EP0745003A1 - Decolmatage d'un element filtrant utilisant les ultrasons - Google Patents

Decolmatage d'un element filtrant utilisant les ultrasons

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Publication number
EP0745003A1
EP0745003A1 EP95909826A EP95909826A EP0745003A1 EP 0745003 A1 EP0745003 A1 EP 0745003A1 EP 95909826 A EP95909826 A EP 95909826A EP 95909826 A EP95909826 A EP 95909826A EP 0745003 A1 EP0745003 A1 EP 0745003A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
case
unclogging
filter element
tank
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP95909826A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges Genot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Onet SA
Original Assignee
Onet SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Onet SA filed Critical Onet SA
Publication of EP0745003A1 publication Critical patent/EP0745003A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D41/00—Regeneration of the filtering material or filter elements outside the filter for liquid or gaseous fluids
    • B01D41/04—Regeneration of the filtering material or filter elements outside the filter for liquid or gaseous fluids of rigid self-supporting filtering material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for unclogging a filter element using an ultrasonic tank, applicable more particularly but not exclusively to unclogging membrane cartridges used in the filtration of alcoholic beverages such as wine, beer, cider etc. ...
  • the membrane filter cartridges which are used in the filtration of wine are clogged more or less quickly, depending on the load indexes of the wine to be filtered, pre-filtration, years of harvest or even simply the more or less rational use of these filter elements.
  • various chemical processes have been tried to regenerate clogged filter cartridges used for the filtration of wine, but these processes have not proved satisfactory because of the deterioration of the filter media which results therefrom for reduced performance. .
  • Respect for the integrity of the filter medium is essential with regard to the quality of the filtration obtained.
  • Patent CH 621270 is also known, on a method and device for cleaning and disinfecting, rinsing and drying instruments, in particular made of metal or synthetic material, or in fact essentially small medical or surgical accessories such as dental instruments: this method and device could respond to the drawback indicated above with regard to document EP 370 849, because there are described test tubes containing respectively various cleaning liquids and each receiving a cleaning basket in which the instrument is contained to be cleaned, which test pieces are immersed in a container containing a liquid allowing the transmission of ultrasonic waves; thus, the objective achieved is to separate various treatment chemicals for various instruments, in order to clean and disinfect them, since these treatment products are often incompatible with one another and can even cause explosive actions in the presence of one of the other, and to combine the action of these with that of mechanical ultrasonic waves.
  • Such objectives are achieved by a method of unclogging a filter element of a given fluid, using an ultrasonic tank containing a liquid such as water, and comprising means for producing ultrasonic waves in this medium. liquid; which method according to the invention is therefore of the type described in patent CH 621270, but according to specific stages and objective of treatment, with different own means and to obtain particular results, as defined above and below, and such as:
  • the filter element clogged with particles of the given fluid is placed in a sealed vertical case, closed by a bottom at its lower end, of a height greater than that of the filter element, this filter element preferably being in support on the bottom of the case;
  • the case is immersed in the liquid medium of the ultrasonic tank to a depth such that its upper end is located above the level of the liquid medium and that preferably the filter element is entirely located below this level ;
  • the invention also relates to a device for unclogging a filter element of a given fluid comprising a ultrasound containing a liquid medium, such as water, and comprising means for producing ultrasonic waves in this liquid medium; which device according to the invention further comprises at least one sealed vertical case, closed by a bottom at its lower end, of a height greater than that of the filter element, capable of receiving this filter element to unclog bearing on its bottom and filled with an unclogging liquid, at least one of the components of which is one of the basic components of said given fluid previously filtered by said filter element which it has clogged; which case comprises support means provided at its open upper end, projecting towards the outside, these support means coming into contact with any support integral with the upper part of the tank, such as the very edge thereof here and now thus the case suspended in a vertical position and immersed in the liquid medium of this ultrasonic tank.
  • the result is a new unclogging and ultrasonic filter device and method, which combines the mechanical action due to ultrasonic waves with that of an active "dilution", in a liquid comprising a component of the fluid which has clogged the filter, which component thus allows by its adapted physico-chemical characteristics, to favor, without there being a chemical reaction strictly speaking, the detachment of the particles retained by the filtering medium of the filtering element.
  • This method and device thus responds to the various drawbacks mentioned above by making it possible to achieve the objectives set in a very efficient manner.
  • the combination of the means and the various process steps using said means mentioned above ensures the desired result; it was actually possible to verify that, on the one hand ultrasound alone in a medium such as water, directly in contact with the filters which are immersed therein, or on the other hand an immersion of these in a liquid of which one of the components is identical to that of the fluid that clogged the filters, gives no results. It was not obvious then, and the experiments and tests even surprised the inventor himself beyond his expectations, that by combining these two actions according to the process and the means of the invention, without chemical additional active, we achieves the desired objective; the action qualified as "dilution" of the cleaning fluid thus defined, is in fact more than that and acts directly on the molecules of the particles to be cleaned, thanks to the combined effect of ultrasound. The particles then remain in solution in this unclogging liquid and have no risk of being reattached in the filter, guaranteeing all the more its unclogging and then being all the more easily entrained during rinsing.
