EP4413311A1 - Appareil de séchage en continu de particules comprenant une boucle de régulation - Google Patents

Appareil de séchage en continu de particules comprenant une boucle de régulation

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Publication number
EP4413311A1
EP4413311A1 EP23701166.3A EP23701166A EP4413311A1 EP 4413311 A1 EP4413311 A1 EP 4413311A1 EP 23701166 A EP23701166 A EP 23701166A EP 4413311 A1 EP4413311 A1 EP 4413311A1
Authority
EP
European Patent Office
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particles
plate
moisture content
rotation
hoa
Prior art date
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Pending
Application number
EP23701166.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Léon Crosset
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Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4413311A1 publication Critical patent/EP4413311A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/001—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement the material moving down superimposed floors
    • F26B17/005—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement the material moving down superimposed floors with rotating floors, e.g. around a vertical axis, which may have scrapers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22—Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
    • F26B2200/08—Granular materials

Definitions

  • the invention relates to an industrial dryer for continuously drying particles, preferably organic particles, for example of agro-food origin, such as cereals, or waste used as fuel or building materials such as shavings or fibers of wood, or other vegetable.
  • the dryer of the present invention makes it possible to dry to final moisture content values (H1 b) comprised in a predefined target range (H1t+e) in a constant and reproducible manner, particles whose initial moisture contents (HOa) can vary.
  • the output control loop can be complemented by an input control loop measuring the initial humidity values (HOa) of the particles and modifying only the feed rate (dma / dt) according to variations in these values d humidity (HOa), without modifying the rotational speeds (tua, wb) of the first and second plates, so as to maintain the values of the final humidity content (H1 b) of the particles within the reference target range (H1t +e), independently of variations in the initial moisture content (HOa) of the particles to be dried.
  • a belt dryer (belt dryer) comprises a continuous flexible perforated strip stretched between two motorized rollers forming a loop. Air or other hot gas is blown under the upper fabric on which the particles to be dried are continuously deposited.
  • the length of a belt dryer depends on the type of particles to be dried, their water load and the target range (Hlt+e) to be achieved.
  • a strip can reach a length of 200 m which is very expensive and difficult to mount / dismount on the device.
  • a belt dryer is therefore generally reserved for the drying of a single type of particle, because it would be uneconomical to change the belt to optimize the type of perforation to a new type of particle.
  • a belt dryer is very expensive and inefficient in terms of size, since the particles are only dried over less than half the length of the belt.
  • the openings created between two adjacent plates and, above all, the spaces opening in the mechanism for transferring the plates during each transfer of a plate from the upper portion to the lower portion of the caterpillar create as many preferential passages less resistance for the hot gas flow, which lead to a significant drop in the efficiency of this type of dryer.
  • EP2503272 describes a dryer comprising a tube provided with plates in the form of circular segments distributed along the length of the tube with openings allowing passage from one plate to the next plate along the tube.
  • the tube is enclosed in a cylindrical enclosure mounted for rotation relative to the tube.
  • the inner surface of the tube includes transfer elements which sweep the top surface of the plates (3) as the cylindrical enclosure rotates relative to the tube. The rotation speed of the cylindrical enclosure is adjusted by observing the drying evolution of the material being dried by measuring its humidity level and temperature.
  • EP0197171 describes a dryer comprising several perforated, circular, superimposed plates rotatably mounted on a hollow central axis. Each tray is enclosed in a individual cylindrical chamber with a roof and a floor that separate it from the other trays. Means for transferring the powder to be dried are provided between each adjacent plate. Each chamber is provided, on the one hand, with a first opening for introducing hot air, in fluid communication with the cavity of the hollow central axis, the first opening being positioned above the plate located in the corresponding chamber and, on the other hand, a second evacuation opening on the peripheral wall of the chamber in communication with the outside, the second opening being located below the corresponding plate.
  • Hot air is blown into the cavity of the hollow shaft and is distributed in parallel in each chamber through the first hot air introduction opening.
  • the hot air is forced to pass through the circular perforated plate before being evacuated through the second opening located on the peripheral wall of each chamber.
  • such a system is similar in principle to a belt dryer whose linear movement has been replaced by a circular movement distributed over several floors with means for transferring the powder from one plate to another.
  • a rotary system has a considerable advantage of saving floor space compared to a linear belt dryer, but such a system lacks efficiency.
  • EP2828595 describes a dryer illustrated in Figure 1, comprising first and second (or more) perforated plates (1 a, 1 b), superposed and mounted for rotation around a vertical axis (Z).
  • a ventilation system blows a hot gas vertically passing first through the second plate (1 b), before passing directly through the first plate (1 a).
  • the hot gas after having passed through the second plate (1 b) then the first plate (1 a) is either evacuated or recirculated, but on condition that it is dried and reheated before reinjecting it through the second tray.
  • the wet particles are distributed along a radius of the first plate (1a) by a first distribution unit (2a) and taken away by the rotation of the first plate over an angular (or azimuthal) distance of a little less than 360° before being collected by a first recovery unit (3a).
  • a first distribution unit (2a) takes away by the rotation of the first plate over an angular (or azimuthal) distance of a little less than 360° before being collected by a first recovery unit (3a).
  • the partially dried particles are transferred from the first recovery unit to a second distribution system (3a) (2b) which distributes the partially dried particles along a radius of the second tray (1b) which rotates around the axis vertical (Z) in the opposite direction to the first plate (1a).
  • the partially dried particles are carried away by the rotation of the second plate (1b) (in the opposite direction to the first plate) over an angular distance (or azimuthal) of just under 360° before being collected by a second recovery unit. (3b) and evacuated. During the rotation of the second plate (1b), the particles are exposed to the stream of hot gas directly from the ventilation system, where the hot gas has its maximum temperature and minimum moisture content.
  • the dryer described in EP2828595 is particularly efficient in terms of energy, use and occupation of floor space.
  • the dryer guarantees that the final moisture content (H1 b) will be constantly within the target range (H1t+e).
  • determining the dryer operating parameters needed to achieve steady state operation can be time consuming.
  • the initial moisture content (HOa) can vary considerably within the same batch of particles.
  • the particles are stored in the open air, and even exposed to the weather and picked up using a mechanical shovel which can once cap the top of the pile of particles and another time scrape the ground where a puddle of water would have formed.
  • a first circular plate mounted on the wall of said enclosure substantially normal to the vertical axis (Z), and in rotation in a first direction around the vertical axis (Z), the rotation of which is actuated by a first motor , the surface of the first tray being perforated and permeable to fluids such as air, steam and water, and
  • a second circular plate mounted at a certain distance from the first plate on the wall of said enclosure substantially normal to the vertical axis (Z) and in rotation around said vertical axis (Z), the rotation of which is actuated by a second motor (5b), the surface of the second plate being perforated and permeable to fluids such as air, steam and water.
  • the first and second plates are configured to, on the one hand, support the particles to be dried and, on the other hand, allow a hot gas blowing substantially parallel to the vertical axis (Z) to pass through them.
  • the first plate is located below the second plate and the hot gas flows from top to bottom and is preferably hot air.
  • the second platen rotates in a direction opposite to the rotation of the first platen.
  • the dryer further comprises,
  • a first drying particle distribution unit configured to receive the particles to be dried from a supply unit and to distribute these particles before drying along a radius of the first tray
  • a first recovery unit configured to recover the particles deposited on the first plate after a rotation of a given angle thereof, the first recovery unit being located downstream of, preferably adjacent to the first distribution unit ,
  • a second unit for recovering the particles deposited on the second plate after a rotation of a given angle of the latter the second recovery unit being located downstream of, preferably adjacent to the second distribution unit (2b) and being configured to evacuate the particles after drying out of the dryer by an evacuation system
  • a hot gas blowing system following a flow substantially parallel to the vertical axis (Z), first passing through the perforated surface of the second plate before passing directly afterwards through the perforated surface of the first plate.
  • the hot gas is used to evacuate the moisture from the particles and thus to dry them.
  • the present invention is distinguished in that the dryer comprises, (i) an outlet probe located at the second recovery unit or in the exhaust system and configured to measure the final moisture content (H1 b) of particles in or exiting the second recovery unit,
  • the processor can then be further configured to determine theoretical values one or more of the rotation speeds (tua, wb) and the feed rate (dma / dt) making it possible to obtain final moisture content values (H1 b) included in the predefined target range (H1t +E ). And for
  • the processor can then be further configured to determine theoretical values one or more of the rotational speeds (tua, wb) and the feed rate (dma/dt) of the particles on the first plate making it possible to obtain final moisture content values (H1 b) comprised in the range predefined target (H1t +E). And for
  • the dryer also comprises an inlet probe placed at the supply unit or at the first distribution unit and configured to measure an initial moisture content (HOa) particles entering the first distribution unit.
  • the supply unit is preferably coupled to a source of particles to be dried.
  • the processor is preferably configured to attenuate or eliminate variations over time of the final moisture content values (H1 b) due to variations over time of the initial moisture content values (HOa) of the particles to be dried, as follows ,
  • the processor is configured to
  • the first and second trays preferably comprise a self-supporting rigid structure with high permeability of the grating type, on which is placed a filtering layer comprising openings of size and density corresponding to the desired permeability according to the type and size of the particles to be dried. .
  • the first and second units for distributing the particles to be dried on the first and second trays respectively, as well as the supply unit can each comprise at least one Archimedean screw extending along a radius of the first and second plates, respectively, said at least one Archimedean screw being enclosed in an enclosure provided with one or more openings extending along said radius of the plates.
  • first and second recovery units may each comprise at least one Archimedes' screw extending along a radius of said plate which is enclosed in an enclosure provided with one or more openings. extending along the radius of the first plate, said openings being connected to a scraper or brush suitable for collecting and directing the particles brought by the rotation of the plate towards the Archimedean screw.
  • the hot gas blowing system (5) can either
  • the dryer may comprise an essentially hollow cylindrical chimney (6) centered around the vertical axis (Z) and whose wall extends at least from the first plate) to the last plate comprising one or more openings providing fluid access to the interior of the chimney to the gas having passed through the perforated surface of the first tray.
  • the chimney can comprise either,
  • the supply unit (9) is connected upstream to a source of said particles to be dried, preferably a silo, the particles preferably comprising waste wood from sawmills, waste wood from building materials, waste paper or cardboard, food products such as cereals, and can be in the form of powder, granules, chips, pellets, cakes, or pieces generally not exceeding 10 cm in length .
  • Figure 1 illustrates a dryer according to EP2828595.
  • Figure 2 illustrates a dryer variant according to the present invention comprising an outlet control loop provided with an outlet probe located at the level of the second recovery unit and an inlet control loop provided with an outlet probe. inlet placed at the power supply unit.
  • Figure 3 illustrates the output control loop with the variations of the rotational speeds (wa, wb) and the particle distribution speed (dma / dt) on the first plate in response to values of the final moisture content (H1 b) measured by the outlet probe.
  • Figure 4 illustrates the input control loop with the variations in the particle distribution velocity (dma / dt) on the first plateau in response to variations in the initial moisture content (HOa) measured by the probe d inlet, allowing the final moisture content (H1 b) of the particles to be stabilized.
  • Figure 5(a) & 5(b) illustrate an example of a distribution unit adapted to the present invention, (a) perspective view, (b) top view.
  • Figure 6(a) & 6(b) illustrate an example of a recovery unit suitable for the present invention, (a) top view, (d) cross section.
  • Figure 6(c) & 6(d) illustrate a second example of a recovery unit suitable for the present invention, (c) top view, (d) cross section.
  • FIG. 7 illustrates in flowchart form the outlet control loop, including the outlet probe for measuring the final moisture content (H1b) at the outlet of the dryer.
  • Figure 9 illustrates the flowchart of Figure 8, with the addition of the input control loop including the measurement of the initial moisture content (HOa) of the particles.
  • the dryer according to the present invention is preferably a dryer of the type described in EP2828595, which is discussed in the "technological background" section above and illustrated in Figure 1. It is not essential that the first and second trays rotate in opposite directions, but reverse rotations of the two trays is preferred as this increases the energy efficiency of the dryer.
  • the dryer of the present invention comprises an enclosure (10) comprising an essentially cylindrical wall extending along a vertical axis, Z.
  • the enclosure encloses a first circular plate (1a) mounted on the wall of the enclosure substantially normal to the vertical axis, Z.
  • the first plate (1a) is rotatably mounted in a first direction around the vertical axis, Z, the rotation of which is actuated by a first motor (5a).
  • the surface of the first tray (1a) is perforated and permeable to fluids such as air and water vapor and water.
  • the enclosure (10) encloses a second circular plate (1b) mounted at a certain distance from the first plate on the wall of the enclosure substantially normal to the vertical axis, Z.
  • the second plate is rotatably mounted around the vertical axis (Z) whose rotation is actuated by a second motor (5b).
  • the second motor (5b) may be the first motor (5a) or may be a motor different from the first motor (5a).
  • the rotation of the second platter can be in the same direction or in the opposite direction of the rotation of the first platter, and the rotation speeds (
  • the surface of the second plate (1b) is perforated and permeable to fluids such as air and water vapor and water.
  • a first distribution unit (2a) of the particles to be dried extends along a radius of the first plate (1a) and is configured to receive the particles to be dried from a supply unit (9) and to distribute these particles before drying along a radius of the first plate (1a).
  • the feeding unit allows to control the feeding or loading rate (dma / dt) of the particles to be dried on the first tray (1 a).
  • a first recovery unit (3a) extends along a second radius of the first tray, located downstream of, preferably adjacent to the first distribution unit (2a),
  • the first recovery unit (3a) is configured to recover the particles deposited on the first plate (1 a) after a rotation of a given angle of the latter.
  • the angle of rotation is preferably at least equal to 300°, preferably at least equal to 320°, more preferably at least equal to 340°, and preferably the largest angle making it possible to accommodate the first distribution unit (2a) and the first recovery unit (3a) along the respective radii of the first tray (1a).
  • a large angle of rotation makes it possible to lengthen the time of exposure to the hot gases of the particles for a given speed of rotation. An angle of almost 360° can be obtained by superimposing the first distribution unit (2a) above the first recovery unit (3a).
  • the enclosure (10) also encloses a transfer unit (4t) of the particles collected from the first tray (1a) by the first recovery unit (3a) to a second distribution unit (2b).
  • the second distribution unit (2b) extends along a radius of the second platen (1b) and is configured to distribute the particles on the second platen (1b), along the radius of the second platen.
  • a second recovery unit (3b) for the particles deposited on the second plate (1b) is located downstream of the second distribution unit (2b), preferably adjacent to the second distribution unit (2b), so that the particles reach it after a rotation of a given angle of it.
  • the second recovery unit is configured to evacuate the particles after drying out of the dryer by an evacuation system (4o).
  • the dryer comprises a hot gas blowing system (5) configured to form a flow of hot gas substantially parallel to the vertical axis (Z), first passing through the perforated surface of the second plate (1 b ) before passing directly afterwards through the perforated surface of the first tray (1a). It is the hot and dry gas which, by contacting the humid particles, will (a) increase their temperature and (b) carry away part of their humidity. It follows that the temperature of the hot gas drops and its moisture content increases a first time when it passes through the second plate (1 b), then a second time when it passes through the first plate (1 a ). The gas leaving the first plate therefore has a moisture content that is too high to be recirculated as it is.
  • the gas thus cooled and humidified is therefore either evacuated outside the enclosure into the atmosphere or for another use such as a heat exchanger or a humidifier (cf. dotted arrows in Figure 1 evacuating the gases out of the dryer upwards through a chimney (6) of the dryer), or recirculated after drying and heating.
  • the blowing system can comprise one or, preferably, several fans.
  • the fan(s) can be configured to draw in the hot gases by creating a negative pressure downstream of the plates.
  • the fan(s) are positioned downstream of the first plate (1a).
  • the fan(s) can be configured to blow the hot gas by creating a positive pressure upstream of the second plate (1b).
  • the fan(s) are positioned upstream of the second plate (1b).
  • upstream and downstream used to define the blowing system are defined with respect to the direction of movement of the gas through the second plate (1b) before passing through the first plate (1a).
