1
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Definitions
- the present invention relates to the field of methods and methods for extracting liquids or juices from materials to be pressed and for controlling presses, especially membrane presses and relates to an automatic method for determining, commanding and controlling a forced draining before pressing for discontinuous presses.
- the air located between the mobile pressing member and the harvest is trapped, it does not cannot pass through liquids blocked in the press, nor the mass of materials to be pressed.
- the pressure generated in the press tank by the displacement of the pressing member is transmitted, by liquids, on the materials in contact with the orifices ensuring the evacuation of liquids or juices out of the press and thus causes clogging of the latter.
- the present invention aims in particular to overcome the aforementioned drawbacks, by preparing the materials to be pressed for a normal pressing cycle, such as, for example, that described in French patent application No. 90 14488 filed on November 16, 1990 in name of the applicant.
- the subject of the present invention is an automatic process for determining, ordering and controlling a forced drainage before pressing for discontinuous presses, characterized in that it consists, after filling the press and before starting the normal pressing cycle, to continuously measure the flow rate of liquids without applying pressing pressure, to note the minimum value and the maximum value of said flow, in particular when the press tank is rotating, then compare these values respectively with predetermined quantities, then, depending on the results of said comparisons, to carry out, if necessary, a forced draining of the materials to be pressed, by simultaneously checking the possible presence of a clogging of the liquid discharge orifices, to repeat the previous operations until the results of the above-mentioned comparisons no longer imply that a forced dripping and finally to begin the normal pressing cycle.
- the automatic method for determining, commanding and checking a forced drainage consists, after filling of the press 1 and before starting the cycle of pressing C normal, to continuously measure the flow D of liquid flow without applying pressing pressure, to note the minimum value Dmin and the maximum value Dmax of said flow D, in particular when the tank of press 1 is rotating, to compare then these values Dmin and Dmax respectively with predetermined quantities K1 x Do and K2 x Do, then, depending on the results of said comparisons, to carry out, if necessary, a forced drainage of the materials to be pressed 2, while simultaneously checking for the possible presence clogging of the liquid discharge orifices 3, repeating the previous operations until the results of the above comparisons do not imply plus carrying out a forced drainage and, finally, starting the normal pressing cycle C.
- the latter can be constituted by one of the many pressing cycles known to those skilled in the art, and, advantageously, by that described in the above-mentioned French patent application No. 9014488.
- forced draining of the materials to be pressed is carried out only when at least one of the following conditions is satisfied: Dmax ⁇ K1 x Do or Dmin ⁇ K2 x Do, where K1 is a constant whose value is between 0.5 and 2, where K2 is a constant whose value is between 0.05 and 0.4 and where Do is a flow value determined according to the size and the filling rate of the press 1 tank.
- Do can advantageously be determined automatically as indicated in the patent application in the name of the applicant mentioned above.
- the latter may preferably be equal to 1 and 0.15 respectively.
- the forced draining of the materials to be pressed 2 consists in causing, first of all, the evacuation air 4 contained in the tank of the press 1, then in carrying out a controlled pressing at low pressure, followed by a decompression of said tank.
- the press tank 1 is brought into a position allowing the air evacuation 4 through an appropriate opening, for example one of the drains 3 'used to evacuate the liquids during the pressing phase ( Figure 1B).
- the pressing member in this case the membrane 5 (Fig. 3)
- the membrane 5 Fig. 3
- the air 4 contained in the tank of the press 1 is expelled from said tank by the orifices 3 and at least one drain 3 'provided for the evacuation of liquids, said tank being positioned in such a way that said orifices 3 and said drain 3 'are located in the upper part of the tank and the air 4 is then expelled by the ascent of the materials to be pressed 2 into the tank under the action of the pressing member.
- This operation can, in the case of a membrane press 1, be perfectly controlled, by controlling the pressure applied to said membrane 5, which is a function of the diameter of the tank of said press 1.
- This controlled pressing at low pressure with a view to forced draining consists, after evacuation of the air 4 contained in the tank of the press 1, to apply a first pressing pressure P1 of low value, for a duration T1 determined according to of the flow of the liquids, then to apply, if no clogging of the orifices 3 for discharging the liquids was detected during the pressure level P1, a second pressing pressure P2, of intensity greater than P1 and, then, to carry out a decompression and, optionally, a stirring of the materials to be pressed 2 after completion of the pressure level P2.