  • methanol which is methyl alcohol, or ethyl alcohol, diluted to at least 70%: it is indeed a basic component which is found in wines, which therefore cannot create a chemical reaction according to the present process and which alone therefore has no effective action on filters.
  • Figure 1 is a diagram illustrating the various stages of the unclogging process according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of a device allowing simultaneous unclogging of several filter cartridges.
  • FIG. 3 is a partial vertical sectional view, on a larger scale, of the unclogging device shown in FIG. 2.
  • Figure 1 shows schematically the various stages of the unclogging process of a filter element 1 which can be constituted, for example, by a membrane filter cartridge used for the filtration of wine.
  • the unclogging process according to the invention uses a tubular case 2, impermeable to liquids, for example made of polyvinyl chloride, closed at its lower end by a bottom 3 "so as to ensure perfect sealing.
  • the case 2 is provided with means 4, projecting outwards, such as a collar or radial arms, making it possible to suspend it in a vertical position as will be explained below.
  • the first step (a) of the unclogging process consists in placing the filter cartridge 1 in the case 2, after having possibly ballasted this cartridge, so that it bears freely on the bottom 3 of the case 2, under the effect of its own weight.
  • the case 2 is also filled, before or after the introduction of the filter cartridge 1 into this case, with an unclogging liquid 5 so that after the filling step (b), the level of the unclogging liquid 5 in the case 2 is located a little above the upper end of the cartridge 1, for example at a distance of at least 5 cm.
  • the case 2 is then placed, containing the filter cartridge 1 embedded in the unclogging liquid 5.
  • an ultrasonic tank 6 filled with a liquid medium 7. generally water, so that the open upper end of the case 2 is located above the water level 7 in the tank 6.
  • the case 2 is kept suspended in a vertical position by its support means 4 in contact with the upper edge 6a of the tank 6, the level of the unclogging liquid 5 in the case 2 being located below the level of the water 7 in the tank ultrasound 6.
  • This can also include, at its lower part, heating elements 9, such as heating resistors, to maintain a determined temperature of the water 7 or the unclogging liquid 5 can be heated before filling or immersing the cases 2 in tank.
  • heating elements 9 such as heating resistors
  • This ultrasonic tank 6 comprises, in the usual manner, ultrasonic transducers 8 mounted inside the tank 6, on its side wall and possibly on its bottom, and connected to an alternating current source, in order to produce waves ultrasonic through and in the liquid medium 7 during the unclogging operation.
  • the tank 6 can also include, at its lower part, heating elements 9, such as heating resistors, to maintain a determined temperature of the water 7 or the unclogging liquid 5 can be heated before filling or immersion of the cases 2 in the tank.
  • the ultrasonic transducers 9 When the ultrasonic transducers 9 are excited by this alternating current, they thus produce inside the tank 6 ultrasonic waves which are transmitted to the case 2 and, through the wall of this case, to the cleaning fluid 5 in which the filter cartridge 1 is bathed.
  • composition of the unclogging liquid 5 is chosen according to the invention essentially as a function of the composition of the fluid having been filtered by the cartridge 1, that is to say with the main component, at least one of those of said fluid, and the nature of the filtered particles retained on and in the filter cartridge 1, as well as the clogging index of this cartridge.
  • the unclogging liquid 5 may consist of approximately 90%, in fact at least 70%, of methanol or methyl alcohol, or ethyl alcohol, which are components of wine, and water in addition, ie 10 to 30 respectively.
  • the water 7 of the ultrasonic tank 6 is maintained at a temperature ranging from 50 to 6 ⁇ ° C and even possibly above, but preferably at 55 ⁇ C, this temperature being adjusted by regulating the electric current provided to heating resistors 9 provided in the bottom of the tank and whose power is a function of the overall volume of this tank; the power chosen for the ultrasonic transducers 8 is equal to or greater than 5 watts per liter of the volume of the tank and these transducers 8 are supplied by an alternating current generator operating at a frequency of 25 or 40 kHz and preferably equal to 25 kHz .
  • FIG. 2 and 3 show a device for implementing the unclogging process according to the invention for simultaneously unclogging several filter cartridges 1.
  • the tank 6 has a parallelepiped shape and is designed to contain a set of several vertical cases 2 distributed symmetrically, in several rows of the same number of cases each, parallel to the large lateral faces of the tank 6.
  • the tank 6 thus contains a set of eight cases 2, distributed in two parallel rows of four cases each.
  • the upper and possibly lower parts of the cases 2 are connected to each other by horizontal spacer arms 11 extending longitudinally and transversely, constituting a grid with rectangular or square meshes.
  • the vertical axes of the cases 2 are thus passed through the points of intersection of the spacer arms 11, that is to say through the vertices of the meshes.
  • the grid forming the support of the cases 2, consisting of the arms 11 and 12, can be immobilized on the upper edge 6a of the tank 6 by providing parts folded downwards 13. forming a hook, at the ends of the support arms 12.
  • a locking screw 14 can be provided on each end hook 13, this screw bearing at its end on the wall, corresponding to the tank 6.
  • an embodiment of the unclogging process according to the invention applied to filter cartridges clogged after use for the filtration of wine and which are generally cylinders with hollow axis one meter high and 8 to 12 centimeters in outside diameter.