  • the dryer of the present invention differs from previous dryers in that it further comprises an outlet probe (7) located at the level of the second recovery unit (3b) or in the evacuation system (4o ) and configured to measure the final moisture content (H1 b) particles in or out of the second recovery unit (3b).
  • a processor (11) is coupled to the output probe (7), the first and second motors (5a, 5b) and the power unit (9) and is configured to optimize drying parameters as follows,
  • the dryer of the present invention is controlled by the processor (11) through a first control loop called the output control loop.
  • the output control loop is based on the following principles.
  • a slower rotation speed of one of the plates increases the drying time of the particles on this plate and is therefore indicated in the case where the final moisture content values (H1 b) particles measured by the outlet probe (7) are greater than the target moisture content (H1t) (Le., the particles are still too wet).
  • a faster speed of rotation of one of the plates decreases the drying time of the particles and is indicated when the final moisture content values (H1 b) of the particles measured by the outlet probe (7) are lower than the target moisture content (H1t). If the particles are too dry or drier than necessary or allowable, this indicates that the dryer is wasting energy for nothing.
  • the processor (1 1) controls the speed of rotation of the second platter (1b) which acts as a "master” by imposing that the first platter (1a) which acts as a “slave” automatically adapts its speed of rotation to that of the second platter (1b) “master”.
  • the first platter (1a) automatically adapts its speed to that of the second platter (1b) by rotating at a speed proportional to that of the second platter (1b) which is “master”.
  • the proportionality coefficient (tua/wb) between the speeds of rotation of the first platter (1 a) and of the second platter (1 b) is predefined and is preferably negative (Le., the first platter (1 a) rotates in the direction reverse of the second plateau (1 b)).
  • the absolute value of the proportionality coefficient (tua/wb) is between 0.7 and 1.3, preferably between 0.8 and 1.05.
  • the speed of rotation of the first plate (1 a) is equal to the speed of rotation of the second plate (1 b). If the first platter (1 a) rotates faster than the second platter (Le.,
  • 1, the thickness of the layer of particles on the second plate (1 b) is substantially equal to that of the first plate (1 a).
  • the processor (11) is configured to control the speeds of rotation (tua, wb) of the first and second platters (1 a, 1 b) as well as the feed rate ( dma / dt) of the particles by the feed unit (9) in the following manner illustrated in Figures 3, 6 and 7.
  • Figure 3 schematically illustrates variations in the final moisture content (H1 b) of the particles measured by the outlet probe (7).
  • the target moisture content (H1t) and the predefined target range (Hlt +e), are represented by a solid line centered between two dashed lines.
  • the processor (11) can vary one or more of the rotation speeds (tua, wb) of the first and second trays (1 a, 1 b) and the feed rate (dma / dt) so that the final moisture content (H1 b) measured falls within the predefined target range (H1t ⁇ e).
  • Figure 3 illustrates constant variations of the final moisture content (H1 b) of the particles to illustrate the possible variations of parameters that the processor (11) can control.
  • the reference values war, wbr, dmar/dt
  • the processor (11) determines theoretical values of the speeds of rotation (tua, wb) of the first and second plates (1 a, 1 b) and/or of the feed rate (dma/dt) making it possible to obtain final moisture content values (H1 b) comprised within the target range.
  • the processor is configured for
  • the processor (11) determines theoretical values of the rotation speeds (tua, wb) and feed rate (dma/dt) of the particles on the first plate (1 a) making it possible to obtain final moisture content values (H1 b) within the predefined target range (H11+E). This allows (1) to dry a given volume of particles to the predefined target range in less time and therefore cheaper. As shown in Figures 3 (curve sections (H1 b) below the dashed line "-E”) and 6 ("no" branch of the diamond [H1 b > H1t ⁇ E?]), then the processor is configured For,
  • the output probe (7) will only detect such a variation after a delay (At) required for the particles deposited on the first plate (1 a) in the time range (tO) to rotate on the first plate (1 a), be transferred to the second plate (1 b) and rotate on the second platter until reaching the second recovery unit (3b) and the outlet probe (7).
  • the processor (11) will only be able to react to these humidity variations after the delay (At) which is much too long, and which will be useless if the initial humidity content (HOa) of the particles will again have varied significantly during this delay (i.e., if tO ⁇ At). It is therefore interesting to know the value of the initial moisture content (HOa) of the particles over time.
  • a preferred variant of the dryer of the present invention comprises, in addition to the outlet probe (7) discussed above, also an inlet probe (8) placed at the level of the supply unit. (9) or the first distribution unit (2a).
  • the inlet probe (8) is configured to measure an initial moisture content (HOa) of the particles entering or located in the first distribution unit (2a).
  • the processor is configured to optimize the drying parameters on the basis of the values (H1 b) measured by the outlet probe (7) only during a period during which the initial content of humidity (HOa) has an initial value which is substantially constant, not varying more than the predefined reference range (+5) around the average reference value (HOr) (i.e., if
  • ⁇ ô, or if HOa HOr +5) (see Figure 8, diamond [HOa HOr + 5]).
  • the processor can determine the optimal reference values of the rotation speeds (war, wbr) of the plates (1 a, 1 b) and of the feed rate (dmar/dt) for drying the particles in the desired range in a stationary mode of operation, ie, where the initial moisture content (HOa) of the particles remains substantially constant during the drying process. If the particles to be dried from a given batch have initial moisture contents (HOa) which vary substantially from one zone of the batch to another, two solutions are available to the person skilled in the art.
  • a first option includes a step of mixing the particles before drying in order to homogenize the initial moisture content (HOa) of the particles.
  • a second option, which the dryer of the present invention makes it possible to implement, is to vary the thickness of the layer of particles deposited on the first plate (1 a) according to variations in the initial moisture content (HOa) of the particles.
  • the processor (11) can comprise a second control loop, called the input control loop, based on the measurements by the input probe (8).
  • the processor (11) comprises an input control loop, based on the measurements by the input probe (8).
  • Figure 9 is similar to Figure 8 with the addition of the input control loop described in this section.
  • the supply unit (9) is coupled to a source (20) of particles to be dried, and the processor (11) is configured to attenuate or eliminate variations over time (dH1 b / dt) of the final moisture content values (H1 b) due to variations over time (dHOa / dt) of the initial moisture content values (HOa) of the particles to be dried.
  • the processor (11) is therefore configured to extract the initial values of the initial humidity contents (HOa) measured by the input probe (8) over time, and to compare whether the initial values remain within the predefined reference range (+5) around the mean reference value (HOr) (Le., if
  • the processor is configured to modify the bit rate feed (dma/dt) of the particles by the feed unit (9), without modifying the reference rotation speeds (war, wbr) of the first and second plates (1 a, 1 b), in order to modify over time the thickness of the layer of particles deposited on the first plate (1 a) and thus modify an intermediate moisture content (H1 a) of the particles at the outlet of the first plate (1 a), before being transferred on the second plate (see Figure 4 “dma/dt” graph, in response to variations in the initial moisture content (HOa) measured, and “da” and “H1 b” graphs illustrating the consequences of variations in dma/dt on the thickness (da) of the layer of particles on the first plate (1 a) and finally on the value of the final moisture content (H1 b)
  • the thickness of the layer formed on the second plate (1 b) by the particles transferred from the first plate (1 a) will vary according to these variations.
  • the thickness of the layer of particles on the second plate ( 1 b) is substantially constant.
  • the transfer unit (4t) mixes and homogenizes the mass of particles collected by the first recovery unit (3a) and deposits the particles on the second plate (1b) at a constant rate, thus forming a layer of substantially constant thickness on the second plate (1b).
  • the input control loop it is possible to obtain final moisture content values (H1 b) included in the target range (H1t +E) even in the case where the values initials (HOa) vary substantially over the distribution time on the first plate (1a).
  • the thickness of the layer of particles deposited on the first plate (1 a) can vary with the azimuthal angle, thus making it possible to respond almost instantaneously to variations (dHOa / dt) of the initial contents in humidity (HOa) in the distribution time.
  • the input control loop based on the input probe (8) is subordinate to the loop based on the output probe (7).
  • the output control loop based on the output probe (7) defines the basic operating parameters of the dryer, including the rotational speeds ( ⁇ a, wb) of the first and second plates (1a, 1b) and the flow rate. power (dma/dt) for a given batch of particles. These basic parameters can remain constant as long as the properties of the batch of particles to be dried are substantially constant, such as initial moisture content (HOa), size and size distribution of the particles, etc.
  • the output control loop is therefore a long-term control, while the input control loop is an instantaneous control based on the short term.
  • the input control loop based on the input probe (8) makes it possible to adapt these parameters to the instantaneous variations in the initial moisture content (HOa) of the particles in this batch.
  • the input control loop makes it possible to react very quickly to variations in the initial moisture content (HOa) of the particles by controlling the feed rate (dma / dt) according to the initial moisture content (HOa) measured by the inlet probe (8).
  • the processor (11) then increases the supply rate (dma / dt) of the power supply unit to the theoretical value.
  • the processor (11) takes account of the first speed of rotation (wa) of the first plate (1 a) and determines the thickness of the layer of particles making it possible to obtain an intermediate moisture content (H1 a) of the substantially constant particles at the outlet of the first plate (1 a), before being transferred to the second plate.
  • the output control loop continues to measure the final moisture content (H1 b) of the particles, and if this value leaves the predefined target range, the controller (11) can determine a new value of the reference speeds (war, wbr) of the first and second plateaus (1 a, 1 b) allowing the final moisture content (H1 b) to be brought back to the predefined target range (Hlt +e) (cf. Figure 9, loop [measure H1 b ] - [measure HOa]).
  • the supply unit (9) is coupled upstream to a source (20) of particles to be dried, for example stored in a silo, a container, a skip, etc. and, downstream, to the first distribution unit (2a).
  • the supply unit (9) preferably makes it possible to precisely control and vary the flow rate of the supply of particles to the first distribution unit (2a) in order to be able to vary the thickness (da) of the layer of particles deposited on the first platter by the first distribution unit (2a) in response to the output and/or input control loop.
  • the feed unit (9) may comprise one or more Archimedean screws whose rotational speed controls the feed rate (dma/dt) of the particles feeding the first distribution unit (2a).
  • the feed unit may comprise a conveyor belt whose movement speed can be controlled in order to control the feed rate (dma/dt).
  • the supply unit (9) is coupled downstream to the first distribution unit (2a) and is configured to supply the first distribution unit (2a) at a power rate controlled by the processor.
  • the purpose of the first distribution unit (2a) of the particles to be dried on the first plate (1a) is to distribute the particles to be dried in a homogeneous manner along a radius of the first plate (1a).
  • the first distribution unit (2a) comprises,
  • the transport of particles from the outer periphery to the inner periphery of the trays can be ensured by a conveyor belt, either perforated or inclined transversely so as to allow the particles to sprinkle the tray situated below.
  • the band can be vibrated.
  • the first distribution unit (2a) comprises at least one Archimedean screw extending along a radius of the first plate (1a), in order to transport the particles from the outer periphery towards the inner periphery of the first plate (1a).
  • Said at least one Archimedean screw is enclosed in an enclosure provided with one or more openings extending downwards and along said radius of the first plate (1 a) in order to allow the dusting of the particles in a homogeneous manner along the radius of the first plate (1 a).
  • the first distribution unit (2a) extending along a radius of the first plate (1a) can comprise, as illustrated in Figures 5(a) and 5(b) ), a distribution screw (21) and a recirculation screw (22), placed side by side and enclosed in a box (2h).
  • the box (2h) comprises a supply opening coupled to an output (9o) of the supply unit (9).
  • the feed opening is configured to deliver particles from from the supply unit (9) to one end of the distribution screw (21).
  • the feed opening can be located above the distribution screw (21) in order to allow the particles to fall by gravity into the box (2h-) and to be carried away by the rotation in a first direction of the distribution screw (21) along the radius of the first plate (1a).
  • a distribution opening (2o) extends along the length of an underside of the casing (2h), below the distribution screw (21) so that the particles can leave the casing (2h ) by gravity and falling on the first plate (1 a) along its radius.
  • the distribution screw (21) is only partially separated from the recirculation screw (22), allowing a surplus of particles to pass from the distribution screw (21) to the recirculation screw (22), which rotates in a second direction, opposite to the first direction of rotation of the distribution screw (21) so as to transport the particles thus transferred in the direction of the enclosure (10).
  • the recirculation screw (22) is fitted with a vane (22s) which, by rotation of the recirculation screw (22), returns the particles to the distribution screw (21).
  • a similar pallet (21s) is arranged at the end of the distribution screw (21) close to the center of the dryer in order to transfer to the recirculation screw (22) the particles located at this end without falling on the first plate ( 1 a) through the distribution opening (2o).
  • a first distribution unit (2a) of this type allows a homogeneous distribution of the particles along the radius of the first plate (1 a), thus ensuring that the thickness (da) of the layer of particles deposited on the first plate (1 a) is radially substantially constant.
  • the second distribution unit (2b) fulfills for the second plate (1b) the same functions as the first distribution unit (2a) for the first plate (1a), with the difference that it is not not supplied upstream by a supply unit (9) but by the transfer unit (4t) discussed below. It may be different from the first distribution unit (2a), but the first and second distribution units (2a, 2b) are preferably similar and even preferably identical.
  • the second distribution unit (2b) is preferably of the type discussed above with reference to Figures 5(a) and 5(b). Although similar, the first and second distribution units (2a, 2b) do not necessarily have to operate at the same rate, and the layers deposited on the first and second trays (1a, 1b) do not necessarily have to have the same thickness (da, db).
  • the first recovery unit (3a) of the first plate (1a) makes it possible to recover the particles deposited on the first plate (1a) after one revolution of the latter.
  • the first recovery unit (3a) is therefore positioned upstream of the first distribution unit, adjacent to the latter so that the particles having an initial moisture content (HOa) deposited on the first tray by the first distribution unit can rotate preferably between 340 and 360°, or preferably between 345 and 355° before being collected and evacuated from the first tray (1a) with an intermediate moisture content (H1a) by the first recovery unit (3a).
  • first distribution unit (2a) and the first recovery unit (3a) are preferably arranged next to each other, or even the first distribution unit (2a) can be arranged above the first recovery unit (3a).
  • the first recovery unit (3a) preferably comprises at least one Archimedean screw (32v) extending along a radius of said plates which is enclosed in a box (3h) provided with one or more recovery openings (3i) extending along said radius of the corresponding plate.
  • the openings are connected to a scraper (3r) or brush capable of collecting and directing the particles brought by the rotation of the first plate (1a) through the recovery opening (3i) in the box (3h) of the screw d 'Archimedes (32v).
  • the Archimedes screw transports the particles thus collected towards an evacuation opening (3o) which is connected to the transfer unit (4t).
  • the first recovery unit (3a) is thus coupled downstream to the transfer unit (4t) configured to transfer the particles thus collected by the first recovery unit (3a) to the second plate (1b).
  • Figures 6(b) and 6(d) illustrate another variant of the first recovery unit (3a), particularly suitable, but not exclusively, for cases where the first tray (1a) comprises an imposing raised circumferential rim to raise the Archimedes screw (32v) above this edge.
  • the first recovery unit (3a) comprises an Archimedean screw (32v) whose rotation makes it possible to transport the collected particles radially along of a radius of the first tray (1a) towards the outside of the latter and to discharge them towards the evacuation opening (3o) connected to the transfer unit (4t).
  • the first recovery unit (3a) further comprises a multi-blade mill (3s) arranged upstream of and parallel to the Archimedean screw (32v).
  • the rotation of the multi-blade mill (3s) makes it possible to feed the Archimedes screw (32v) even if it is raised above the surface of the first plate. In all cases, the multi-blade mill (3s) ensures reproducible and reliable particle feeding of the Archimedean screw (32v).
  • the transfer unit (4t) is coupled upstream to the first recovery unit (3a) of the first plate (1a) and downstream to the second distribution unit (2b) of the second plate (1b) .
  • the function of the transfer unit (4t) is therefore to transfer the partially dried particles from the first plate (1a) to the second plate (1b) to finalize the drying of the particles.