- the pressures P1 and P2 may, by way of indication, have values between 0.1 and 0.2 bar respectively and between 0.2 and 0.5 bar.
- the duration T1 may, for its part, be calculated, during the pressure level P1, by analyzing the decrease in the flow rate of the liquids or juices extracted as described in the aforementioned patent application in the name of the applicant.
- the pressure level P2 is maintained for at least a predetermined duration T2 and, if necessary, beyond this latter until the flow rate D of the extracted liquids drops below a setpoint D2, a function of Do.
- the value of the duration T2 may advantageously be between 1 minute and 5 minutes, preferably being of the order of 2 minutes and the set value D2 may be between 2 x C and 5 x C, preferably around 3 x C.
- Decompression after forced draining is accompanied by stirring of the materials to be pressed 2, in the form, for example, for a membrane press, of 1 to 5 complete rotations of the tank of press 1, and, preferably, of 2 rotations of this type.
- the orifices 3 are considered to be clogged when, after application of the first pressure P1 for a period TC during a forced draining, the flow rate D of the extracted liquids is less than Do , while Dmin ⁇ K2 x Do during the phase preceding the application of pressure P1.
- the method according to the invention may consist in prolonging the application of the pressure P1 for a predetermined TP period, then in clearing the orifices 3 clogged by carrying out vigorous mixing of the materials to be pressed 2 after decompression.
- the duration TC can be of the order of 10 seconds
- the duration TP can be between 1 minute and 5 minutes (preferably 2 minutes) and, the number of rotations of rotation of the tank of press 1, for a membrane press, be between 2 turns and 5 turns (preferably 3 turns).
- the invention also makes it possible to detect any clogging of the orifices for discharging clogged liquids and to automate the unclogging of the latter.
- the method according to the invention leads, by avoiding the mishaps associated with the presence of large quantities of free juice, an optimization of the yield of the press 1 considered, in particular for materials to be pressed containing a lot of free juice and after filling of the press 1, for example by means of a closable opening 7.
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Description
- La présente invention concerne le domaine des méthodes et procédés d'extraction des liquides ou jus de matières à pressurer et de commande de pressoirs, notamment de pressoirs à membranes et a pour objet un procédé automatique de détermination, de commande et de contrôle d'un égouttage forcé avant pressurage pour pressoirs discontinus.
- Actuellement, le pressurage des vendanges égrappées ou des matières à pressurer contenant beaucoup de jus libres pose généralement de nombreux problèmes, en début de cycle de pressurage, aux utilisateurs de pressoirs discontinus (à membrane, à plateaux,...).
- Parmi les problèmes les plus fréquemment rencontrés, on peut relever d'une part, les giclages de jus, et d'autre part, les blocages de jus, entraînant des risques de colmatage des éléments drainants, tels que les orifices permettant l'évacuation des liquides hors de la cuve du pressoir.
- Ces dysfonctionnements se traduisent, pour l'utilisateur, par des pertes de temps importantes, par une nécessité de surveillance du pressoir et par des difficultés pour définir un cycle de pressurage automatique (cycle variable en fonction des conditions de remplissage).
- Ces problèmes et dysfonctionnements sont dus à la présence de quantités importantes de jus libres dans le pressoir après son remplissage, l'évacuation de ces jus étant mal maîtrisée par les procédés automatiques de pressurage connus.
- L'étude des phénomènes néfastes précités permet de distinguer deux causes principales de dysfonctionnement des pressoirs lorsque la vendange pressée contient beaucoup de jus libres.
- En effet, en début de cycle de pressurage, l'air situé entre l'organe mobile de pressurage et la vendange est emprisonné, il ne peut pas traverser les liquides bloqués dans le pressoir, ni la masse des matières à pressurer.
- En outre, la pression générée dans la cuve du pressoir par le déplacement de l'organe de pressurage (membrane, par exemple) est transmise, par les liquides, sur les matières en contact avec les orifices assurant l'évacuation des liquides ou jus hors du pressoir et provoque ainsi le colmatage de ces derniers.
- La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités, en préparant les matières à pressurer pour un cycle de pressurage normal, tel que, par exemple, celui décrit dans la demande de brevet français n° 90 14488 déposée le 16 novembre 1990 au nom de la demanderesse.