  • a stainless steel tank 6 with a length of 1.5 meters, a width of 0.75 to 1 meter and an internal height of at least 1.1 meters is used, which allows have in this tank sixty cases 2 with an internal diameter of a little more than 8 to 12 centimeters, distributed in six rows of ten cases 2 each.
  • Each case has a height of at least 1.1 meters and is made of hard polyvinyl chloride.
  • the tank 6 is equipped with twelve groups of transducers 8 with a power of 500 watts per group and the power for these transducers is supplied by three alternating current generators with a power of 2000 watts each, operating at a frequency of 25 kHz. To maintain the temperature of the water in the tank 6, seven electric resistors with a power of 1500 watts each are used. The regulation of the temperature is carried out by a thermal regulator which automatically maintains the supply of the resistances so that the temperature of the water 7 remains in a range of 50 to 6 ⁇ ° C during the unclogging time.
  • the filter cartridges 1, contained in the cases 2, are subjected, if the decision to unclog them is taken, for at least half an hour and up to about an hour depending on their degree of clogging ultrasound produced by transducers 8, maintaining these cartridges in a first solution of at least 70, for example around 90 # of methanol and the rest of the water, for example then 10; c) each filter cartridge 1, partially unclogged, is removed from its case 2, it is rinsed against the current and according to the result of the clogging index control, following the first operation above, by measuring the loss of charge obtained in the filter for a given flow rate, it is reintroduced into the case 2 which is filled with a second more dilute solution, ie for example around 50% methanol and around 50 water, and resubmits the filter cartridge 1 to the action of ultrasound for about half an hour.
  • a second more dilute solution ie for example around 50% methanol and around 50 water
  • the unclogging time is in any case adapted to the results obtained after checking the clogging index, this index being determined from the resistance of the filter cartridge to the passage of the liquid through the filter medium; d) following the various unclogging and rinsing operations, each filter cartridge 1 is soaked in a finishing solution of known type contained in the case 2 and it is exposed for approximately 60 seconds to the action of ultrasonic waves . The purpose of this operation is to whiten the filtering medium, the temperature of the water 7 then being 50 ° C .; e) the final rinsing of each filter cartridge is then carried out in order to completely eliminate the unclogging and finishing elements.
  • the membrane cartridges are exposed to the action of ultrasound for five minutes with a counter-current rinsing in a tank having the same characteristics as those used for unclogging; f) the integrity of the filter cartridge is then verified by two tests: pressure maintenance test and bubble point.
  • this cartridge is finally dried in an oven, at a temperature ranging from 37 to 45 ° C and after complete drying it is put in a heat-sealed plastic bag to be reused.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de décolmatage d'un élément filtrant (1) d'un fluide donné et un dispositif le mettant en ÷uvre en utilisant une cuve à ultrasons (6) comportant des moyens (8) de production d'ondes ultrasonores dans ce milieu liquide (7); il comprend au moins un étui vertical étanche (2), fermé par un fond à son extrémité inférieure, d'une hauteur supérieure à celle de l'élément filtrant, et rempli d'un liquide de décolmatage (5) spécifique, fonction dudit fluide précédemment filtré dans l'élément filtrant (1) et des moyens d'appui (4) prévus à l'extrémité supérieure ouverte de l'étui (2), en saillie vers l'extérieur, ces moyens d'appui (4) pouvant venir en contact avec le bord supérieur (6a) de la cuve (6) de manière à maintenir l'étui (2) suspendu en position verticale et plongeant dans le milieu liquide (7) de la cuve à ultrasons (6).

Description

DECOLMATAGE D'UN ELEMENT FILTRANT UTILISANT LES ULTRASONS
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décolmatage d'un élément filtrant en utilisant une cuve à ultrasons, applicables plus particulièrement mais non exclusivement au décolmatage de cartouches membraniformes utilisées dans la filtration de boissons alcoolisées telles que vin, bière, cidre etc.... Les cartouches filtrantes à membrane qui sont utilisées dans la filtration du vin, sont colmatées plus ou moins rapidement, en fonction des indices de charge du vin à filtrer, de la préfiltration, des années de récolte ou même tout simplement de l'utilisation plus ou moins rationnelle de ces éléments filtrants. Jusqu'à présent on a essayé, pour régénérer des cartouches filtrantes colmatées, utilisées pour la filtration du vin, divers procédés chimiques mais ces procédés ne se sont pas révélés satisfaisants à cause de la détérioration du média filtrant qui en est résulté pour des performances réduites. Or le respect de l'intégrité du média filtrant est primordial pour ce qui concerne la qualité de la filtration obtenue.
Dans d'autres domaines industriels, il a été également envisagé de décolmater les éléments filtrants, au sein même de l'appareil de filtration dont ils font partie, en soumettant ces éléments à des ondes ultrasonores produites par des transducteurs montés sur la paroi de l'appareil de filtration et mis en service lorsque une opération de décolmatage doit avoir lieu.