  • the type of transfer unit (4t) of the particles from the first plate (1a) to the second plate (1b) depends on the configuration of the dryer. If the first tray (1a) is the upper tray, the transfer means can be a simple tube connecting the first recovery unit (3a) of the first tray (1a) to the second distribution unit (2b) of the second tray , in which the particles fall by gravity.
  • the transfer unit (4t) comprises an Archimedean screw making it possible to mount the particles from the first plate (1 a) lower towards the second tray (1 b) higher.
  • This tray configuration lower forming the first plate (1 a) and the upper plate forming the second plate (1 b) has the advantage of reducing the suspension of the finest particles, because in this configuration, the hot gas flows from the top down, crushing the particles against the respective trays.
  • the second recovery unit (3b) performs the same functions for the second tray (1b) as the first recovery unit (3a) for the first tray (1a), with the following differences,
  • the second recovery unit (3b) is not coupled downstream to the transfer unit (4t) but is coupled via the recovery opening (3o) to an evacuation system (4o) which evacuates the particles out of the dryer.
  • the second recovery unit (3b) may be different from the first recovery unit (3a), but the first and second recovery units (3a, 3b) are preferably similar and even preferably identical.
  • the dryer according to the present invention is particularly advantageous because it can be used to dry particles of very different particle sizes ranging from fine particles such as sawdust, fine grains, ceramic, polymer or metal powders, to particles more coarse, such as wood waste, chips, pellets, agricultural waste, corn husks, etc. by quickly and easily changing the diameter of the holes in the plates as follows.
  • the first and second plates (1 a, 1 b) can thus comprise a self-supporting rigid structure with high permeability of the grating type, on which is placed a filtering layer comprising openings of size and density corresponding to the desired permeability according to the type and the particle size of the particles to be dried.
  • the filtering layer can be a perforated sheet, a sieve, a grid or a cloth.
  • the superposition sequence of the first and second plates (1 a, 1 b) depends on the applications and the preferences.
  • the first plate (1a) can be located above the second plate (1b) and the hot gas (for example hot air) circulates from the bottom upwards.
  • the hot gas for example hot air
  • An advantage of this variant is that the transfer of the partially dried particles from the first plate (1 a) higher towards the second plate (1 b) lower by the transfer unit (4t) is done from top to bottom, assisted by gravity; a simple tube connecting the first recovery unit (3a) to the second distribution unit (2b) suffices.
  • the particles can fly away and create dust.
  • a slight fluidization of the layer of particles can be advantageous for drying them, but the formation of a cloud of fine dust in suspension in the air must be avoided. This configuration is therefore more suitable for drying heavier particles that do not easily form a dust cloud.
  • the first plate (1a) may on the contrary be located below the second plate (1b) and the hot gas thus circulates from top to bottom, as shown in Figures 1 to 7.
  • the particles are pressed against the plate on which they are located, which compacts the layer of particles and considerably reduces the suspension of dust.
  • the compaction of the layer of particles by a flow of hot gas from the top downwards risks forming temperature and humidity gradients in the thickness of the layer that are greater than in a layer slightly fluidized by a flow of hot gases from the bottom. to the top.
  • the particles having different temperature and moisture content are mixed when picking up the particles from the first tray (1a) and transferring them to the second tray (1b) by the transfer unit (4t) comprising , for example, an Archimedean screw.
  • the mixing carried out in the transfer unit (4t) makes it possible to further increase the drying efficiency by remixing the particles, thus making it possible to deposit a layer of particles of homogeneous temperature and humidity content over the thickness of the layer.
  • Figures 1 and 2 illustrate dryers comprising two trays. However, to reduce the floor space occupied by the equipment, it is quite possible to mount:
  • a dryer comprising two trays (1 a, 1 b) is suitable for the majority of applications.
  • the use of several superposed plates makes it possible to reduce the external diameter of the plates, but increases the production cost of the dryer.
  • the plates (1 a, 1 b) are enclosed in an outer enclosure with a diameter corresponding to the diameter of the plates with enough margin to avoid friction, but as little as possible to make it possible to seal the interface between the plates. and the outer wall. Sealing can be ensured for example by a flexible skirt fixed to the outer wall and resting on a raised rim on the circumference of the plates.
  • the layer of particles resting on a rotating plate is not in contact with the static skirt, thus ensuring good sealing and integrity of the layer of particles on the plate.
  • This is not possible to achieve on a belt dryer, in which the sealing skirt is placed between the rolling belt and the particles lying on the edges of the belt. There is therefore a fringe of particles in contact with the static skirt at each edge of the strip which does not move at the same speed as the particles located in the middle of the strip.
  • the central part of the plates is preferably hollow and included in a chimney (6) which is cylindrical, internal and centered on the axis of rotation (Z).
  • a chimney (6) first of all allows easy access by an operator to all the mechanical elements of the machine, such as bearings, gear motors, cylinders, etc. It also facilitates the replacement of the flexible porous layers to be deposited and fixed on the gratings giving the trays their mechanical integrity.
  • the chimney can also be used to house the motors (5a, 5b) driving the rotation of the plates, as well as the fans used to generate the flow of hot gas, with the advantage of a substantial reduction in the noise pollution generated by the dryer.
  • windows (6w) at the bottom of the chimney (6), located below the lower plate allow the hot gas to be recovered and the evacuate from the top inside the containment.
  • the hot gases can be evacuated through a space defined in a double wall of the enclosure (10).
  • the chimney (6) makes it possible to fix the first and second distribution (2a, 2b) and recovery (3a, 3b) units at their two ends in order to avoid having to fix them door-to-door. -false on the outer enclosure only. In addition, this frees up space at the inner ends of said means located side by side to accommodate their width. Finally, such a structure makes it possible to stiffen the surface between the chimney (6) and the outer enclosure (10), making it possible to maintain a good flatness of the plates. This is important for cleaning and recovery of the particles by a scraper or a brush, which are only effective if the surface of the trays is perfectly flat.
  • the drying of the particles deposited on the first plate (1 a) perforated, transferred after a given rotation of the first plate towards the second plate (1 b) perforated and in rotation is ensured by a hot gas blowing means (5g ) following a flow substantially parallel to the vertical axis (Z), passing through the second plate (1b) before passing through the first plate (1a), thus defining a counter-current drying system. It is important that the flow of hot and dry gas first passes through the second plate (1 b), where the particles are already partially dried by their stay on the first plate (1 a), which is reached by a flow hot gas partially loaded with moisture after passing through the second plate (1b).
  • the particles are distributed over the first plate with their initial moisture content (HOa).
  • the particles are then carried away by the rotation of the first plate (1a) before being recovered by the first recovery unit (3a) and transferred to the second plate (1b) by the transfer unit (4t).
  • the particles are exposed to the flow of hot gas leaving the second plate (1 b), which is slightly cooler and more humid than the hot gas upstream of the second plate (1 b).
  • the moisture content of the particles located on the first plate (1 a) decreases under the action of the flow of hot gas as the rotation of the first plate (1 a) progresses, until reaching the first recovery unit (3a) with an intermediate moisture content (H1a) lower than the initial content (HOa) but still higher than the final content (H1b) (which must be within the predefined target range) (Le., H1b ⁇ H1a ⁇ HOa).
  • Drying remains optimal both on the first plate (1a) and on the second plate (1b) because the temperature (AT) and humidity (AH) gradients between the particles and the hot gases remain high on the two trays. Indeed, with a higher temperature and a lower moisture content than the particles located on the first plate (1 a), the particles of the second plate (1 b) are exposed to hotter and drier gases than those of the first plate. (1a). However, although the particles located on the first plate (1 a) are exposed to less hot and more humid gases than those of the second plate, as they are more humid and less hot than the particles located on the second plate (1 b ), the temperature (AT) and humidity (AH) gradients between the particles and the hot gases remain high.
  • a rotation in the opposite direction of the first and second plates (1a, 1b) optimizes the drying process.
  • the hot gas for example hot air or any other gas resulting from a combustion process, follows a path opposite to that of the particles.
  • the hot gas downstream of the second plate (1b) is also the gas upstream of the first plate.

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Abstract

La présente invention concerne un sécheur pour sécher des particules comprenant, • Premier et second plateaux circulaires montés horizontalement en rotation autour d'un axe (Z), la surface des plateaux étant perforée et perméable aux fluides, • Une unité de soufflage de gaz chaud suivant un flux sensiblement parallèle à l'axe (Z) passant à travers le second plateau avant de passer à travers le premier plateau, • Première et seconde unités de répartition des particules et première et seconde unités de récupération des particules après une rotation de chaque plateau, • Une unité de transfert des particules récoltées du premier plateau (la) vers le second plateau, • Un processeur contrôlant les vitesses de rotation des plateaux (coa, cob) et le débit d'alimentation (dma/dt) en particules sur base d'une boucle de contrôle de sortie comprenant une mesure de la teneur finale en humidité (Hlb) des particules mesurées dans la seconde unité de récupération.

Description

APPAREIL DE SÉCHAGE EN CONTINU DE PARTICULES COMPRENANT UNE BOUCLE DE RÉGULATION
DOMAINE DE L’INVENTION
[0001] L’invention se rapporte à un sécheur industriel pour sécher en continu des particules, de préférence des particules organiques, par exemple d’origine agro-alimentaire, telles des céréales, ou de déchets servant comme combustible ou matériaux de construction tels des copeaux ou fibres de bois, ou autre végétal. Le sécheur de la présente invention permet de sécher à des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans une plage cible (H1t+e) prédéfinie de manière constante et reproductible, des particules dont les teneurs initiales (HOa) en humidité peuvent varier. Ce résultat est obtenu par une première boucle de contrôle de sortie mesurant les valeurs d’humidité finales de sortie (H1 b) des particules et modifiant une série de paramètres de fonctionnement du sécheur comprenant les vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux ainsi que le débit d’alimentation (dma / dt) des particules sur le premier plateau (1 a) de sorte à déterminer les valeurs de ces paramètres permettant de sécher les particules à des taux compris dans la plage cible (Hlt+e). La boucle de contrôle de sortie peut être complémentée par un boucle de contrôle d’entrée mesurant les valeurs d’humidité initiales (HOa) des particules et modifiant uniquement le débit d’alimentation (dma / dt) en fonction de variations dans ces valeurs d’humidité initiales (HOa), sans modifier les vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux, de sorte à maintenir les valeurs de la teneur finale en humidité (H1 b) des particules dans la plage cible de référence (H1t+e), indépendamment des variations des teneurs initiales en humidité (HOa) des particules à sécher.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[0002] De nombreux procédés industriels nécessitent le séchage de particules avant leur utilisation ultérieure, que ce soit avant l’emballage de produits granulaires agro-alimentaires ou de produits industriels, ou avant la combustion de déchets broyés utilisés comme combustibles. Selon le type d’utilisation prévu, les particules doivent être séchées de sorte à atteindre des teneurs en humidité finales comprises dans des plages cibles (H1t+e) bien définies. Par exemple, des copeaux de bois devront être séchés dans des plages cibles différentes selon qu’ils seront destinés à la combustion, la production de pellets, la production de litières ou la production de panneaux agglomérés. Il est possible bien entendu d’effectuer le séchage des particules par batch en déposant les particules sur des plateaux préférablement perforés afin de laisser passer un gaz chaud au travers et de permettre à l’eau et la vapeur d’eau de s’évacuer. Dans certains cas un lit fluidisé est formé par les particules en suspension sous l’action du flux de gaz chaud. Cependant la plupart des applications industrielles demandent des débits qu’un procédé de séchage par batch ne peut atteindre. Pour cette raison, le même principe de déposer les particules à sécher sur un support perforé et de les exposer à un flux de gaz chaud a été appliqué à des appareils permettant le séchage en continu, avec une source continue des particules à sécher en amont du sécheur proprement dit et une décharge continue des particules séchées en aval de celui-ci.
[0003] En particulier, un sécheur à bande (belt dryer) comprend une bande perforée souple continue tendue entre deux rouleaux motorisés formant une boucle. De l’air ou autre gaz chaud est soufflé sous la toile supérieure sur laquelle on dépose en continu les particules à sécher. La longueur d’un sécheur à bande dépend du type de particules à sécher, de leur charge en eau et de la plage cible (Hlt+e) à atteindre. Ainsi, une bande peut atteindre une longueur de 200 m qui est très chère et difficile à monter / démonter sur l’appareil. Un sécheur à bande est donc généralement réservé pour le séchage d’un seul type de particules, car il serait anti-économique de changer de bande pour optimaliser le type de perforation à un nouveau type de particules. Un sécheur à bande est très onéreux et peu efficace en termes de dimensions, puisque les particules ne sont séchées que sur moins de la moitié de la longueur de la bande.
[0004] Il existe également des sécheurs à plateaux perforés qui ressemblent à des sécheurs à bande, sauf que la bande est remplacée par des plateaux perforés couplés l’un à l’autre formant une sorte de chenille. La différence avec un sécheur à bande est que les plateaux sont articulés de manière à présenter la même face qu’ils soient sur la bande supérieure ou inférieure de la boucle. Ceci permet de réduire pratiquement de moitié la longueur du sécheur, puisque les particules sont soumises deux fois au un flux de gaz chaud : une première fois lors de leur passage sur la partie supérieure de la boucle et une seconde fois lors de leur passage en sens inverse sur la partie inférieure. Bien qu’avantageux à ce point de vue-là par rapport à un sécheur à bande, il est clair que la mécanique nécessaire aux mouvements des plateaux est délicate et donc onéreuse et fragile, surtout lorsqu’exposée à des particules fines venant gripper les roulements. De plus, les ouvertures créées entre deux plateaux adjacents et, surtout, les espaces s’ouvrant dans le mécanisme de transfert des plateaux lors de chaque transfert d’un plateau de la portion supérieure à la portion inférieure de la chenille créent autant de passages préférentiels de moindre résistance pour le flux de gaz chaud, qui entraînent une importante chute de l’efficacité de ce type de sécheurs.
[0005] EP2503272 décrit un sécheur comprenant un tube muni de plateaux en forme de segments circulaires distribués le long de la longueur du tube avec des ouvertures permettant de passer d’un plateau au plateau suivant le long du tube. Le tube est enfermé dans une enceinte cylindrique montée à rotation relative au tube. La surface intérieure du tube comprend des éléments de transfert qui balaient la surface supérieure des plateaux (3) lorsque l’enceinte cylindrique tourne par rapport au tube. La vitesse de rotation de l’enceinte cylindrique est ajustée en observant l’évolution de séchage du matériau étant séché en mesurant son taux d’humidité et sa température.
[0006] EP0197171 décrit un sécheur comprenant plusieurs plateaux perforés, circulaires, superposés et montés à rotation sur un axe central creux. Chaque plateau est enfermé dans une chambre cylindrique individuelle munie d’un toit et d’un plancher qui le séparent des autres plateaux. Des moyens de transfert de la poudre à sécher sont prévus entre chaque plateau adjacent. Chaque chambre est munie, d’une part, d’une première ouverture d’introduction d’air chaud, en communication fluidique avec la cavité de l’axe central creux, la première ouverture étant positionnée au-dessus du plateau se trouvant dans la chambre correspondante et, d’autre part, d’une seconde ouverture d’évacuation sur la paroi périphérique de la chambre en communication avec l’extérieur, la seconde ouverture se trouvant en-dessous du plateau correspondant. De l’air chaud est soufflé dans la cavité de l’axe creux et est distribué en parallèle dans chaque chambre par la première ouverture d’introduction d’air chaud. L’air chaud est obligé de passer à travers le plateau perforé circulaire avant d’être évacué par la seconde ouverture se trouvant sur la paroi périphérique de chaque chambre. En réalité, un tel système est semblable en principe à un sécheur à bande dont le mouvement linéaire a été remplacé par un mouvement circulaire réparti sur plusieurs étages avec des moyens de transfert de la poudre d’un plateau à l’autre. Certes, un tel système rotatif a un avantage considérable de gain de place au sol par rapport à un sécheur à bande linéaire, mais un tel système manque d’efficacité. En effet, si l’air chaud ayant traversé les premiers plateaux chargés de particules fort humides ressort relativement saturé en humidité, l’air chaud traversant les derniers plateaux chargés de particules déjà partiellement séchés sur les plateaux précédents, ne ressort que peu chargé d’humidité, ce qui représente un gaspillage d’énergie considérable.