- A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé automatique de détermination, de commande et de contrôle d'un égouttage forcé avant pressurage pour pressoirs discontinus, caractérisé en ce qu'il consiste, après remplissage du pressoir et avant d'entamer le cycle de pressurage normal, à mesurer en continu le débit d'écoulement des liquides sans appliquer de pression de pressurage, à relever la valeur minimale et la valeur maximale dudit débit, en particulier lorsque la cuve du pressoir tourne, à comparer ensuite ces valeurs respectivement avec des quantités prédéterminées, puis, en fonction des résultats desdites comparaisons, à réaliser, le cas échéant, un égouttage forcé des matières à pressurer, en vérifiant simultanément la présence éventuelle d'un colmatage des orifices d'évacuation des liquides, à répéter les opérations précédentes jusqu'à ce que les résultats des comparaisons précitées n'impliquent plus la réalisation d'un égouttage forcé et, enfin, à entamer le cycle de pressurage normal.
- L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- les figures 1A, 1B, 1C et 1D illustrent, par des vues en coupe d'un pressoir à membrane, les différentes phases d'un égouttage forcé selon l'invention, et,
- la figure 2 représente, sur un même chronogramme, les courbes d'évolution du débit d'écoulement des liquides et de la pression de pressurage appliquée au cours d'un égouttage forcé selon l'invention.
- Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, le procédé automatique de détermination, de commande et de contrôle d'un égouttage forcé consiste, après remplissage du pressoir 1 et avant d'entamer le cycle de pressurage C normal, à mesurer en continu le débit D d'écoulement des liquides sans appliquer de pression de pressurage, à relever la valeur minimale Dmin et la valeur maximale Dmax dudit débit D, en particulier lorsque la cuve du pressoir 1 tourne, à comparer ensuite ces valeurs Dmin et Dmax respectivement avec des quantités prédéterminées K1 x Do et K2 x Do, puis, en fonction des résultats desdites comparaisons, à réaliser, le cas échéant, un égouttage forcé des matières à pressurer 2, en vérifiant simultanément la présence éventuelle d'un colmatage des orifices 3 d'évacuation des liquides, à répéter les opérations précédentes jusqu'à ce que les résultats des comparaisons précitées n'impliquent plus la réalisation d'un égouttage forcé et, enfin, à entamer le cycle de pressurage C normal.
- Ce dernier peut être constitué par un des nombreux cycles de pressurage connus de l'homme de métier, et, avantageusement, par celui décrit dans la demande de brevet français n° 9014488 précitée.
- Selon une première caractéristique de l'invention, un égouttage forcé des matières à pressurer est réalisé uniquement lorsque l'une au moins des conditions suivantes est vérifiée:
où K1 est une constante dont la valeur est comprise entre 0,5 et 2, où K2 est une constante dont la valeur est comprise entre 0,05 et 0,4 et où Do est une valeur de débit déterminée en fonction de la taille et du taux de remplissage de la cuve du pressoir 1. - Il est bien entendu que si aucune des deux conditions précitées n'est vérifiée, le cycle de pressurage C normal est aussitôt enclenché.
- Pour un pressoir à membrane, Do pourra avantageusement être déterminé automatiquement comme indiqué dans la demande de brevet au nom de la demanderesse mentionnée ci-dessus.
- En ce qui concerne les constantes K1 et K2, ces dernières pourront préférentiellement être égales respectivement à 1 et 0,15.
- Comme le montrent, à titre d'exemple relatif à un pressoir à membrane, les figures 1A, 1B, 1C et 1D des dessins annexés, l'égouttage forcé des matières à pressurer 2 consiste à provoquer, tout d'abord, l'évacuation de l'air 4 contenu dans la cuve du pressoir 1, puis à réaliser un pressurage contrôlé à faible pression, suivi d'une décompression de ladite cuve.
- Afin de pouvoir chasser l'air 4 emprisonné entre la membrane 5, d'une part, et les matières à pressurer 2 et les jus ou liquides libres, d'autre part, la cuve de pressoir 1 est amenée dans une position autorisant l'évacuation de l'air 4 par une ouverture appropriée, par exemple un des drains 3' utilisés pour évacuer les liquides lors de la phase de pressurage (Figure 1B).
- Ensuite, l'organe de pressurage, en l'occurrence la membrane 5 (Fig. 3), est déplacé de façon à remonter les matières à pressurer 2 dans la cuve en direction du drain 3' précité, jusqu'à ce que la totalité de l'air soit chassé de cette cuve.