L'émission d'ondes ultrasonores au sein du liquide remplissant le corps de filtre proprement dit crée un champ de pression acoustique entraînant un phénomène de cavitation permettant le détachement des particules filtrées et leur séparation du média filtrant constituant chaque élément filtrant. Un tel procédé est décrit par exemple dans le document EP-A-0 370 849 pour le décolmatage sur place et sans manutention de membranes filtrantes disposées dans un circuit de liquide pouvant être chargé de particules nucléaires ; compte-tenu du domaine concerné, il est certain qu'une telle opération est préférable sans avoir à déplacer les membranes filtrantes, mais avec alors certains inconvénients, tels que celui de ne pas pouvoir rajouter une autre action de nettoyage par un produit actif complétant l'action des ultrasons : un tel produit passerait en effet dans tout le circuit et tout le volume du récipient contenant lesdits filtres, ce qui n'est pas forcément compatible avec l'installation concernée et en nécessiterait de grandes quantités. On connaît par ailleurs le brevet CH 621270, sur un procédé et dispositif pour le nettoyage et la désinfection, le rinçage et le séchage d'instruments, notamment en métal ou en matière synthétique, soit en fait essentiellement de petits accessoires médicaux ou chirurgicaux tels que des instruments dentaires : ce procédé et dispositif pourrait répondre à l'inconvénient indiqué précédemment à propos du document EP 370 849, car il y est décrit des éprouvettes contenant respectivement divers liquides de nettoyage et recevant chacun un panier de nettoyage où est contenu l'instrument à nettoyer, lesquelles éprouvettes sont immergées dans un récipient contenant un liquide permettant la transmission des ondes ultrasonores ; ainsi, l'objectif atteint est de séparer divers produits chimiques de traitement pour divers instruments, afin de les nettoyer et de les désinfecter, car ces produits de traitement sont souvent incompatibles entre eux et peuvent même provoquer des actions explosives en présence l'un de l'autre, et de combiner l'action de ceux-ci à celle mécanique des ondes ultrasonores. Il s'agit cependant de petits appareils de nettoyage et non de décolmatage, adaptés essentiellement à de petits instruments nécessitant des traitements intensifs. Ces derniers détruiraient alors, par l'action des ultrasons renforçant celle des produits chimiques actifs, des équipements fragiles tels que peuvent l'être des cartouches filtrantes, surtout membraniformes, dont l'intégrité serait irrémédiablement perdue.
Ainsi, aucun dispositif et procédé actuel ne permet, même en l'adaptant, d'obtenir l'objectif de la présente invention, qui est un décolmatage, et non un nettoyage de désinfection, efficace d'éléments filtrants, en particulier membranaires, qui peuvent être de grande taille, lequel décolmatage devant être le plus poussé possible, jusqu'à retrouver les caractéristiques de débit et de perte de charge initiaux, tout en garantissant l'intégrité du matériau ou média constituant ledit filtre, mesurable en termes de taille maximum de particules arrêtées, sans altération, ni pollution du média filtrant et en récupérant les résidus arrachés des filtres, pour pouvoir les analyser ensuite, et cela isolément pour chaque filtre ; ce décolmatage doit être réalisé sans polluer l'ensemble du récipient recevant ces filtres, en limitant au mieux la quantité de produit de nettoyage pour ne pas trop en gaspiller du fait de la taille importante des filtres à traiter, et en permettant d'adapter cesdits produits de nettoyage à différents filtres suivant le fluide qui les a colmatés, même si ces filtres sont traités simultanément dans le même dispositif.
De tels objectifs sont atteints par un procédé de décolmatage d'un élément filtrant d'un fluide donné, en utilisant une cuve à ultrasons contenant un liquide tel que de l'eau, et comportant des moyens de production d'ondes ultrasonores dans ce milieu liquide ; lequel procédé suivant l'invention est donc du type de celui décrit dans le brevet CH 621270, mais suivant des étapes et un objectif spécifiques de traitement, avec des moyens propres différents et pour obtenir des résultats particuliers, comme définis précédemment et ci- après, et tels que :
- on place l'élément filtrant colmaté par des particules du fluide donné, dans un étui vertical étanche, fermé par un fond à son extrémité inférieure, d'une hauteur supérieure à celle de l'élément filtrant, cet élément filtrant étant de préférence en appui sur le fond de l'étui ;
- on remplit l'étui d'un liquide de décolmatage de manière à noyer totalement l'élément filtrant dans ce liquide, dont l'un des composants au moins est l'un de ceux de base dudit fluide donné, précédemment filtré par ledit élément filtrant qu'il a donc colmaté ;
- on plonge l'étui dans le milieu liquide de la cuve à ultrasons à une profondeur telle que son extrémité supérieure soit située au- dessus du niveau du milieu liquide et que de préférence l'élément filtrant soit entièrement situé au-dessous de ce niveau ;
- on crée, dans le milieu liquide, des ondes ultrasonores qui sont transmises, à travers la paroi de l'étui, au liquide de décolmatage ;
- on recueille dans le fond dudit étui les particules qui se détachent du média de l'élément filtrant.