[0007] EP2828595 décrit un sécheur illustré à la Figure 1 , comprenant premier et second (ou plus de) plateaux perforés (1 a, 1 b), superposés et montés à rotation autour d’un axe vertical (Z). Un système de ventilation souffle un gaz chaud verticalement en passant d’abord par le second plateau (1 b), avant de passer directement à travers le premier plateau (1 a). Comme il s’agit d’un sécheur, le gaz chaud, après être passé à travers le second plateau (1 b) puis le premier plateau (1 a) est soit évacué, soit recirculé, mais à condition de le sécher et le réchauffer avant de le réinjecter à travers le second plateau.
[0008] Les particules humides sont distribuées le long d’un rayon du premier plateau (1 a) par une première unité de répartition (2a) et emportées par la rotation du premier plateau sur une distance angulaire (ou azimutale) d’un peu moins de 360° avant d’être recueillies par une première unité de récupération (3a). Pendant la rotation du premier plateau (1 a), les particules sont exposées au courant de gaz chaud qui est auparavant passé à travers le second plateau où il a perdu un peu de son énergie calorifique et s’est chargé d’un peu d’humidité. Les particules partiellement séchées sont transférées de la première unité de récupération vers un second système (3a) de répartition (2b) qui distribue les particules partiellement séchées le long d’un rayon du second plateau (1 b) qui tourne autour de l’axe vertical (Z) dans le sens inverse du premier plateau (1 a). Les particules partiellement séchées sont emportées par la rotation du second plateau (1 b) (en sens inverse du premier plateau) sur une distance angulaire (ou azimutale) d’un peu moins de 360° avant d’être recueillies par une seconde unité de récupération. (3b) et évacuées. Pendant la rotation du second plateau (1 b), les particules sont exposées au courant de gaz chaud directement depuis le système de ventilation, où le gaz chaud a sa température maximale et sa teneur en humidité minimale.
[0009] Comme on le voit sur la Figure 1 , comme les plateaux tournent en sens inverse, le gaz chaud qui atteint les particules juste après avoir été déposées le long du rayon du premier plateau, où elles ont leur teneur en humidité maximale (HOa / HOa = 100%) a la plus haute température et la plus basse teneur en humidité de tout le gaz chaud qui atteint le premier plateau, car il est passé auparavant à travers les particules pratiquement sèches (teneur finale en humidité H1 b) juste avant d’être évacuées avec une teneur en humidité qui peut être de l’ordre (à titre d’exemple) de H1 b / HOa) = 12%, où HOa est la teneur initiale en humidité des particules à l’entrée du premier plateau (1 a) et H1 b est la teneur finale des particules à la sortie du second plateau (1 b).
[0010] Le sécheur décrit dans EP2828595 est particulièrement efficace en termes énergétiques, d’utilisation et occupation de l’espace au sol. Dans un mode stationnaire, avec des particules ayant une teneur initiale en humidité (HOa) relativement constante, le sécheur garantit que la teneur finale en humidité (H1 b) sera constamment comprise dans la plage cible (H1t+e). Cependant, la détermination des paramètres de fonctionnement du sécheur nécessaires à atteindre le mode stationnaire de fonctionnement peut prendre du temps. De plus, dans certains cas, la teneur initiale en humidité (HOa) peut varier considérablement dans un même lot de particules. Notamment, dans le cas où les particules seraient stockées à l’air libre, et même exposées aux intempéries et ramassées à l’aide d’une pelle mécanique qui peut une fois coiffer le haut du tas de particules et une autre fois racler le sol à l’endroit où une flaque d’eau se serait formée. Si les teneurs initiales en humidité (HOa) des particules varient au-delà d’une tolérance (+5) autour d’une valeur moyenne de référence (HOr) (Le., HOa H0r+5), alors il devient très difficile, voire impossible de garantir que les particules après séchage aient une teneur finale en humidité (H1 b) comprise dans la plage cible (H 1 t+e) , (Le., si HOa H0r+5) => H1 b H 1 t+e) .
[0011] Il demeure donc un besoin pour un sécheur industriel pour sécher des particules en continu qui soit efficace, facile d’entretien et qui permette d’assurer un séchage des particules jusqu’à une teneur finale en humidité (H1 b) comprise dans la plage cible (H1t+e) indépendamment du type de particules à sécher et des variations de la teneur initiale en humidité (HOa) des particules. La présente invention propose un tel sécheur industriel.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
[0012] La présente invention est définie dans les revendications indépendantes. Des variantes préférées sont définies dans les revendications dépendantes. En particulier, la présente invention concerne un sécheur pour sécher des particules ayant une teneur initiale en humidité (HOa) jusqu’à atteindre une teneur finale en humidité (H1 b) comprise dans une plage cible prédéfinie centrée autour d’une valeur cible d’humidité (H1t) (Le., H1 b = H1t + E), le sécheur comprenant,
(a) une enceinte comprenant une paroi essentiellement cylindrique s’étendant le long d’un axe vertical (Z)
(b) un premier plateau circulaire monté sur la paroi de ladite enceinte sensiblement normal à l’axe vertical (Z), et en rotation dans un premier sens autour de l’axe vertical (Z) dont la rotation est actionnée par un premier moteur, la surface du premier plateau étant perforée et perméable aux fluides tels l’air, la vapeur d’eau et l’eau, et
(c) un second plateau circulaire monté à une certaine distance du premier plateau sur la paroi de ladite enceinte sensiblement normal à l’axe vertical (Z) et en rotation autour dudit axe vertical (Z) dont la rotation est actionnée par un second moteur (5b), la surface du second plateau étant perforée et perméable aux fluides tels l’air, la vapeur d’eau et l’eau.
[0013] Les premier et second plateaux sont configurés pour, d’une part, supporter les particules à sécher et, d’autre part, laisser passer un gaz chaud soufflant sensiblement parallèle à l’axe vertical (Z) à travers ceux-ci. Dans une variante préférée, le premier plateau est situé en dessous du second plateau et le gaz chaud circule du haut vers le bas et est préférablement de l’air chaud. Das tous les cas, il est préféré que le second plateau tourne dans un sens inverse de rotation du premier plateau Le sécheur comprend de plus,
(d) une première unité de répartition des particules à sécher configurée pour recevoir les particules à sécher depuis une unité d’alimentation et pour répartir ces particules avant séchage le long d’un rayon du premier plateau,
(e) une première unité de récupération configurée pour récupérer les particules déposées sur le premier plateau après une rotation d’un angle donné de celui-ci, la première unité de récupération étant située en aval du, préférablement adjacent à la première unité de répartition,
(f) une unité de transfert des particules récoltées du premier plateau par la première unité de récupération vers une seconde unité de répartition configurée pour répartir lesdites particules le long d’un rayon du second plateau,
(g) une seconde unité de récupération des particules déposées sur le second plateau après une rotation d’un angle donné de celui-ci, la seconde unité de récupération étant située en aval du, préférablement adjacent à la seconde unité de répartition (2b) et étant configurée pour évacuer les particules après séchage hors du sécheur par un système d’évacuation,
(h) un système de soufflage de gaz chaud suivant un flux sensiblement parallèle à l’axe vertical (Z), passant d’abord à travers la surface perforée du second plateau avant de passer directement après à travers la surface perforée du premier plateau. Le gaz chaud est utilisé pour évacuer l’humidité des particules et ainsi de les sécher.
[0014] La présente invention se distingue en ce que le sécheur comprend, (i) une sonde de sortie située au niveau de la seconde unité de récupération ou dans le système d’évacuation et configurée pour mesurer la teneur finale en humidité (H1 b) des particules dans ou sortant de la seconde unité de récupération,
(j) un processeur couplé à la sonde de sortie, aux premier et second moteurs et à l’unité d’alimentation et configuré pour optimiser des paramètres de séchage comme suit,
• extraire les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) des particules mesurées par la sonde de sortie au cours du temps, et les comparer à la teneur cible d’humidité (H 11),
• si les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) ne sont pas comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E), modifier des valeurs des vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux et, optionnellement, d’un débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation, afin d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E).
[0015] Dans le cas où les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) sont supérieures à la plage cible prédéfinie (Le., H1 b > H1t + E), le processeur peut alors être de plus configuré pour déterminer des valeurs théoriques d’un ou plusieurs des vitesses de rotation (tua, wb) et du débit d’alimentation (dma / dt) permettant d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E). Et pour
• diminuer la première vitesse de rotation (|wa|) du premier plateau r à la valeur théorique correspondante,
• diminuer la seconde vitesse de rotation (|wb|) du second plateau à la valeur théorique correspondante, par exemple, proportionnellement à la première vitesse de rotation (tua) du premier plateau, et
• optionnellement, diminuer le débit d’alimentation (dma / dt) de particules réparties sur le premier plateau à la valeur théorique correspondante.
[0016] Dans le cas où les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) sont inférieures à la plage cible prédéfinie (Le., H1 b < H1t + fi), le processeur peut alors être de plus configuré pour déterminer des valeurs théoriques d’un ou plusieurs des vitesses de rotation (tua, wb) et du débit d’alimentation (dma / dt) des particules sur le premier plateau permettant d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E). Et pour
• augmenter la première vitesse de rotation (|wa|) du premier plateau (1 a) à la valeur théorique correspondante,
• augmenter la seconde vitesse de rotation (|wb|) du second plateau (1 b) à la valeur théorique correspondante, par exemple, proportionnellement à la première vitesse de rotation (tua) du premier plateau (1 a), et
• optionnellemet, augmenter le débit d’alimentation (dma / dt) de particules réparties sur le premier plateau (1 a) à la valeur théorique correspondante. [0017] Dans une variante préférée de l’invention, le sécheur comprend également une sonde d’entrée placée au niveau de l’unité d’alimentation ou de la première unité de répartition et configurée pour mesurer une teneur initiale en humidité (HOa) des particules entrant dans la première unité de répartition. Le processeur est configuré pour optimiser les paramètres de séchage uniquement pendant une période pendant laquelle la teneur initiale en humidité (HOa) a une valeur initiale qui est sensiblement constante, ne variant pas de plus d’une plage de référence prédéfinie (+5) autour d’une valeur de référence (HOr) (Le., HOa = H0r +5).
[0018] Dans un exemple préféré de cette variante, l’unité d’alimentation est de préférence couplée à une source de particules à sécher. Le processeur est de préférence configuré pour atténuer ou éliminer des variations dans le temps des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) dues à des variations dans le temps des valeurs de teneurs initiales en humidité (HOa) des particules à sécher, comme suit,
• extraire les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) mesurées par la sonde d’entrée au cours du temps, et comparer si les valeurs initiales restent comprises dans la plage de référence prédéfinie (+5) autour de la valeur de référence (HOr) (Le., HOa = HOr ±5),
• si les valeurs initiales ne sont pas comprises dans la plage de référence prédéfinie (Le., HOa HOr + 5), modifier le débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation, sans modifier les vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux, afin d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible (H 11 +E) même dans le cas où les valeurs initiales (HOa) ne sont pas comprises dans la plage de référence prédéfinie (Le., HOa HOr + 5),
• si les valeurs initiales sont comprises dans la plage de référence prédéfinie (Le., HOa = HOr + 5), ne pas modifier les paramètres de séchage,
[0019] Dans l’exemple préféré, si les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) sont inférieures à la plage de référence (Le., HOa < HOr - 5), alors le processeur est configuré pour
• déterminer une valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant d’augmenter une épaisseur d’une couche de particules réparties par la première unité de répartition sur le premier plateau, afin d’assurer qu’une teneur en humidité intermédiaire (H1 a) des particules adjacentes à la première unité de récupération soit compris dans une plage intermédiaire (Le., H1 a = H1 i +y) et
• augmenter le débit d’alimentation (dma / dt) de l’unité d’alimentation à la valeur théorique.
[0020] Inversement, si les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) sont supérieures à la plage de référence (Le., HOa > HOr + 5), alors le processeur est configuré pour,
• déterminer une valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant de diminuer une épaisseur d’une couche de particules réparties par la première unité de répartition sur le premier plateau, afin d’assurer qu’une teneur en humidité intermédiaire (H1 a) des particules adjacentes à la première unité de récupération (3a) soit compris dans une plage intermédiaire (Le., H1 a = H1 i +y) et
• diminuer le débit d’alimentation (dma / dt) de l’unité d’alimentation à la valeur théorique.
[0021] Les premiers et second plateaux comprennent de préférence une structure rigide autoportante à haute perméabilité de type caillebotis, sur laquelle est posée une couche filtrante comprenant des ouvertures de taille et densité correspondant à la perméabilité désirée selon le type et taille des particules à sécher.
[0022] Les premier et second unités de répartition des particules à sécher sur les premier et second plateaux respectivement, ainsi que l’unité d’alimentation peuvent comprendre chacun au moins une vis d’Archimède s’étendant le long d’un rayon des premier et second plateaux, respectivement, ladite au moins une vis d’Archimède étant enfermée dans une enceinte munie d’une ou plusieurs ouvertures s’étendant le long dudit rayon des plateaux.
[0023] De manière similaire, les première et seconde unités de récupération peuvent comprendre chacune au moins une vis d’Archimède s’étendant le long d’un rayon dudit plateau qui est enfermée dans une enceinte munie d’une ou plusieurs ouvertures s’étendant le long du rayon du premier plateau, lesdites ouvertures étant reliées à un racleur ou brosse apte à récolter et diriger les particules amenées par la rotation du plateau vers la vis d’Archimède.
[0024] Après que le gaz soit passé à travers la surface perforée du premier plateau, le système de soufflage de gaz chaud (5) peut soit
• être configuré pour évacuer le gaz hors de l’enceinte, soit
• comprendre un sécheur d’air permettant de capturer l’humidité présente dans le gaz avant de réchauffer et de recirculer le gaz ainsi séché à travers le second et le premier plateau, respectivement.
[0025] Pour ce faire, le sécheur peut comprendre une cheminée (6) essentiellement cylindrique creuse centrée autour de l’axe vertical (Z) et dont la paroi s’étend au moins du premier plateau) au dernier plateau comprenant une ou plusieurs ouvertures offrant un accès fluidique vers l’intérieur de la cheminée au gaz étant passé à travers la surface perforée du premier plateau. La cheminée peut comprendre soit,
• une ou plusieurs ouvertures vers l’extérieur de l’enceinte permettant d’évacuer le gaz hors de l’enceinte, soit le sécheur et une ou plusieurs ouvertures configurées pour recirculer le gaz après son passage à travers le sécheur, suivant le flux sensiblement parallèle à l’axe Z, passant d’abord à travers la surface perforée du second plateau avant de passer directement après à travers la surface perforée du premier plateau.
[0026] Dans une variante préférée, l’unité d’alimentation (9) est reliée en amont à une source desdites particules à sécher, de préférence un silo, les particules comprenant de manière préférée des déchets de bois de scieries, des déchets de bois de matériaux de construction, des déchets papier ou cartons, des produits agroalimentaires telles des céréales, et peuvent êrtre sous forme de poudre, de granulés, de copeaux, de pellets, de tourteaux, ou de morceaux généralement ne dépassant pas 10 cm de longueur.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0027] Pour une meilleure compréhension de la nature de la présente invention, il est fait référence aux Figures suivantes, dont la ;
Figure 1 : illustre un sécheur selon EP2828595.
Figure 2 : illustre une variante de sécheur selon la présente invention comprenant une boucle de contrôle de sortie munie d’une sonde de sortie située au niveau de la seconde unité de récupération et une boucle de contrôle d’entrée munie d’une sonde d’entrée placée au niveau de l’unité d’alimentation.
Figure 3 : illustre la boucle de contrôle de sortie avec les variations des vitesses de rotation (wa, wb) et de la vitesse de répartition des particules (dma / dt) sur le premier plateau en réponse à des valeurs de la teneur finale en humidité (H1 b) mesurées par la sonde de sortie.
Figure 4 : : illustre la boucle de contrôle d’entrée avec les variations de la vitesse de répartition des particules (dma / dt) sur le premier plateau en réponse à des variations de la teneur initiale en humidité (HOa) mesurée par la sonde d’entrée, permettant de stabiliser la teneur finale en humidité (H1 b) des particules.