- Par conséquent, l'air 4 contenu dans la cuve du pressoir 1 est chassé hors de ladite cuve par les orifices 3 et au moins un drain 3' prévus pour l'évacuation des liquides, ladite cuve étant positionnée de telle manière que lesdits orifices 3 et ledit drain 3' soient situés en partie supérieur de la cuve et l'air 4 étant ensuite chassé par la remontée des matières à pressurer 2 dans la cuve sous l'action de l'organe de pressurage.
- Cette opération peut, dans le cas d'un pressoir 1 à membrane, être parfaitement maîtrisée, en contrôlant la pression appliquée à ladite membrane 5, qui est fonction du diamètre de la cuve dudit pressoir 1.
- Dès que l'air 4 est complètement chassé de la cuve du pressoir 1, cette dernière est replacée en position normale de pressurage, correspondant à une capacité d'évacuation des liquides ou jus extraits maximale et, un pressurage contrôlé à faible pression est entamé.
- Ce pressurage contrôlé à faible pression en vue de l'égouttage forcé consiste, après évacuation de l'air 4 contenu dans la cuve du pressoir 1, à appliquer une première pression P1 de pressurage, de faible valeur, pendant une durée T1 déterminée en fonction de l'écoulement des liquides, puis à appliquer, si aucun colmatage des orifices 3 d'évacuation des liquides n'a été détecté au cours du palier de pression P1, une seconde pression P2 de pressurage, d'intensité supérieure à P1 et, ensuite, à réaliser une décompression et, éventuellement, un brassage des matières à pressurer 2 après achèvement du palier de pression P2.
- Les pressions P1 et P2 pourront, à titre indicatif, présenter des valeurs comprises respectivement entre 0,1 et 0,2 bar et entre 0,2 et 0,5 bar.
- La durée T1 pourra, quant à elle, être calculée, au cours du palier de pression P1, en analysant la décroissance du débit des liquides ou jus extraits comme décrit dans la demande de brevet précitée au nom de la demanderesse.
- Conformément à une caractéristique de l'invention, le palier de pression P2 est maintenu pendant au moins une durée prédéterminée T2 et, le cas échéant, au-delà de cette dernière jusqu'à ce que le débit D des liquides extraits chute en-dessous d'une valeur de consigne D2, fonction de Do.
- Pour un pressoir à membrane, la valeur de la durée T2 pourra, de manière avantageuse, être comprise entre 1 minute et 5 minutes, en étant de préférence de l'ordre de 2 minutes et la valeur de consigne D2 pourra être comprise entre 2 x Do et 5 x Do, en étant de préférence de l'ordre de 3 x Do.
- La décompression après égouttage forcé s'accompagne d'un brassage des matières à pressurer 2, sous la forme, par exemple, pour un pressoir à membrane, de 1 à 5 rotations complètes de la cuve du pressoir 1, et, préférentiellement, de 2 rotations de ce type.
- Il peut également arriver que des surpressions générées lors du remplissage, au moyen d'une pompe par exemple, de la cuve du pressoir 1, entraînent un colmatage des orifices assurant, en fonctionnement normal, l'évacuation des liquides ou jus.
- Or, conformément à une caractéristique de l'invention, les orifices 3 sont considérés comme étant colmatés lorsque, après application de la première pression P1 pendant une durée TC au cours d'un égouttage forcé, le débit D des liquides extraits est inférieur à Do, ce alors que
lors de la phase précédent l'application de la pression P1. - Lorsque les conditions précitées sont vérifiées, donc en cas de détection d'un colmatage, le procédé conforme à l'invention peut consister à prolonger l'application de la pression P1 pendant une durée TP prédéterminée, puis à dégager les orifices 3 colmatés en réalisant un brassage énergique des matières à pressurer 2 après décompression.
- A titre indicatif, la durée TC pourra être de l'ordre de 10 secondes, la durée TP être comprise entre 1 minute et 5 minutes (préférentiellement 2 minutes) et, le nombre de tours de rotation de la cuve du pressoir 1, pour un pressoir à membrane, être comprise entre 2 tours et 5 tours (préférentiellement 3 tours).
- A cours de cette phase de décompression, les conditions impliquant un égouttage forcé sont à nouveau contrôlées.