L'invention a également pour objet un dispositif de décolmatage d'un élément filtrant d'un fluide donné comprenant une cuve à ultrasons contenant un milieu liquide, tel que de l'eau, et comportant des moyens de production d'ondes ultrasonores dans ce milieu liquide ; lequel dispositif suivant l'invention comprend en outre au moins un étui vertical étanche, fermé par un fond à son extrémité inférieure, d'une hauteur supérieure à celle de l'élément filtrant, pouvant recevoir cet élément filtrant à décolmater en appui sur son fond et rempli d'un liquide de décolmatage, dont l'un des composants au moins, est l'un de ceux de base dudit fluide donné filtré précédemment par ledit élément filtrant qu'il a colmaté ; lequel étui comporte des moyens d'appui prévus à son extrémité supérieure ouverte, en saillie vers l'extérieur, ces moyens d'appui venant en contact avec tout support solidaire de la partie supérieure de la cuve, tel que le bord même de celle-ci et maintenant ainsi l'étui suspendu en position verticale et plongeant dans le milieu liquide de cette cuve à ultrasons.
Le résultat est un nouveau procédé et dispositif de décolmatage et de filtre à ultrasons, qui combine l'action mécanique due aux ondes ultrasonores à celle d'une "dilution" active, dans un liquide comprenant un composant du fluide ayant colmaté le filtre, lequel composant permet ainsi par ses caractéristiques physico-chimiques adaptées, de favoriser, sans qu'il y ait de réaction chimique à proprement parler, le détachement des particules retenues par le média filtrant de l'élément filtrant.
Ce procédé et dispositif répond ainsi aux divers inconvénients cités précédemment en permettant d'atteindre les objectifs fixés d'une manière très efficace.
En effet, la combinaison des moyens et des diverses étapes de procédé utilisant lesdits moyens rappelés ci-dessus, assure le résultat recherché ; on a pu effectivement vérifier que, d'une part des ultrasons seuls dans un milieu tel que de l'eau, directement en contact avec les filtres qui y sont immergés, ou d'autre part une immersion de ceux-ci dans un liquide dont un des composants est identique à celui du fluide ayant colmaté les filtres, ne donnent aucun résultat. Il n'était pas évident alors, et les expériences et essais ont même surpris l'inventeur lui-même au-delà de ses espérances, qu'en combinant ces deux actions suivant le procédé et les moyens de l'invention, sans produit chimique actif additionnel, on atteigne l'objectif recherché ; l'action qualifiée de "dilution" du liquide de décolmatage ainsi définie, est en fait plus que cela et agit directement sur les molécules des particules à décolmater, grâce à l'effet combiné des ultrasons. Les particules restent ensuite en solution dans ce liquide de décolmatage et n'ont pas de risque de se refixer dans le filtre, garantissant d'autant plus son décolmatage et étant ensuite d'autant plus facilement entraîné lors du rinçage.
Ainsi, pour du vin, on prendra préférentiellement du méthanol qui est de l'alcool méthylique, ou de l'alcool éthylique, dilué à 70 % au moins : il s'agit effectivement d'un composant de base que l'on trouve dans les vins, qui ne peut donc pas créer de réaction chimique suivant le présent procédé et qui seul n'a donc pas d'action efficace sur les filtres.
De plus, l'utilisation d'un tel liquide de décolmatage, qui n'a donc pas d'action chimique à proprement parler, n'introduit pas de molécules autres que celles figurant dans le fluide à filtrer et qui pourraient sinon polluer ledit filtre, malgré les rinçages ultérieurs ; de telles molécules étrangères altéreraient alors le fluide que l'on filtrerait ensuite et nuirait à sa qualité, laquelle est très contrôlée et fragile, surtout dans le domaine des vins.
Dans ce domaine justement, il est utile et même souvent nécessaire, de récupérer les particules filtrées pour pouvoir les analyser et en tirer toutes les conséquences pour le traitement oenologique du vin : la possibilité de pouvoir isoler ainsi chaque élément filtrant, permet de faire une telle analyse séparément, puisque chacun a pu filtrer un vin différent, tout en permettant d'adapter le traitement suivant le type de vin et le degré de colmatage du filtre concerné.
On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt.
La description et les Figures ci-jointes représentent une forme d'exécution de la présente invention, mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles, dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier pour d'autres fluides que le vin, et en changeant la forme de base et certaines caractéristiques des éléments constituant le dispositif. La Figure 1 est un schéma illustrant les diverses étapes du procédé de décolmatage suivant l'invention.
La Figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif permettant un décolmatage simultané de plusieurs cartouches filtrantes.
La Figure 3 est une vue en coupe verticale partielle, à plus grande échelle, du dispositif de décolmatage représenté sur la Figure 2.