Figure 5(a) & 5(b) : illustrent un exemple d’unité de répartition adaptée à la présente invention, (a) vue en perspective, (b) vue du dessus.
Figure 6(a) & 6(b) : illustrent un exemple d’unité de récupération adaptée à la présente invention, (a) vue du dessus, (d) coupe transversale.
Figure 6(c) & 6(d) : illustrent un second exemple d’unité de récupération adaptée à la présente invention, (c) vue du dessus, (d) coupe transversale.
Figure 7 : illustre sous forme de logigramme la boucle de contrôle de sortie, incluant la sonde de sortie permettant de mesurer les teneurs finales en humidité (H1 b) à la sortie du sécheur.
Figure 8 : illustre le logigramme de la Figure 7, avec une condition additionnelle que pour activer la boucle de contrôle de sortie, il faut s’assurer que les teneurs initiales en humidité (HOa) des particules chargées dans le sécheur soient relativement constantes (Le., HOa = HOr +5).
Figure 9 : illustre le logigramme de la Figure 8, avec en plus la boucle de contrôle d’entrée incluant la mesure de la teneur initiale en humidité (HOa) des particules.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
[0028] Le sécheur selon la présente invention est de préférence un sécheur du type décrit dans EP2828595, qui est discuté dans la section « arrière-plan technologique » supra et illustré à la Figure 1. 11 n’est pas indispensable que les premier et second plateaux tournent en sens inverse, mais des rotations inverses des deux plateaux est préférée car cela augmente l’efficacité énergétique du sécheur.
[0029] Le sécheur de la présente invention comprend une enceinte (10) comprenant une paroi essentiellement cylindrique s’étendant le long d’un axe vertical, Z. L’enceinte enferme un premier plateau (1 a) circulaire monté sur la paroi de l’enceinte sensiblement normal à l’axe vertical, Z. Le premier plateau (1 a) est monté en rotation dans un premier sens autour de l’axe vertical, Z, dont la rotation est actionnée par un premier moteur (5a). La surface du premier plateau (1 a) est perforée et perméable aux fluides tels l’air et la vapeur d’eau et l’eau.
[0030] L’enceinte (10) enferme un second plateau (1 b) circulaire monté à une certaine distance du premier plateau sur la paroi de l’enceinte sensiblement normal à l’axe vertical, Z. Le second plateau est monté en rotation autour de l’axe vertical (Z) dont la rotation est actionnée par un second moteur (5b). Le second moteur (5b) peut être le premier moteur (5a) ou peut être un moteur différent du premier moteur (5a). La rotation du second plateau peut être dans le même sens ou dans le sens contraire de la rotation du premier plateau, et les vitesses de rotation (|<z>a| , |wb|) (en valeurs absolues) des premier et second plateaux peuvent être égales ou différentes et peuvent varier dans le temps, soit indépendamment l’une de l’autre soit, au contraire, la vitesse de rotation d’un plateau (= « master ») imposant la vitesse de rotation de l’autre plateau (= « slave »). La surface du second plateau (1 b) est perforée et perméable aux fluides tels l’air et la vapeur d’eau et l’eau.
[0031] Une première unité de répartition (2a) des particules à sécher s’étend le long d’un rayon du premier plateau (1 a) et est configuré pour recevoir les particules à sécher depuis une unité d’alimentation (9) et pour répartir avant séchage ces particules le long d’un rayon du premier plateau (1 a). L’unité d’alimentation permet de contrôler le débit d’alimentation ou de chargement (dma / dt) des particules à sécher sur le premier plateau (1 a).
[0032] Une première unité de récupération (3a) s’étend le long d’un second rayon du premier plateau, situé en aval du, préférablement adjacent à la première unité de répartition (2a), La première unité de récupération (3a) est configurée pour récupérer les particules déposées sur le premier plateau (1 a) après une rotation d’un angle donné de celui-ci. L’angle de rotation est de préférence au moins égal à 300°, de préférence au moins égal à 320°, encore de préférence au moins égal à 340°, et de préférence le plus grand angle permettant d’accommoder la première unité de répartition (2a) et la première unité de récupération (3a) le long des rayons respectifs du premier plateau (1 a). Un grand angle de rotation permet d’allonger le temps d’exposition aux gaz chauds des particules pour une vitesse de rotation donnée. Un angle de pratiquement 360° peut être obtenu en superposant la première unité de répartition (2a) au-dessus de la première unité de récupération (3a).
[0033] L’enceinte (10) enferme également une unité de transfert (4t) des particules récoltées du premier plateau (1 a) par la première unité de récupération (3a) vers une seconde unité de répartition (2b). La seconde unité de répartition (2b) s’étend le long d’un rayon du second plateau (1 b) et est configuré pour répartir les particules sur le second plateau (1 b), le long du rayon du second plateau. Une seconde unité de récupération (3b) des particules déposées sur le second plateau (1 b) est situé en aval de la seconde unité de répartition (2b), préférablement adjacent à la seconde unité de répartition (2b), de sorte que les particules l’atteignent après une rotation d’un angle donné de celui-ci. La seconde unité de récupération est configurée pour évacuer les particules après séchage hors du sécheur par un système d’évacuation (4o).
[0034] Le sécheur comprend un système de soufflage de gaz chaud (5) configuré pour former un flux de gaz chaud sensiblement parallèle à l’axe vertical (Z), passant d’abord à travers la surface perforée du second plateau (1 b) avant de passer directement après à travers la surface perforée du premier plateau (1 a). C’est le gaz chaud et sec qui en contactant les particules humides va (a) augmenter leur température et (b) emporter une partie de leur humidité. Il s’ensuit que la température du gaz chaud baisse et sa teneur en humidité augmente une première fois lorsqu’il passe à travers le second plateau (1 b), puis une deuxième fois lorsqu’il passe à travers le premier plateau (1 a). Le gaz sortant du premier plateau a donc une teneur en humidité trop élevée pour être recirculé tel quel. En pratique, le gaz ainsi refroidi et humidifié est donc soit évacué à l’extérieur de l’enceinte dans l’atmosphère ou pour une autre utilisation tel qu’un échangeur de chaleur ou un humidificateur (cf. flèches pointillées à la Figure 1 évacuant les gaz hors du sécheur vers le haut par une cheminée (6) du sécheur), soit recirculé après séchage et réchauffement. Le système de soufflage peut comprendre un ou, de préférence, plusieurs ventilateurs. Le ou les ventilateurs peuvent être configurés pour aspirer les gaz chauds en créant une dépression en aval des plateaux. Dans cette variante, le ou les ventilateurs sont positionnés en aval du premier plateau (1 a). Dans une variante alternative, le ou les ventilateurs peuvent être configurés pour souffler le gaz chaud en créant une pression positive en amont du second plateau (1 b). Dans cette variante, le ou les ventilateurs sont positionnés en amont du second plateau (1 b). Les termes « amont » et « aval » utilisés pour définir le système de soufflage sont définis par rapport au sens de déplacement du gaz à travers le second plateau (1 b) avant de passer à travers le premier plateau (1 a).
[0035] Le sécheur de la présente invention se distingue des sécheurs antérieurs en ce qu’il comprend en outre une sonde de sortie (7) située au niveau de la seconde unité de récupération (3b) ou dans le système d’évacuation (4o) et configurée pour mesurer la teneur finale en humidité (H1 b) des particules dans ou sortant de la seconde unité de récupération (3b). Un processeur (11) est couplé à la sonde de sortie (7), aux premier et second moteurs (5a, 5b) et à l’unité d’alimentation (9) et est configuré pour optimiser des paramètres de séchage comme suit,
• extraire les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) des particules mesurées par la sonde de sortie (7) au cours du temps, et les comparer à la teneur cible d’humidité (H1t),
• si les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) ne sont pas comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E), modifier des valeurs des vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux (1 a, 1 b) et, optionnellement d’un débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9), afin d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E).
BOUCLE DE CONTRÔLE DE SORTIE BASÉE SUR LES MESURES PAR LA SONDE DE
SORTIE (7)
[0036] Le sécheur de la présente invention est contrôlé par le processeur (11) à travers une première boucle de contrôle appelée boucle de contrôle de sortie. La boucle de contrôle de sortie est basée sur les principes suivants.
[0037] Pour une épaisseur d’une couche de particules constante, une vitesse de rotation plus lente d’un des plateaux augmente le temps de séchage des particules sur ce plateau et est donc indiqué dans le cas où les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) des particules mesurées par la sonde de sortie (7) sont supérieures à la teneur cible d’humidité (H1t) (Le., les particules sont encore trop humides). Inversement, une vitesse plus rapide de rotation d’un des plateaux diminue le temps de séchage des particules et est indiqué lorsque les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) des particules mesurées par la sonde de sortie (7) sont inférieures à la teneur cible d’humidité (H1t). Si les particules sont trop sèches ou plus sèches que nécessaire ou qu’admissible, cela indique que le sécheur gaspille de l’énergie pour rien.
[0038] De préférence, le processeur (1 1) contrôle la vitesse de rotation du second plateau (1 b) qui agit en « master » en imposant que le premier plateau (1 a) qui agit en « slave » adapte automatiquement sa vitesse de rotation à celle du second plateau (1 b) « master ». Le premier plateau (1 a) adapte sa vitesse automatiquement à celle du second plateau (1 b) en tournant à une vitesse proportionnelle à celle du second plateau (1 b) qui est « master ». Le coefficient de proportionnalité (tua / wb) entre les vitesses de rotation du premier plateau (1 a) et du second plateau (1 b) est prédéfini et est de préférence négatif (Le., le premier plateau (1 a) tourne en sens inverse du second plateau (1 b)). Dans une variante préférée, la valeur absolue du coefficient de proportionnalité (tua / wb) est comprise entre 0.7 et 1 .3, de préférence entre 0.8 et 1 .05. De préférence, en valeurs absolues, la vitesse de rotation du premier plateau (1 a) est égale à la vitesse de rotation du second plateau (1 b). Si le premier plateau (1 a) tourne plus vite que le second plateau (Le., |wa / wb| > 1), l’épaisseur de la couche de particules sur le second plateau (1 b) est supérieure à celle du premier plateau (1 a). Inversement, si |wa / wb| < 1), l’épaisseur de la couche de particules sur le second plateau (1 b) est inférieure à celle du premier plateau (1 a). Par conséquent, si |wa / wb| = 1 , l’épaisseur de la couche de particules sur le second plateau (1 b) est sensiblement égale à celle du premier plateau (1 a).
[0039] Enfin, pour une vitesse constante de rotation du premier plateau (1 a), diminuer le débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9) a pour effet de diminuer l’épaisseur de la couche de particules formée sur le premier plateau (1 a). Les particules du premier plateau sont ainsi séchées plus rapidement par le flux de gaz chaud. Une telle diminution du débit est donc indiquée lorsque les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) mesurées par la sonde de sortie (7) sont supérieures à la teneur cible d’humidité (H 11) (Le., les particules sont encore trop humides). Inversement, augmenter le débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9) a pour effet d’augmenter l’épaisseur de la couche de particules formée sur le premier plateau (1 a). Un plus grand volume de particules du premier plateau sont ainsi séchées par le flux de gaz chaud. Une telle augmentation du débit est donc indiquée lorsque les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) mesurées par la sonde de sortie (7) sont inférieures à la teneur cible d’humidité (H1t) (Le., les particules sont encore plus sèches que nécessaire).
[0040] Tenant compte des effets décrits ci-dessus, le processeur (11) est configuré pour contrôler les vitesses de rotation (tua, wb) des premiers et second plateaux (1 a, 1 b) ainsi que le débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9) de la manière suivante illustrée aux Figures 3, 6 et 7. La Figure 3 illustre de manière schématique des variations de la teneur finale en humidité (H1 b) des particules mesurée par la sonde de sortie (7). La teneur cible d’humidité (H1t) et la plage cible prédéfinie (Hlt +e), sont représentées par une ligne continue centrée entre deux lignes traitillées. Chaque fois que la teneur finale en humidité (H1 b) mesurée sort de la plage cible prédéfinie (H 11 +E), le processeur (11) peut varier l’un ou plusieurs parmi les vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux (1 a, 1 b) et le débit d’alimentation (dma / dt) afin que la teneurfinale en humidité (H1 b) mesurée tombe dans la plage cible prédéfinie (H1t ±e). Ceci permet de définir des vitesses de référence (war, wbr) des premier et second plateaux (1 a, 1 b) et un débit d’alimentation de référence (dmar / dt) permettant de sécher les particules dans la plage cible prédéfinie (H1t +E). La Figure 3 illustre des variations constantes de la teneur finale en humidité (H1 b) des particules pour illustrer les possibles variations de paramètres que le processeur (1 1) peut contrôler. En réalité, une fois qu’un état stationnaire est trouvé, les valeurs de référence (war, wbr, dmar/dt) permettant de sécher les particules dans la plage cible prédéfinie sont enregistrées et maintenues tant qu’une variation importante de l’état stationnaire n’intervienne.
[0041] Comme illustré aux Figures 3, et 6 (et 7 et 8), la sonde de sortie (7) mesure la teneur finale en humidité (H1 b) des particules. Si H1 b est dans la plage cible prédéfinie (H1t +E), alors le processeur maintient les valeurs de référence (war, wbr, dmar/dt) (cf. Figure 3, zones ombrées, et Figure 7, branche « oui » du losange losange [H1 b = H1t ±E?]). Si par contre, H1 b sort de la plage cible prédéfinie (H1t +E), alors le processeur est configuré pour agir de la manière suivante.
[0042] Dans un premier cas, où les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) sont supérieures à la plage cible prédéfinie (Le., H1 b > H1t + E), alors le processeur (11) détermine des valeurs théoriques des vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux (1 a, 1 b) et / ou du débit d’alimentation (dma / dt) permettant d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible. Comme illustré aux Figures 3 (sections de courbe (H1 b) au- dessus de la ligne traitillée « +E ») et 6 (branche « oui » du losange [H1 b > H1t ±E?)], alors le processeur est configuré pour
• diminuer la seconde vitesse de rotation (|wb|) du second plateau (1 b) à la valeur théorique correspondante,
• diminuer la première vitesse de rotation (|wa|) du premier plateau (1 a) à la valeur théorique correspondante ; de préférence le premier plateau est soumis (= « slave ») au second plateau (1 b) (= master ») en adaptant automatiquement sa vitesse de rotation proportionnellement à celle du second plateau, et / ou
• diminuer le débit d’alimentation (dma / dt) de particules réparties sur le premier plateau (1 a) à la valeur théorique correspondante.
[0043] Dans un second cas, où les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) sont inférieures à la plage cible prédéfinie (Le., H1 b < H1t - fi), alors le processeur (11) détermine des valeurs théoriques des vitesses de rotation (tua, wb) et du débit d’alimentation (dma / dt) des particules sur le premier plateau (1 a) permettant d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H 11 +E). Ceci permet (1) de sécher un volume donné de particules à la plage cible prédéfinie en moins de temps et donc moins cher. Comme illustré aux Figures 3 (sections de courbe (H1 b) en-dessous de la ligne traitillée « -E ») et 6 (branche « non » du losange [H1 b > H1t ±E?]), alors le processeur est configuré pour,
• augmenter la seconde vitesse de rotation (|wb|) du second plateau (1 b) à la valeur théorique correspondante,
• augmenter la première vitesse de rotation (|wa|) du premier plateau (1 a) à la valeur théorique correspondante, par exemple, proportionnellement à la seconde vitesse de rotation (wb) du second plateau (1 b), et / ou
• augmenter le débit d’alimentation (dma / dt) de particules réparties sur le premier plateau (1 a) à la valeur théorique correspondante.
SONDE D’ENTRÉE (8)
[0044] La boucle de contrôle de sortie basée sur la mesure par la sonde de sortie (7) décrite supra permet de déterminer avec succès des vitesses de rotation de référence (war, wbr) des plateaux (1 a, 1 b) et un débit d’alimentation de référence (dmar / dt) permettant de sécher des particules jusqu’à une teneur finale en humidité (H1 b) comprise dans la plage cible prédéfinie à condition que la teneur initiale en humidité (HOa) des particules avant séchage soit sensiblement constante, Le., comprise dans une plage de référence prédéfinie (+5) autour d’une valeur moyenne de référence (HOr) (Le., HOa = HOr +5).