- Grâce à l'invention, il est par conséquent possible de détecter la nécessité d'un égouttage forcé des matières à pressurer, avant l'enclenchement d'un cycle de pressurage C normal et d'automatiser et de contrôler cet égouttage forcé.
- En outre, l'invention permet également de détecter le colmatage éventuel des orifices d'évacuation des liquides colmatés et d'automatiser le décolmatage de ces derniers.
- Ainsi, le procédé selon l'invention entraîne, en évitant les contretemps liés à la présence de quantités importantes de jus libres, une optimisation du rendement du pressoir 1 considéré, notamment pour des matières à pressurer contenant beaucoup de jus libres et après remplissage du pressoir 1, par exemple par l'intermédiaire d'une ouverture obturable 7.
- Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (8)
- Procédé automatique de détermination, de commande et de contrôle d'un égouttage forcé avant pressurage pour pressoirs discontinus, caractérisé en ce qu'il consiste, après remplissage du pressoir (1) et avant d'entamer le cycle de pressurage (C) normal, à mesurer en continu le débit (D) d'écoulement des liquides sans appliquer de pression de pressurage, à relever la valeur minimale, Dmin et la valeur maximale, Dmax dudit débit (D), en particulier lorsque la cuve du pressoir (1) tourne, à comparer ensuite ces valeurs (Dmin et Dmax) respectivement avec des quantités prédéterminées (K1 x Do et K2 x Do), puis, en fonction des résultats desdites comparaisons, à réaliser, le cas échéant, un égouttage forcé des matières à pressurer (2), en vérifiant simultanément la présence éventuelle d'un colmatage des orifices (3) d'évacuation des liquides, à répéter les opérations précédentes jusqu'à ce que les résultats des comparaisons précitées n'impliquent plus la réalisation d'un égouttage forcé et, enfin, à entamer le cycle de pressurage (C) normal.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser un égouttage forcé des matières à pressurer (2) uniquement lorsque l'une au moins des conditions suivantes est vérifiée:
où K1 est une constante dont la valeur est comprise entre 0,5 et 2, où K2 est une constante dont la valeur est comprise entre 0,05 et 0,4 et où Do est une valeur de débit déterminée en fonction de la taille et du taux de remplissage de la cuve du pressoir (1). - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'égouttage forcé des matières à pressurer (2) consiste à provoquer, tout d'abord, l'évacuation de l'air (4) contenu dans la cuve du pressoir (1), puis à réaliser un pressurage contrôlé à faible pression, suivi d'une décompression de ladite cuve.
- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'air (4) contenu dans la cuve du pressoir (1) est chassé hors de ladite cuve par les orifices (3) et au moins un drain (3') prévus pour l'évacuation des liquides, ladite cuve étant positionnée de telle manière que lesdits orifices (3) et ledit drain (3') soient située en partie supérieure de la cuve et l'air (4) étant ensuite chassé par la remontée des matières à pressurer (2) dans la cuve sous l'action de l'organe de pressurage.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le pressurage contrôlé à faible pression en vue de l'égouttage forcé consiste, après évacuation de l'air (4) contenu dans la cuve du pressoir (1), à appliquer une première pression (P1) de pressurage, de faible valeur, pendant une durée (T1) déterminée en fonction de l'écoulement des liquides, puis à appliquer, si aucun colmatage des orifices (3) d'évacuation des liquides n'a été détecté au cours du palier de la première pression (P1), une seconde pression (P2) de pressurage, d'intensité supérieure à la première pression (P1) et, ensuite, à réaliser une décompression et, éventuellement, un brassage des matières à pressurer (2) après achèvement du palier de la seconde pression (P2).
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le palier de la seconde pression (P2) est maintenu pendant au moins une durée prédéterminée (T2) et, le cas échéant, au-delà de cette dernière jusqu'à ce que le débit (D) des liquides extraits chute en-dessous d'une valeur de consigne, D2, fonction de Do.
- Procédé selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que les orifices (3) d'évacuation des liquides sont considérés comme étant colmatés lorsque, après application de la première pression (P1) pendant une durée (TC) au cours d'un égouttage forcé, le débit (D) des liquides extraits est inférieur à Do, ce alors que
lors de la phase précédent l'application de la première pression (P1). - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste, après détection d'un colmatage, à prolonger l'application de la première pression (P1) pendant une durée (TP) prédéterminée, puis à dégager les orifices (3) colmatés en réalisant un brassage énergique des matières à pressurer (2) après décompression.
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