La Figure 1 représente schématiquement les diverses étapes du procédé de décolmatage d'un élément filtrant 1 qui peut être constitué, par exemple, par une cartouche filtrante membraniforme utilisée pour la filtration du vin. Le procédé de décolmatage suivant l'invention utilise un étui tubulaire 2, étanche aux liquides, par exemple en chlorure de polyvinyle, fermé à son extrémité inférieure par un fond 3» de manière à assurer une étanchéité parfaite. À son extrémité supérieure ouverte l'étui 2 est pourvu de moyens 4, en saillie vers l'extérieur, tels qu'une collerette ou des bras radiaux, permettant de le suspendre en position verticale comme il sera précisé plus loin. La première étape (a) du procédé de décolmatage consiste à placer la cartouche filtrante 1 dans l'étui 2, après avoir lesté éventuellement cette cartouche, de manière qu'elle prenne appui librement sur le fond 3 de l'étui 2, sous l'effet de son propre poids. On remplit également l'étui 2, avant ou après l'introduction de la cartouche filtrante 1 dans cet étui, d'un liquide de décolmatage 5 de manière qu'après l'étape de remplissage (b) , le niveau du liquide de décolmatage 5 dans l'étui 2 soit situé un peu au-dessus de l'extrémité supérieure de la cartouche 1, par exemple à une distance d'au moins 5 cm. On place ensuite l'étui 2, contenant la cartouche filtrante 1 noyée dans le liquide de décolmatage 5. dans une cuve à ultrasons 6 remplie d'un milieu liquide 7. généralement de l'eau, de manière que l'extrémité supérieure ouverte de l'étui 2 soit située au-dessus du niveau de l'eau 7 dans la cuve 6. L'étui 2 est maintenu suspendu en position verticale par ses moyens d'appui 4 en contact avec le bord supérieur 6a de la cuve 6, le niveau du liquide de décolmatage 5 dans l'étui 2 étant situé en dessous du niveau de l'eau 7 dans la cuve à ultrasons 6.
Celle-ci peut comporter également à sa partie inférieure des éléments de chauffage 9 , tels que des résistances chauffantes, pour maintenir une température déterminée de l'eau 7 ou on peut chauffer préalablement le liquide de décolmatage 5 avant remplissage ou immersion des étuis 2 dans la cuve.
Cette cuve à ultrasons 6 comporte, de la manière habituelle, des transducteurs ultrasonores 8 montés à l'intérieur de la cuve 6, sur sa paroi latérale et éventuellement sur son fond, et reliés à une source de courant alternatif, afin de produire des ondes ultrasonores à travers et dans le milieu liquide 7 pendant l'opération de décolmatage. La cuve 6 peut comporter également, à sa partie inférieure, des éléments de chauffage 9 , telles que des résistances chauffantes, pour maintenir une température déterminée de l'eau 7 ou on peut chauffer préalablement le liquide de décolmatage 5 avant remplissage ou immersion des étuis 2 dans la cuve.
Lorsque les transducteurs ultrasonores 9 sont excités par ce courant alternatif, ils produisent ainsi à l'intérieur de la cuve 6 des ondes ultrasonores qui sont transmises, à l'étui 2 et, à travers la paroi de cet étui, au liquide de décolmatage 5 dans lequel baigne la cartouche filtrante 1.
La composition du liquide de décolmatage 5 est choisie suivant l'invention en fonction essentiellement de la composition du fluide ayant été filtré par la cartouche 1, soit avec en composant principal, au moins l'un de ceux dudit fluide, et de la nature des particules filtrées retenues sur et dans la cartouche filtrante 1, ainsi que de l'indice de colmatage de cette cartouche.
Par exemple, dans le cas où l'opération de décolmatage porte sur une cartouche filtrante après son utilisation pour la filtration du vin, le liquide de décolmatage 5 peut être constitué d'environ 90% , en fait d'au moins 70% , de méthanol ou d'alcool méthylique, ou d'alcool éthylique, qui sont des composants du vin, et d'eau en complément, soit 10 à 30 respectivement.
Pour cette application particulière l'eau 7 de la cuve à ultrasons 6 est maintenue à une température allant de 50 à 6θ°C et même éventuellement au-dessus, mais de préférence à 55βC, cette température étant ajustée en réglant le courant électrique fourni aux résistances chauffantes 9 prévues dans le fond de la cuve et dont la puissance est fonction du volume global de cette cuve ; la puissance choisie pour les transducteurs ultrasonores 8 est égale ou supérieure à 5 watts par litre du volume de la cuve et ces transducteurs 8 sont alimentés par un générateur de courant alternatif fonctionnant à une fréquence de 25 ou 40 kHz et de préférence égale à 25 kHz.
Les Figures 2 et 3 représentent un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé de décolmatage suivant l'invention pour décolmater simultanément plusieurs cartouches filtrantes 1. Dans ce cas, la cuve 6 a une forme parallélépipédique et elle est prévue pour contenir un ensemble de plusieurs étuis verticaux 2 répartis d'une manière symétrique, en plusieurs rangées d'un même nombre d'étuis chacune, parallèles aux grandes faces latérales de la cuve 6. Dans la forme d'exécution non limitative représentée sur la figure 2, la cuve 6 contient ainsi un ensemble de huit étuis 2, répartis en deux rangées parallèles de quatre étuis chacune. Les parties supérieures et éventuellement inférieures des étuis 2 sont reliées les unes aux autres par des bras entretoises horizontaux 11 s'étendant longitudinalement et transversalement, en constituant une grille à mailles rectangulaires ou carrées. Les axes verticaux des étuis 2 se trouvent ainsi passer par les points d'intersection des bras entretoises 11, c'est-à-dire par les sommets des mailles.