[0045] Si la teneur initiale en humidité (HOa) des particules varie sensiblement (i.e. |dH0a / dt| > <5) dans une plage de temps (tO), la sonde de sortie (7) ne détectera une telle variation qu’après un délai (At) nécessaire aux particules déposées sur le premier plateau (1 a) dans la plage de temps (tO) de faire une rotation sur le premier plateau (1 a), être transférées sur le second plateau (1 b) et faire une rotation sur le second plateau jusqu’à atteindre la seconde unité de récupération (3b) et la sonde de sortie (7). Le processeur (11) ne pourra réagir à ces variations d’humidité qu’après le délai (At) qui est beaucoup trop long, et qui sera inutile si la teneur initiale en humidité (HOa) des particules aura de nouveau varié sensiblement pendant ce délai (i.e., si tO < At). Il est donc intéressant de connaître la valeur de la teneur initiale en humidité (HOa) des particules au cours du temps.
[0046] Pour pallier ce problème, une variante préférée du sécheur de la présente invention comprend en plus de la sonde de sortie (7) discutée supra, également une sonde d’entrée (8) placée au niveau de l’unité d’alimentation (9) ou de la première unité de répartition (2a). La sonde d’entrée (8) est configurée pour mesurer une teneur initiale en humidité (HOa) des particules entrant ou situées dans la première unité de répartition (2a).
[0047] Dans une variante préférée illustrée à la Figure 8, le processeur est configuré pour optimiser les paramètres de séchage sur base des valeurs (H1 b) mesurées par la sonde de sortie (7) uniquement pendant une période pendant laquelle la teneur initiale en humidité (HOa) a une valeur initiale qui est sensiblement constante, ne variant pas de plus de la plage de référence prédéfinie (+5) autour de la valeur moyenne de référence (HOr) (i.e., si |dH0a / dt| < ô, ou si HOa = HOr +5) (cf. Figure 8, losange [HOa HOr + 5]).
[0048] Par cette configuration, le processeur peut déterminer les valeurs de référence optimales des vitesses de rotation (war, wbr) des plateaux (1 a, 1 b) et du débit d’alimentation (dmar / dt) pour sécher les particules dans la plage désirée dans un mode de fonctionnement stationnaire, i.e., où la teneur initiale en humidité (HOa) des particules reste sensiblement constante pendant le procédé de séchage. Si les particules à sécher d’un batch donné ont des teneurs initiales en humidité (HOa) qui varient sensiblement d’une zone à l’autre du batch, deux solutions s’offrent à la personne du métier. Une première option comprend une étape de mélange des particules avant le séchage afin d’homogénéiser la teneur initiale en humidité (HOa) des particules. Une seconde option, que le sécheur de la présente invention permet d’implémenter est de faire varier l’épaisseur de la couche de particules déposées sur le premier plateau (1 a) en fonction des variations de la teneur initiale en humidité (HOa) des particules. Pour ce faire, le processeur (11) peut comprendre une seconde boucle de contrôle, appelée boucle de contrôle d’entrée, basée sur les mesures par la sonde d’entrée (8). BOUCLE DE CONTRÔLE D’ENTRÉE BASÉE SUR LES MESURES PAR LA SONDE D’ENTRÉE (8)
[0049] Comme indiqué supra, dans une variante préférée du sécheur de la présente invention, le processeur (11) comprend une boucle de contrôle d’entrée, basée sur les mesures par la sonde d’entrée (8). La Figure 9 est semblable à la Figure 8 avec en plus la boucle de contrôle d’entrée décrite dans la présente section. Dans cette variante, l’unité d’alimentation (9) est couplée à une source (20) de particules à sécher, et le processeur (11) est configuré pour atténuer ou éliminer des variations dans le temps (dH1 b / dt) des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) dues à des variations dans le temps (dHOa / dt) des valeurs de teneurs initiales en humidité (HOa) des particules à sécher. Comme illustré aux Figures 4 et 8, le processeur (11) est donc configuré pour extraire les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) mesurées par la sonde d’entrée (8) au cours du temps, et comparer si les valeurs initiales restent comprises dans la plage de référence prédéfinie (+5) autour de la valeur moyenne de référence (HOr) (Le., si |dH0a / dt| < ô, ou si HOa = HOr +5) (cf. Figure 9, branche « oui » du losange [H1 b = H1t +E?] suivi du losange [HOa = HOr ±5?]).
[0050] Si les valeurs initiales ne sont pas comprises dans la plage de référence prédéfinie (Le., si |dH0a / dt| > ô ou, de manière équivalente, si HOa HOr + 5), le processeur est configuré pour modifier le débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9), sans modifier les vitesses de rotation de référence (war, wbr) des premier et second plateaux (1 a, 1 b), afin de modifier dans le temps l’épaisseur de la couche de particules déposées sur le premier plateau (1 a) et ainsi modifier une teneur intermédiaire en humidité (H1 a) des particules à la sortie du premier plateau (1 a), avant d’être transférées sur le second plateau (cf. Figure 4 graphe « dma/dt », en réponse aux variations de la teneur initiale en humidité (HOa) mesurée, et graphes « da » et « H1 b » illustrant les conséquences des variations de dma/dt sur l’épaisseur (da) de la couche de particules sur le premier plateau (1 a) et finalement sur la valeur de la teneur finale en humidité (H1 b) qui se maintient ainsi dans la plage cible prédéfinie.
[0051] Il est clair que si la valeur moyenne de l’épaisseur de la couche déposée sur le premier plateau (1 a) varie d’un tour à l’autre, l’épaisseur de la couche formée sur le second plateau (1 b) par les particules transférées du premier plateau (1 a) va varier selon ces variations. Cependant contrairement au premier plateau (1a), sur lequel l’épaisseur de la couche de particules peut varier d’un secteur angulaire du premier plateau (1 a) à un autre, l’épaisseur de la couche de particules sur le second plateau (1 b) est sensiblement constante. En effet, l’unité de transfert (4t) mélange et homogénéise la masse de particules récoltée par la première unité de récupération (3a) et dépose les particules sur le second plateau (1 b) à un débit constant, formant ainsi une couche d’épaisseur sensiblement constante sur le second plateau (1 b).
[0052] Grâce à la boucle de contrôle d’entrée, il est possible d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible (H1t +E) même dans le cas où les valeurs initiales (HOa) varient sensiblement dans le temps de répartition sur le premier plateau (1 a). Avec cette boucle de contrôle d’entrée, l’épaisseur de la couche de particules déposée sur le premier plateau (1 a) peut varier avec l’angle azimutal, permettant ainsi de répondre quasi instantanément aux variations (dHOa / dt) des teneurs initiales en humidité (HOa) dans le temps de répartition. Ceci permet d’obtenir après un tour du premier plateau (1 a) une teneur intermédiaire en humidité (H1 a) sensiblement constante des particules à la sortie du premier plateau (1 a), avant d’être transférées sur le second plateau (1 b), indépendamment des variations de teneurs initiales en humidité (HOa) des particules dans la première unité de répartition (2a).
[0053] La boucle de contrôle d’entrée basée sur la sonde d’entrée (8) est subordonnée à la boucle basée sur la sonde de sortie (7). La boucle de contrôle de sortie basée sur la sonde de sortie (7) définit les paramètres de base de fonctionnement du sécheur, incluant les vitesses de rotation (œa, wb) des premier et second plateaux (1 a, 1 b) et le débit d’alimentation (dma / dt) pour un batch donné de particules. Ces paramètres de base peuvent rester constants tant que les propriétés du batch de particules à sécher sont sensiblement constantes, telles que teneur en humidité initiale (HOa), taille et distribution de tailles des particules, etc. La boucle de contrôle de sortie est donc un contrôle sur le long terme, alors que la boucle de contrôle d’entrée est un contrôle instantané basé sur le court terme.
[0054] En effet, la boucle de contrôle d’entrée basée sur la sonde d’entrée (8) permet d’adapter ces paramètres aux variations instantanées de la teneur initiale en humidité (HOa) des particules dans ce batch. La boucle de contrôle d’entrée permet de réagir très rapidement à des variations de la teneur initiale en humidité (HOa) des particules en contrôlant le débit d’alimentation (dma / dt) selon la teneur initiale en humidité (HOa) mesurée par la sonde d’entrée (8).
[0055] En particulier, si les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) sont inférieures à la plage de référence (Le., HOa < HOr - 5), alors le processeur (11) détermine une valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant d’augmenter l’épaisseur de la couche de particules réparties par la première unité de répartition (2a) sur le premier plateau (1 a). Ceci permet d’assurer que la teneur en humidité intermédiaire (H1 a) des particules adjacentes à la première unité de récupération (3a) soit compris dans une plage intermédiaire (Le., H1 a = H1 i +y). Le processeur (11) augmente alors le débit d’alimentation (dma / dt) de l’unité d’alimentation à la valeur théorique.
[0056] Inversement, si les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) sont supérieures à la plage de référence (Le., HOa > HOr + 5), alors le processeur (11) détermine une valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant de diminuer l’épaisseur de la couche de particules réparties par la première unité de répartition (2a) sur le premier plateau (1 a). Ceci permet d’assurer que la teneur en humidité intermédiaire (H1 a) des particules adjacentes à la première unité de récupération (3a) soit compris dans la plage intermédiaire (Le., H1 a = H1 i +y). Le processeur diminue alors le débit d’alimentation (dma / dt) de l’unité d’alimentation à la valeur théorique.
[0057] Dans sa détermination de la valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant de varier l’épaisseur de la couche de particules sur le premier plateau (1 a) afin de maintenir les teneurs finales en humidité (H1 b) dans la plage de cible prédéfinie (Le., H1 b = H1t + E), avec les premier et second plateaux (1 a, 1 b) tournant à leurs vitesses de référence (war, wbr) respectives déterminées avec la boucle de contrôle de sortie, le processeur (11) tient compte de la première vitesse de rotation (wa) du premier plateau (1 a) et détermine l’épaisseur de la couche de particules permettant d’obtenir une teneur intermédiaire en humidité (H1 a) des particules sensiblement constante à la sortie du premier plateau (1 a), avant d’être transférées sur le second plateau.
[0058] Si les valeurs de la teneurs initiale en humidité (HOa) des particules varient au point que la valeur moyenne de référence varie aussi, alors varier le débit d’alimentation (dma / dt) des particules sur le premier plateau (1 a) permettra certes d’obtenir une valeur constante des teneurs intermédiaire et finale en humidité (H1 a, H1 b) mais il est possible que la valeur de la teneur finale en humidité (H1 b) sorte de la plage cible prédéfinie (Hlt +e). Pour cette raison, la boucle de contrôle de sortie continue à mesurer la teneur finale en humidité (H1 b) des particules, et si cette valeur sort de la plage cible prédéfinie, le contrôleur (11 ) peut déterminer une nouvelle valeur des vitesses de référence (war, wbr) des premier et second plateaux (1 a, 1 b) permettant de ramener la teneur finale en humidité (H1 b) dans la plage cible prédéfinie (Hlt +e) (cf. Figure 9, boucle [mesurer H1 b] - [mesurer HOa]).
STRUCTURE DU SECHEUR - UNITÉ D’ALIMENTATION (9)
[0059] L unité d’alimentation (9) est couplée en amont à une source (20) de particules à sécher, par exemple stockée dans un silo, un container, une benne, etc. et, en aval, à la première unité de répartition (2a). L’unité d’alimentation (9) permet de préférence de contrôler précisément et de varier le débit d’alimentation en particules vers la première unité de répartition (2a) afin de pouvoir varier l’épaisseur (da) de la couche de particules déposée sur le premier plateau par la première unité de répartition (2a) en réponse à la boucle de contrôle de sortie et / ou d’entrée.
[0060] Toute unité d’alimentation permettant un tel contrôle connu de l’homme du métier peut être utilisé et la présente invention n’est pas limitée à un type ou modèle particulier d’unité d’alimentation. Par exemple, l’unité d’alimentation (9) peut comprendre une ou plusieurs vis d’Archimède dont la vitesse de rotation contrôle le débit d’alimentation (dma / dt) des particules alimentant la première unité de répartition (2a). De manière alternative, l’unité d’alimentation peut comprendre un tapis roulant dont la vitesse de déplacement peut être contrôlée afin de contrôler le débit d’alimentation (dma / dt). STRUCTURE DU SECHEUR - 1er ET 2nd UNITÉS DE RÉPARTITION (2a, 2b)
[0061] L’unité d’alimentation (9) est couplée en aval à la première unité de répartition (2a) et est configuré pour alimenter la première unité de répartition (2a) à un débit d’alimentation contrôlé par le processeur. La première unité de répartition (2a) des particules à sécher sur le premier plateau (1 a) a pour but de répartir les particules à sécher de manière homogène le long d’un rayon du premier plateau (1 a). De manière générale, la première unité de répartition (2a) comprend,
• une structure s’étendant de la périphérie extérieure à la périphérie intérieure d’un plateau, suivant de préférence un rayon de celui-ci,
• des moyens de transport des particules de la périphérie extérieure à la périphérie intérieure des plateaux, et enfin
• des moyens de déposition desdites particules depuis les moyens de transport vers les plateaux.
[0062] Plusieurs solutions sont possibles. Par exemple, le transport des particules de la périphérie extérieure vers la périphérie intérieure des plateaux peut être assurée par une bande transporteuse, soit perforée, soit inclinée transversalement de sorte à permettre aux particules de saupoudrer le plateau situé en-dessous. Pour assister au saupoudrage, la bande peut être vibrée. Dans une variante alternative et préférée, la première unité de répartition (2a) comprend au moins une vis d’Archimède s’étendant le long d’un rayon du premier plateau (1 a), afin de transporter les particules de la périphérie extérieure vers la périphérie intérieure du premier plateau (1 a). Ladite au moins une vis d’Archimède est enfermée dans une enceinte munie d’une ou plusieurs ouvertures s’étendant vers le bas et le long dudit rayon du premier plateau (1 a) afin de permettre le saupoudrage des particules de manière homogène le long du rayon du premier plateau (1 a).
[0063] Dans le cas d’une vis d’Archimède, si les particules à sécher sont déversées par l’unité d’alimentation (9) à une première extrémité de la vis d’Archimède de la première unité de répartition (1 a), par exemple adjacente à l’enceinte (10), le risque est grand que l’épaisseur de la couche de particules diminue le long du rayon du premier plateau (1 a) au fur et à mesure qu’on s’approche du centre du plateau. Un tel gradient d’épaisseur (d(da) / dR) n’est pas conseillé car cela entraîne un gradient le long du rayon du premier plateau (1 a) en teneurs intermédiaires en humidité (H1 a) des particules après un tour sur le premier plateau (1 a). Pire encore, si la couche devient si fine que des trous apparaissent dans la couche de particules, cela crée des zones de faible résistance au flux de gaz chaud qui passera préférentiellement par ces zones au détriment des particules à sécher.
[0064] Pour pallier ce problème, la première unité de répartition (2a) s’étendant le long d’un rayon du premier plateau (1 a) peut comprendre, tel qu’illustrée dans les Figures 5(a) et 5(b), une vis de répartition (21) et une vis de recirculation (22), placées côte à côte et enfermées dans un caisson (2h). Le caisson (2h) comprend une ouverture d’alimentation couplée à une sortie (9o) de l’unité d’alimentation (9). L’ouverture d’alimentation est configurée pour délivrer des particules provenant de l’unité d’alimentation (9) vers une extrémité de la vis de répartition (21). Par exemple, l’ouverture d’alimentation peut se trouver au-dessus de la vis de répartition (21) afin de permettre aux particules de tomber par gravité dans le caisson (2h- et d’être emportées par la rotation dans un premier sens de la vis de répartition (21) le long du rayon du premier plateau (1 a).