Les étuis 2 qui sont les plus proches de la paroi latérale de la cuve 6, c'est-à-dire tous les huit étuis dans le cas considéré, sont également solidaires de bras d'appui 12 qui sont alignés avec les bras entretoises 11 et qui s'étendent longitudinalement ou transversalement vers l'extérieur de manière à pouvoir prendre appui sur le bord supérieur 6a de la cuve 6. La grille formant support des étuis 2, constituée des bras 11 et 12, peut être immobilisée sur le bord supérieur 6a de la cuve 6 en prévoyant des parties repliées vers le bas 13. formant crochet, aux extrémités des bras d'appui 12. Une vis de blocage 14 peut être prévue sur chaque crochet extrême 13, cette vis prenant appui à son extrémité sur la paroi, correspondante de la cuve 6. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre du procédé de décolmatage suivant l'invention appliqué à des cartouches filtrantes colmatées après une utilisation pour la filtration du vin et qui sont en général des cylindres à axe creux d'un mètre de haut et de 8 à 12 centimètres de diamètre extérieur. On utilise alors pour cela une cuve 6 en acier inoxydable d'une longueur de 1,5 mètre, d'une largeur de 0,75 à 1 mètre et d'une hauteur interne de 1,1 mètre au moins, ce qui permet de disposer dans cette cuve soixante étuis 2 d'un diamètre interne d'un peu plus de 8 à 12 centimètres, répartis en six rangées de dix étuis 2 chacune. Chaque étui a une hauteur de 1,1 mètre au moins et il est réalisé en chlorure de polyvinyle dur. La cuve 6 est équipée de douze groupes de transducteurs 8 d'une puissance de 500 watts par groupe et l'alimentation de ces transducteurs est fournie par trois générateurs de courant alternatif d'une puissance de 2000 watts chacun, fonctionnant à une fréquence de 25 kHz. Pour maintenir la température de l'eau dans la cuve 6, on utilise sept résistances électriques d'une puissance de 1500 watts chacune. La régulation de la température est réalisée par un régulateur thermique qui maintient automatiquement l'alimentation des résistances pour que la température de l'eau 7 reste dans une fourchette de 50 à 6θ°C pendant le temps de décolmatage. Les étapes complètes du procédé et le temps d'exposition de l'ensemble étuis 2 - cartouches 1 pour le vin à l'activité des ultrasons se décompose de la façon suivante : a) on contrôle l'intégrité, avant l'opération de décolmatage, de chacune des cartouches filtres à vin 1, par mesure de la limite de pression correspondant au passage de l'air à travers la membrane du filtre préalablement immergé dans un circuit : cette méthode connue est appelée contrôle du point-bulle ; en effet, à une pression donnée, vin liquide donné doit passer à travers ladite membrane, mais pas l'air : si celui-ci passe quand même, c'est qu'il y a un problème d'intégrité du filtre qui ne nécessite pas alors, suivant son degré de détérioration, de le décolmater. b) on soumet, si la décision de décolmatage est prise, pendant au moins une demi-heure et jusqu'à une heure environ suivant leur degré de colmatage, les cartouches filtrantes 1, contenues dans les étuis 2, à l'action des ondes ultrasonores produites par les transducteurs 8, en maintenant ces cartouches dans une première solution à, au moins 70 , soit par exemple environ 90# de méthanol et le reste d'eau, soit par exemple alors 10 ; c) on sort chaque cartouche filtrante 1, partiellement décolmatée, de son étui 2, on la rince à contre-courant et suivant le résultat du contrôle de l'indice de colmatage, suite à la première opération ci-dessus, en mesurant la perte de charge obtenue dans le filtre pour un débit donné, on la réintroduit dans l'étui 2 que l'on remplit d'une seconde solution plus diluée, soit par exemple environ à 50% de méthanol et environ 50 d'eau, et on soumet de nouveau la cartouche filtrante 1 à l'action des ultrasons pendant une demi-heure environ. Ces opérations de rinçage, de changement de solution et de décolmatage par ultrasons peuvent être répétées plusieurs fois si nécessaire. Le temps de décolmatage est de toute façon adapté aux résultats obtenus après vérification de l'indice de colmatage, cet indice étant déterminé à partir de la résistance de la cartouche filtrante au passage du liquide à travers le média filtrant ; d) à la suite des diverses opérations de décolmatage et de rinçage, on trempe chaque cartouche filtrante 1 dans une solution de finition de type connu contenue dans l'étui 2 et on l'expose pendant 60 secondes environ à l'action des ondes ultrasonores. Cette opération a pour but de blanchir le média filtrant, la température de l'eau 7 étant alors de 50°C ; e) on procède ensuite au rinçage final de chaque cartouche filtrante pour éliminer totalement les éléments de décolmatage et de finition. En plus de ce rinçage final qui dure cinq minutes au moins, les cartouches membranaires sont exposées à l'action des ultrasons pendant cinq minutes avec un rinçage à contre-courant dans une cuve ayant les mêmes caractéristiques que celles ayant servi au décolmatage ; f) on procède ensuite à une vérification de l'intégrité de la cartouche filtrante par deux tests : test de maintien en pression et point bulle. A cela, il faut ajouter une vérification de la perte de charge par mesure de la différence de pression, qui sera comparée à celle d"'avant décolmatage", ainsi qu'à celle fournie par le fabricant, tout cela pour vérifier que l'opération suivant l'invention n'a pas altéré l'intégrité du filtre traité, ce qui a été confirmé par les essais réalisés ; g) on sèche enfin cette cartouche en étuve, à une température allant de 37 à 45°C et après séchage complet on la met sous sachet plastique thermosoudé pour être réutilisée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de décolmatage d'un élément filtrant (1) d'un fluide donné, en utilisant une cuve à ultrasons (6) contenant un milieu liquide (7). et comportant des moyens (8) de production d'ondes ultrasonores dans ce milieu liquide (7) . caractérisé en ce que :
- on place l'élément filtrant (1) colmaté par des particules du fluide donné dans un étui vertical étanche (2), fermé par un fond (3) à son extrémité inférieure, d'une hauteur supérieure à celle de l'élément filtrant (1), - on remplit l'étui (2) d'un liquide de décolmatage (5) de manière à noyer totalement l'élément filtrant (1) dans ce liquide (5), dont l'un des composants au moins est l'un de ceux de base dudit fluide donné filtré par ledit élément filtrant (1) ,
- on plonge l'étui (2) dans le milieu liquide (7) de la cuve à ultrasons (6) à une profondeur telle que son extrémité supérieure soit située au-dessus du niveau du milieu liquide (7) .
- on crée dans le milieu liquide (7). des ondes ultrasonores qui sont transmises, à travers la paroi de l'étui (2), au liquide de décolmatage (5) . - on recueille dans le fond dudit étui (2) les particules qui se détachent du média de 1'élément filtrant (1) .
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajuste le niveau du milieu liquide (7) contenu dans la cuve à ultrasons (6) de manière qu'il soit situé au-dessus du niveau du liquide de décolmatage (5) contenu dans l'étui (2).
3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on chauffe le milieu liquide (7) à une température allant de 50 à 6θ°C et de préférence égale à 55°C.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- on soumet pendant au moins une demi-heure, les éléments filtrants (1) à l'action des ondes ultrasonores, en maintenant ces éléments filtrants dans une première solution contenant au moins 70 de méthanol et le reste d'eau, - on sort chaque élément filtrant (1), partiellement décolmaté, de son étui (2) , on le rince à contre-courant,
- on en mesure l'indice de décolmatage et suivant le cas, on le réintroduit dans l'étui (2) que l'on remplit d'une seconde solution plus dilué par exemple à 50 de méthanol et 50% d'eau, et on soumet de nouveau les éléments filtrants (1) à l'action des ultrasons, pendant une demi-heure environ, - on répète plusieurs fois, si nécessaire, les opérations de rinçage, de changement de solution et de décolmatage par ultrasons,
- on trempe ensuite chaque élément filtrant (1) dans une solution de finition contenue dans l'étui (2) et on l'expose pendant soixante secondes environ à l'action des ondes ultrasonores, - on procède à un rinçage final de chaque élément filtrant (1), pendant cinq minutes environ, dans une cuve à ultrasons.
5- Dispositif de décolmatage d'un élément filtrant (1) d'un fluide donné, comprenant une cuve à ultrasons (6) contenant un milieu liquide (7) et comportant des moyens (8) de production d'ondes ultrasonores dans ce milieu liquide (7), caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un étui vertical étanche (2) , fermé par un fond à son extrémité inférieure, d'une hauteur supérieure à celle de l'élément filtrant (1), et rempli d'un liquide de décolmatage (5) dont l'un des composants au moins est l'un de ceux de base dudit fluide donné filtré par ledit élément filtrant (1), lequel étui (2) comporte des moyens d'appui (4) prévus à l'extrémité supérieure ouverte, en saillie vers l'extérieur, ces moyens d'appui (4) venant en contact avec tout support solidaire de la partie supérieure de la cuve (6) et maintenant l'étui (2) suspendu en position verticale et plongeant dans le milieu liquide (7) de la cuve à ultrasons (6).
6. Dispositif suivant la revendication 5. caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs étuis verticaux (2) dont au moins les parties supérieures sont reliées les unes aux autres par des bras entretoises horizontaux (11), et les parties supérieures des étuis (2) les plus proches de la paroi latérale de la cuve à ultrasons (6) sont en outre solidaires de bras d'appui (12) venant en contact avec le bord supérieur (6a) de la cuve (6).
7. Dispositif suivant la revendication 6 dans lequel la cuve à ultrasons a une forme parallélépipédique, caractérisé en ce que les étuis verticaux (2) sont répartis d'une manière symétrique, en plusieurs rangées d'un même nombre d'étuis (2) chacune, parallèles aux grandes faces latérales de la cuve (6) , au moins les parties supérieures des étuis (2) sont reliées les unes aux autres par des bras entretoises horizontaux (11) s'étendant longitudinalement et transversalement, en constituant une grille à mailles rectangulaires ou carrées, les axes verticaux des étuis (2) passant par les points d'intersection des bras entretoises (11), c'est-à-dire par les sommets des mailles, et les étuis (2) situés à la périphérie de l'ensemble des étuis sont également solidaires de bras d'appui (12) qui sont alignés avec les bras entretoises (11).
8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 ou 7. caractérisé en ce que chaque bras d'appui (12) présente une partie extrême repliée vers le bas (13). formant crochet, s'appliquent sur le bord supérieur (6a) de la cuve (6) .
9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que chaque étui (2) est réalisé en chlorure de polyvinyle dur.
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