[0065] Une ouverture de répartition (2o) s’étend le long de la longueur d’une face inférieure du caisson (2h), en-dessous de la vis de répartition (21) afin que les particules puissent sortir du caisson (2h) par gravité et tomber sur le premier plateau (1 a) le long de son rayon. Afin d’éviter que les particules tombent majoritairement dans une section adjacente à l’ouverture d’alimentation (9o), la vis de répartition (21) n’est que partiellement séparée de la vis de recirculation (22), permettant à un surplus de particules de passer de la vis de répartition (21) vers la vis de recirculation (22), qui tourne dans un second sens, opposé au premier sens de rotation de la vis de répartition (21) de sorte à transporter les particules ainsi transvasées dans la direction de l’enceinte (10). A l’extrémité de la vis de recirculation (22) adjacente à l’enceinte, la vis de recirculation (22) est munie d’une palette (22s) qui, par rotation de la vis de recirculation (22) renvoie les particules vers la vis de répartition (21). Une palette (21s) semblable est agencée à l’extrémité de la vis de répartition (21) proche du centre du sécheur afin de transvaser vers la vis de recirculation (22) les particules se trouvant à cette extrémité sans tomber sur le premier plateau (1 a) à travers l’ouverture de répartition (2o). Une première unité de répartition (2a) de ce type permet une répartition homogène des particules le long du rayon du premier plateau (1 a), assurant ainsi que l’épaisseur (da) de la couche de particules déposées sur le premier plateau (1 a) soit radialement sensiblement constante.
[0066] La seconde unité de répartition (2b) remplit pour le second plateau (1 b) les mêmes fonctions que la première unité de répartition (2a) pour le premier plateau (1 a), à la différence qu’il n’est pas alimenté en amont par une unité d’alimentation (9) mais par l’unité de transfert (4t) discutée plus bas. Elle peut être différente de la première unité de répartition (2a), mais les première et seconde unités de répartition (2a, 2b) sont de préférence semblables et même de préférence identiques. La seconde unité de répartition (2b) est de préférence du type discuté supra en référence aux Figures 5(a) et 5(b). Même si semblables, les première et seconde unités de répartition (2a, 2b) ne doivent pas nécessairement fonctionner au même débit, et les couches déposées sur les premier et second plateaux (1 a, 1 b) ne doivent pas nécessairement avoir la même épaisseur (da, db).
STRUCTURE DU SECHEUR - 1er ET 2nd UNITÉS DE RÉCUPÉRATION (3a, 3b) ET UNITÉ DE TRANSFERT (4t)
[0067] La première unité de récupération (3a) du premier plateau (1 a) permet de récupérer les particules déposées sur le premier plateau (1 a) après un tour de rotation de celui-ci. La première unité de récupération (3a) est donc positionnée en amont de la première unité de répartition, adjacent à celui-ci de sorte que les particules ayant une teneur initiale en humidité (HOa) déposées sur le premier plateau par la première unité de répartition puissent faire une rotation, de préférence comprise entre 340 et 360°, ou de préférence entre 345 et 355° avant d’être recueillies et évacuées du premier plateau (1 a) avec une teneur intermédiaire en humidité (H1 a) par la première unité de récupération (3a). Pour maximiser l’angle de rotation des particules sur le premier plateau (1 a) entre la première unité de répartition (2a) et la première unité de récupération (3a), elles sont de préférence agencées une à côté de l’autre, ou même la première unité de répartition (2a) peut être agencée au-dessus de la première unité de récupération (3a).
[0068] Comme illustré dans les Figures 6(a) et 6(c), la première unité de récupération (3a) comprend de préférence au moins une vis d’Archimède (32v) s’étendant le long d’un rayon dudit plateaux qui est enfermée dans un caisson (3h) muni d’une ou plusieurs ouvertures de récupération (3i) s’étendant le long dudit rayon du plateau correspondant. Les ouvertures sont reliées à un racleur (3r) ou brosse apte à récolter et diriger les particules amenées par la rotation du premier plateau (1 a) à travers l’ouverture de récupération (3i) dans le caisson (3h) de la vis d’Archimède (32v). En tournant, la vis d’Archimède transporte les particules ainsi recueillies vers une ouverture d’évacuation (3o) qui est reliée à l’unité de transfert (4t). La première unité de récupération (3a) est ainsi couplée en aval à l’unité de transfert (4t) configurée pour transférer les particules ainsi recueillies par la première unité de récupération (3a) vers le second plateau (1 b).
[0069] Les Figures 6(b) et 6(d) illustrent une autre variante de première unité de récupération (3a), particulièrement adaptée, mais pas uniquement, aux cas où le premier plateau (1 a) comprend un rebord circonférentiel surélevé imposant de surélever la vis d’Archimède (32v) au- dessus de ce rebord. Comme dans la variante des Figures 6(a) et 6(c), dans la présente variante, la première unité de récupération (3a) comprend une vis d’Archimède (32v) dont la rotation permet de transporter radialement les particules recueillies le long d’un rayon du premier plateau (1 a) vers l’extérieur de celui-ci et de les décharger vers l’ouverture d’évacuation (3o) reliée à l’unité de transfert (4t). Dans la présente variante, la première unité de récupération (3a) comprend de plus un moulin multipale (3s) disposé en amont de et parallèle à la vis d’Archimède (32v). La rotation du moulin multipale (3s) permet d’alimenter la vis d’Archimède (32v) même si elle est surélevée par rapport à la surface du premier plateau. Dans tous les cas, le moulin multipale (3s) assure une alimentation en particules reproductible et fiable de la vis d’Archimède (32v).
[0070] L’unité de transfert (4t) est couplée en amont à la première unité de récupération (3a) du premier plateau (1 a) et en aval à la seconde unité de répartition (2b) du second plateau (1 b). La fonction de l’unité de transfert (4t) est donc de transférer les particules partiellement séchées du premier plateau (1 a) vers le second plateau (1 b) pour finaliser le séchage des particules. Le type d’unité de transfert (4t) des particules du premier plateau (1 a) vers le second plateau (1 b) dépend de la configuration du sécheur. Si le premier plateau (1 a) est le plateau supérieur, le moyen de transfert peut être un simple tube reliant la première unité de récupération (3a) du premier plateau (1 a) à la seconde unité de répartition (2b) du second plateau, dans lequel les particules tombent par gravité. Si, au contraire, le premier plateau (1 a) est le plateau inférieur, il est préférable que l’unité de transfert (4t) comprenne une vis d’Archimède permettant de monter les particules du premier plateau (1 a) inférieur vers le second plateau (1 b) supérieur. Cette configuration du plateau inférieur formant le premier plateau (1 a) et le plateau supérieur formant le second plateau (1 b) a l’avantage de diminuer la mise en suspension des particules les plus fines, car dans cette configuration, le gaz chaud s’écoule du haut vers le bas, écrasant les particules contre les plateaux respectifs.
[0071] La seconde unité de récupération (3b) remplit pour le second plateau (1 b) les mêmes fonctions que la première unité de récupération (3a) pour le premier plateau (1 a), avec les différences suivantes,
• Les particules recueillies par la seconde unité de récupération (3b) ont une teneur finale en humidité (H1 b) qui doit se trouver dans la plage cible prédéfinie (H1 b = H 11 + E), après un premier tour de rotation sur le premier plateau (1 a) et un second tour de rotation sur le second plateau (1 b) exposées à un flux de gaz chaud traversant le second plateau (1 b) avant de traverser le premier plateau (1 a),
• la seconde unité de récupération (3b) n’est pas couplée en aval à l’unité de transfert (4t) mais est couplée par l’ouverture de récupération (3o) à un système d’évacuation (4o) qui évacue les particules hors du sécheur.
[0072] La seconde unité de récupération (3b) peut être différente de la première unité de récupération (3a), mais les première et seconde unités de récupération (3a, 3b) sont de préférence semblables et même de préférence identiques.
PREMIER ET SECOND PLATEAUX (1a, 1 b)
[0073] Le sécheur selon la présente invention est particulièrement avantageux car il peut être utilisé pour sécher des particules de granulométries très différentes allant de particules fines telles que des sciures, des grains fin, des poudres céramiques, polymères ou métalliques, à des particules plus grossières, telles des déchets de bois, copeaux, pellets, des déchets agricoles, des écorces de maïs, etc. en changeant rapidement et facilement le diamètre des orifices des plateaux de la manière suivante. Les premiers et second plateaux (1 a, 1 b) peuvent ainsi comprendre une structure rigide auto-portante à haute perméabilité de type caillebotis, sur laquelle est posée une couche filtrante comprenant des ouvertures de taille et densité correspondant à la perméabilité désirée selon le type et la granulométrie des particules à sécher. La couche filtrante peut être une tôle perforée, un tamis, une grille ou une toile. Pour faciliter la mise en place d’une telle couche filtrante, elle peut être découpée en secteurs angulaires, qu’on peut poser et fixer côte à côte directement sur le caillebotis ou autre structure auto-portante à haute perméabilité. Ceci serait impossible dans la pratique avec des sécheurs à bande ou à plateaux perforés qui sont dédiés à sécher des particules d’un type unique de granulométrie.
[0074] La séquence de superposition des premier et second plateaux (1 a, 1 b) dépend des applications et des préférences. Par exemple, le premier plateau (1 a) peut être situé en dessus du second plateau (1 b) et le gaz chaud (par exemple de l’air chaud) circule du bas vers le haut. Un avantage de cette variante est que le transfert des particules partiellement séchées du premier plateau (1 a) supérieur vers le second plateau (1 b) inférieur par l’unité de transfert (4t) se fait du haut vers le bas, assisté par la gravité ; un simple tube reliant la première unité de récupération (3a) à la seconde unité de répartition (2b) suffit. Par contre, comme le flux de gaz chaud circule du bas vers le haut à travers les second et premier plateaux, respectivement, les particules peuvent s’envoler et créer de la poussière. Une légère fluidisation de la couche de particules peut être avantageuse pour le séchage de celles-ci, mais il faut éviter la formation d’un nuage de poussières fines en suspension dans l’air. Cette configuration convient donc mieux au séchage de particules plus lourdes qui ne forment pas facilement un nuage de poussière.
[0075] Pour les particules plus légères ou plus fines, le premier plateau (1 a) peut être au contraire situé en dessous du second plateau (1 b) et le gaz chaud circule ainsi du haut vers le bas, comme représenté aux Figures 1 à 7. Dans cette configuration, les particules sont plaquées contre le plateau sur lequel elles se trouvent ce qui compacte la couche de particules et diminue considérablement la mise en suspension de poussières. Le compactage de la couche de particules par un flux de gaz chaud du haut vers le bas risque de former des gradients de température et humidité dans l’épaisseur de la couche plus importants que dans une couche légèrement fluidisée par un flux de gaz chauds du bas vers le haut. Cependant, les particules ayant des température et teneur d’humidité différentes sont mélangées lors de la récupération des particules du premier plateau (1 a) et de leur transfert vers le second plateau (1 b) par l’unité de transfert (4t) comprenant, par exemple, une vis d’Archimède. Le brassage effectué dans l’unité de transfert (4t) permet d’encore augmenter l’efficacité du séchage en remélangeant les particules permettant ainsi de déposer une couche de particules de température et teneur en humidité homogènes sur l’épaisseur de la couche.
[0076] Les Figures 1 et 2 illustrent des sécheurs comprenant deux plateaux. Cependant, pour réduire l’espace au sol occupé par l’équipement, il est tout à fait possible de monter :
• au moins un troisième plateau circulaire monté sensiblement horizontalement à une certaine distance du, et séparé du premier plateau (1 a) par, le second plateau (1 b), en rotation autour de l’axe vertical (Z), dans le sens inverse de rotation du second plateau, la surface dudit plateau étant perforée et perméable aux fluides tels l’air et la vapeur d’eau et l’eau, et
• un moyen de transfert des particules récoltées du second plateau (1 b) par le moyen de récupération (2b) vers un troisième moyen de répartition apte à répartir lesdites particules le long d’un rayon du troisième plateau.
[0077] Il est clair qu’on peut monter autant de plateaux parallèles en rotation autour de l’axe Z que désiré et selon les besoins d’une application particulière. Cependant, un sécheur comprenant deux plateaux (1 a, 1 b) convient à la majorité des applications. L’utilisation de plusieurs plateaux superposés permet de réduire le diamètre extérieur des plateaux, mais augmente le prix de production du sécheur. [0078] Les plateaux (1 a, 1 b) sont enfermés dans une enceinte extérieure de diamètre correspondant au diamètre des plateaux avec assez de marge pour éviter des frottements, mais aussi peu que possible pour permettre d’étanchéifier l’interface entre les plateaux et la paroi extérieure. L’étanchéité peut être assurée par exemple par une jupe flexible fixée à la paroi extérieure et reposant sur un rebord surélevé de la circonférence des plateaux. De cette manière, la couche de particules reposant sur un plateau en rotation n’est pas en contact avec la jupe statique, assurant ainsi une bonne étanchéité et une intégrité de la couche de particules sur le plateau. Ceci n’est pas possible à réaliser sur un sécheur à bande, dans lequel la jupe d’étanchéité est placée entre la bande roulante et les particules se trouvant sur les bords de la bande. Il y a donc une frange de particules en contact avec la jupe statique à chaque bord de la bande qui ne se déplace pas à la même vitesse que les particules se trouvant au milieu de la bande.
[0079] Comme illustré à la Figure 1 , la partie centrale des plateaux est préférablement creuse et incluse dans une cheminée (6) qui est cylindrique, intérieure et centrée sur l’axe de rotation (Z). Une telle cheminée (6) s’élevant sur pratiquement toute la hauteur du sécheur, en tout cas entre les plateaux supérieur et inférieur, comprend de nombreux avantages, qui compensent amplement la perte en surface disponible pour le séchage. En effet, si le diamètre extérieur des plateaux est D1 et le diamètre de la cheminée cylindrique est D6 = n x D1 , où n < 1 , la perte en surface disponible sur chaque plateau pour le séchage entre un plateau plein et un plateau comprenant une cheminée est D6 / D1 = n2. Par exemple, si la cheminée a le tiers du diamètre de l’enceinte extérieure, la perte en surface disponible pour le séchage n’est que de 1 / 9 11 %. Une cheminée (6) permet tout d’abord un accès aisé par un opérateur à tous les éléments mécaniques de la machine, tels que des paliers, motoréducteurs, vérins, etc. Elle facilite aussi le remplacement des couches poreuses flexibles à déposer et fixer sur les caillebotis donnant aux plateaux leur intégrité mécanique. La cheminée peut également servir à loger les moteurs (5a, 5b) entraînant la rotation des plateaux, ainsi que les ventilateurs servant à générer le flux de gaz chaud, avec l’avantage d’une réduction substantielle des nuisances sonores générées par le sécheur. Dans le cas d’un flux de gaz du haut vers le bas tel que représenté à la Figure 1 , des fenêtres (6w) au bas de la cheminée (6), situées en dessous du plateau inférieur permettent de récupérer le gaz chaud et l’évacuer par le haut à l’intérieur de l’enceinte. De manière alternative, les gaz chauds peuvent être évacués par un espace défini dans une double paroi de l’enceinte (10).
[0080] Par ailleurs, la cheminée (6) permet de fixer les première et seconde unités de répartition (2a, 2b) et de récupération (3a, 3b) à leur deux extrémités afin d’éviter de devoir les fixer en porte- à-faux sur l’enceinte extérieure uniquement. De plus cela dégage de la place aux extrémités intérieures desdits moyens situés côte-à-côte pour accommoder leur largeur. Enfin, une telle structure permet de rigidifier la surface comprise entre la cheminée (6) et l’enceinte extérieure (10), permettant de garder une bonne planéité des plateaux. Ceci est important pour le nettoyage et récupération des particules par un racleur ou une brosse, qui ne sont efficaces que si la surface des plateaux est parfaitement plane.
[0081] Comme la distribution de la granulométrie des particules d’un même type peut être large, il est difficile d’éviter que la fraction la plus fine des particules ne passe à travers les perforations des plateaux et ne tombe sur le ou les plateaux inférieurs, puis sur le plancher de l’enceinte enfermant les plateaux. Afin d’éviter une trop grande accumulation de particules sur le plancher et aussi pour les récupérer, il est avantageux de munir le plancher d’une ouverture d’extraction des particules les plus fines qui se seraient déposées sur le plancher. De plus, un racleur ou brosse fixé de manière solidaire au plateau inférieur et apte à suivre le mouvement de rotation de celui-ci sert à pousser les particules déposées sur le plancher vers ladite ouverture d’évacuation. Comme le racleur ou brosse est fixé au plateau inférieur, il n’est pas nécessaire de le motoriser individuellement.
PRINCIPE DE SÉCHAGE
[0082] Le séchage des particules déposées sur le premier plateau (1 a) perforé, transférées après une rotation donnée du premier plateau vers le second plateau (1 b) perforé et en rotation est assuré par un moyen de soufflage de gaz chaud (5g) suivant un flux sensiblement parallèle à l’axe vertical (Z), passant à travers le second plateau (1 b) avant de passer à travers le premier plateau (1 a), définissant ainsi un système de séchage à contre-courant. Il est important que le flux de gaz chaud et sec passe d’abord par le second plateau (1 b), où les particules sont déjà partiellement séchées par leur séjour sur le premier plateau (1 a), qui est lui atteint par un flux de gaz chaud partiellement chargé en humidité après le passage par le second plateau (1 b).
[0083] Les particules sont réparties sur le premier plateau avec leur teneur initiale (HOa) en humidité. Les particules sont alors emportées par la rotation du premier plateau (1 a) avant d’être récupérées par la première unité de récupération (3a) et transférées vers le second plateau (1 b) par l’unité de transfert (4t). Au cours de la rotation du premier plateau (1 a), les particules sont exposées au flux de gaz chaud sortant du second plateau (1 b), qui est légèrement moins chaud et plus humide que le gaz chaud en amont du second plateau (1 b). Le taux d’humidité des particules se trouvant sur le premier plateau (1 a) diminue sous l’action du flux de gaz chaud au fur et à mesure que la rotation du premier plateau (1 a) progresse, jusqu’à atteindre la première unité de récupération (3a) avec une teneur intermédiaire (H1a) d’humidité inférieure à la teneur initiale (HOa) mais encore supérieure à la teneur finale (H1 b) (qui doit être comprise dans la plage cible prédéfinie) (Le., H1 b < H1 a < HOa). Les particules transférées par l’unité de transfert (4t) arrivent sur le second plateau (1 b) partiellement séchées avec la teneur intermédiaire (HOb = H1 a) d’humidité et entament une seconde rotation, de préférence en sens inverse, où le flux d’air chaud termine de les sécher jusqu’à ce qu’elles atteignent leur taux d’humidité finale (H1 b). Le séchage reste optimal tant sur le premier plateau (1 a) que sur le second plateau (1 b) car les gradients de températures (AT) et d’humidités (AH) entre les particules et les gaz chauds restent élevés sur les deux plateaux. En effet, avec une température supérieure et une teneur d’humidité inférieure aux particules situées sur le premier plateau (1 a), les particules du second plateau (1 b) sont exposées à des gaz plus chauds et plus secs que celles du premier plateau (1 a). Cependant, bien que les particules situées sur le premier plateau (1 a) soient exposées à des gaz moins chauds et plus humides que celles du second plateau, comme elles sont plus humides et moins chaudes que les particules situées sur le second plateau (1 b), les gradients de températures (AT) et d’humidités (AH) entre les particules et les gaz chauds restent élevés.
[0084] Une rotation en sens inverse des premier et second plateaux (1 a, 1 b) optimise le processus de séchage. Le gaz chaud, par exemple de l’air chaud ou tout autre gaz issu d’un procédé de combustion, suit un parcours inverse à celui des particules. Comme la teneur en humidité des particules se trouvant sur le second plateau dépend de leur position angulaire, il s’ensuit que la teneur en humidité de l’air ayant passé à travers le second plateau (1 b) et emporté une partie de l’humidité des particules en transférant une partie de sa chaleur, elle aussi dépend de la position angulaire et sera plus élevée là où les particules touchées par le flux ont une teneur en humidité supérieure, soit dans les angles bas de rotation du second plateau (1 b). Le gaz chaud en aval du second plateau (1 b) est également le gaz en amont du premier plateau.
[0085] La Figure 1 illustre à titre d’exemple des teneurs en humidité des particules selon leur position sur différents secteurs angulaires des premier et second plateaux (1 a, 1 b). On peut voir qu’après avoir traversé les particules du second plateau (1 b) adjacentes à la seconde unité de récupération (3b) qui ont la teneur finale d’humidité (H1 b) la plus basse, la colonne de gaz chaud atteint les particules fraichement déposées sur le premier plateau (1 a) ayant la teneur initiale en humidité (HOa) la plus haute. Ainsi, le premier contact des particules sur le premier plateau avec une colonne de gaz chaud est très efficace pour éliminer rapidement une grande quantité d’eau. Au fur et à mesure que le premier plateau tourne et que les particules perdent de leur teneur initiale en humidité, les gaz chauds sont modérément chargés en humidité mais suffisamment chauds et secs pour baisser la teneur en humidité jusqu’à la teneur intermédiaire (H1 a) qu’elles doivent atteindre avant d’être transférées sur le second plateau (1 b).

Claims

REVENDICATIONS
1. Sécheur pour sécher des particules ayant une teneur initiale en humidité (HOa) jusqu’à atteindre une teneur finale en humidité (H1 b) comprise dans une plage cible prédéfinie centrée autour d’une valeur cible d’humidité (H1t) (Le., H1 b = H1t + E), le sécheur comprenant,
(a) une enceinte comprenant une paroi essentiellement cylindrique s’étendant le long d’un axe vertical (Z)
(b) un premier plateau circulaire monté sur la paroi de ladite enceinte sensiblement normal à l’axe vertical (Z), et en rotation dans un premier sens autour de l’axe vertical (Z) dont la rotation est actionnée par un premier moteur configuré pour impartir une première vitesse de rotation (tua) au premier plateau (1 a), la surface du premier plateau étant perforée et perméable aux fluides tels l’air, la vapeur d’eau et l’eau, et
(c) un second plateau circulaire monté à une certaine distance du premier plateau sur la paroi de ladite enceinte sensiblement normal à l’axe vertical (Z) et en rotation autour dudit axe vertical (Z) dont la rotation est actionnée par un second moteur (5b) configuré pour impartir une seconde vitesse de rotation (wb) au second plateau (1 b) de valeur différente à la première vitesse de rotation (tua) du premier plateau (1 a), la surface du second plateau étant perforée et perméable aux fluides tels l’air, la vapeur d’eau et l’eau,
(d) une première unité de répartition des particules à sécher configurée pour recevoir les particules à sécher depuis une unité d’alimentation et pour répartir ces particules avant séchage le long d’un rayon du premier plateau,
(e) une première unité de récupération configurée pour récupérer les particules déposées sur le premier plateau après une rotation d’un angle donné de celui-ci, la première unité de récupération étant située en aval du, préférablement adjacent à la première unité de répartition,
(f) une unité de transfert des particules récoltées du premier plateau par la première unité de récupération vers une seconde unité de répartition configurée pour répartir lesdites particules le long d’un rayon du second plateau,
(g) une seconde unité de récupération des particules déposées sur le second plateau après une rotation d’un angle donné de celui-ci, la seconde unité de récupération étant située en aval du, préférablement adjacent à la seconde unité de répartition (2b) et étant configurée pour évacuer les particules après séchage hors du sécheur par un système d’évacuation,
(h) un système de soufflage de gaz chaud suivant un flux sensiblement parallèle à l’axe vertical (Z), passant d’abord à travers la surface perforée du second plateau avant de passer directement après à travers la surface perforée du premier plateau. caractérisé en ce que le sécheur comprend, en outre,
(i) une sonde de sortie (7) située au niveau de la seconde unité de récupération (3b) ou dans le système d’évacuation (4o) et configurée pour mesurer la teneur finale en humidité (H 1 b) des particules dans ou sortant de la seconde unité de récupération (3b), (j) un processeur (11) couplé à la sonde de sortie (7), aux premier et second moteurs (5a, 5b) et à l’unité d’alimentation (9) et configuré pour optimiser des paramètres de séchage incluant des vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux (1a, 1 b) et, optionnellement, d’un débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9), comme suit,
• extraire les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) des particules mesurées par la sonde de sortie (7) au cours du temps, et les comparer à la teneur cible d’humidité (H1t),
• si les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) ne sont pas comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E), modifier les valeurs des vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux (1a, 1 b) et, optionnellement, d’un débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9), afin d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E).
2. Sécheur selon la revendication 1 , dans lequel si les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) sont supérieures à la plage cible prédéfinie (Le., H1 b > H1t + E), alors le processeur (11) détermine des valeurs théoriques d’un ou plusieurs des vitesses de rotation (tua, wb) et du débit d’alimentation (dma / dt) permettant d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E). et
• diminue la première vitesse de rotation (|wa|) du premier plateau (1a) à la valeur théorique correspondante,
• diminue la seconde vitesse de rotation (|wb|) du second plateau (1 b) à la valeur théorique correspondante, et
• optionnellement, diminue le débit d’alimentation (dma / dt) de particules réparties sur le premier plateau (1a) à la valeur théorique correspondante.
3. Sécheur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel si les valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) sont inférieures à la plage cible prédéfinie (Le., H1 b < H1t + fi), alors le processeur (11) détermine des valeurs théoriques d’un ou plusieurs des vitesses de rotation (tua, wb) et du débit d’alimentation (dma / dt) des particules sur le premier plateau (1a) permettant d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible prédéfinie (H1t +E). et
• augmente la première vitesse de rotation (|wa|) du premier plateau (1a) à la valeur théorique correspondante,
• augmente la seconde vitesse de rotation (|wb|) du second plateau (1 b) à la valeur théorique correspondante, et
• optionnellemet, augmente le débit d’alimentation (dma / dt) de particules réparties sur le premier plateau (1a) à la valeur théorique correspondante.
4. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une sonde d’entrée (8) placée au niveau de l’unité d’alimentation (9) ou de la première unité de répartition (2a) et configurée pour mesurer une teneur initiale en humidité (HOa) des particules entrant dans la première unité de répartition (2a) et dans lequel le processeur (11) est configuré pour optimiser les paramètres de séchage uniquement pendant une période pendant laquelle la teneur initiale en humidité (HOa) a une valeur initiale qui est sensiblement constante, ne variant pas de plus d’une plage de référence prédéfinie (+5) autour d’une valeur de référence (HOr) (Le., HOa = HOr ±5).
5. Sécheur selon la revendication 4, dans lequel l’unité d’alimentation (9) est couplée à une source (20) de particules à sécher, et dans lequel le processeur (11) est configuré pour atténuer ou éliminer des variations dans le temps des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) dues à des variations dans le temps des valeurs de teneurs initiales en humidité (HOa) des particules à sécher, comme suit,
• extraire les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) mesurées par la sonde d’entrée (8) au cours du temps, et comparer si les valeurs initiales restent comprises dans la plage de référence prédéfinie (+5) autour de la valeur de référence (HOr) (Le., HOa = HOr ±5),
• si les valeurs initiales ne sont pas comprises dans la plage de référence prédéfinie (Le., HOa HOr + 5), modifier le débit d’alimentation (dma / dt) des particules par l’unité d’alimentation (9), sans modifier les vitesses de rotation (tua, wb) des premier et second plateaux (1 a, 1 b), afin d’obtenir des valeurs de teneurs finales en humidité (H1 b) comprises dans la plage cible (H1t +E) même dans le cas où les valeurs initiales (HOa) ne sont pas comprises dans la plage de référence prédéfinie (Le., HOa HOr + 5).
6. Sécheur selon la revendication 5, dans lequel si les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) sont inférieures à la plage de référence (Le., HOa < HOr - 5), alors le processeur (11) est configuré pour,
• déterminer une valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant d’augmenter une épaisseur d’une couche de particules réparties par la première unité de répartition (2a) sur le premier plateau (1 a), afin d’assurer qu’une teneur en humidité intermédiaire (H1 a) des particules adjacentes à la première unité de récupération (3a) soit compris dans une plage intermédiaire (Le., H1 a = H1 i +y) et
• augmenter le débit d’alimentation (dma / dt) de l’unité d’alimentation à la valeur théorique.
7. Sécheur selon la revendication 5 ou 6, dans lequel si les valeurs initiales des teneurs initiales en humidité (HOa) sont supérieures à la plage de référence (Le., HOa > HOr + 5), alors le processeur (11) est configuré pour, détermine une valeur théorique du débit d’alimentation (dma / dt) permettant de diminuer une épaisseur d’une couche de particules réparties par la première unité de répartition (2a) sur le premier plateau (1 a), afin d’assurer qu’une teneur en humidité intermédiaire (H1a) des particules adjacentes à la première unité de récupération (3a) soit compris dans une plage intermédiaire (Le., H1 a = H1 i +y) et
• diminue le débit d’alimentation (dma / dt) de l’unité d’alimentation à la valeur théorique.
8. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier plateau (1 a) est situé en dessous du second plateau (1 b) et où le gaz chaud circule du haut vers le bas et est préférablement de l’air chaud.
9. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le second plateau (1 b) tourne dans un sens inverse de rotation du premier plateau (1 a).
10. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premiers et second plateaux (1 a, 1 b) comprennent une structure rigide auto-portante à haute perméabilité de type caillebotis, sur laquelle est posée une couche filtrante comprenant des ouvertures de taille et densité correspondant à la perméabilité désirée selon le type et taille des particules à sécher.
11. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premier et second systèmes de répartition (2a, 2b) des particules à sécher sur les premier et second plateaux (1 a, 1 b), respectivement, ainsi que l’unité d’alimentation (9) comprennent chacun au moins une vis d’Archimède s’étendant le long d’un rayon des premier et second plateaux (1 a, 1 b), respectivement, ladite au moins une vis d’Archimède étant enfermée dans une enceinte munie d’une ou plusieurs ouvertures s’étendant le long dudit rayon des plateaux (1 a, 1 b).
12. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les première et seconde unités de récupération (3a, 3b) comprennent chacune au moins une vis d’Archimède s’étendant le long d’un rayon dudit plateau qui est enfermée dans une enceinte munie d’une ou plusieurs ouvertures s’étendant le long dudit rayon du premier plateau (1 a), lesdites ouvertures étant reliées à un racleur ou brosse apte à récolter et diriger les particules amenées par la rotation du plateau vers la vis d’Archimède.
13. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel après que le gaz soit passé à travers la surface perforée du premier plateau (1 a), le système de soufflage de gaz chaud (5),
• est soit configuré pour évacuer le gaz hors de l’enceinte, soit
• comprendre un sécheur d’air permettant de capturer l’humidité présente dans le gaz avant de réchauffer et de recirculer le gaz ainsi séché à travers le second et le premier plateau (1 b, 1 a), respectivement.
14.Sécheur selon la revendication 13, dans lequel l’axe vertical (Z) est centré dans une cheminée (6) essentiellement cylindrique creuse dont la paroi s’étend au moins du premier plateau (1 a) au dernier plateau (1 b, 1 c) comprenant une ou plusieurs ouvertures offrant un accès fluidique vers l’intérieur de la cheminée (6) au gaz étant passé à travers la surface perforée du premier plateau (1 a), et dans lequel la cheminée comprend soit,
• une ou plusieurs ouvertures vers l’extérieur de l’enceinte permettant d’évacuer le gaz hors de l’enceinte, soit
• le sécheur et une ou plusieurs ouvertures configurées pour recirculer le gaz après son passage à travers le sécheur, suivant le flux sensiblement parallèle à l’axe Z, passant d’abord à travers la surface perforée du second plateau (1 b) avant de passer directement après à travers la surface perforée du premier plateau (1 a).
15. Sécheur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’unité d’alimentation (9) est reliée en amont à une source (20) desdites particules à sécher, de préférence un silo), lesdites particules comprenant de manière préférée des déchets de bois de scieries, des déchets de bois de matériaux de construction, des déchets papier ou cartons, des produits agroalimentaires telles des céréales, et sont sous forme de poudre, de granulés, de copeaux, de pellets, de tourteaux, ou de morceaux généralement ne dépassant pas 10 cm de longueur.
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