FR2569471A1 - Sechoir a cereales - Google Patents
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Abstract
AU BAS D'UNE COLONNE SECHANTE 1 DU SECHOIR, DE L'AIR EXTERIEUR DE REFROIDISSEMENT PULSE PAR UN VENTILATEUR 61 EST ASCENDANT ET S'HUMIDIFIE AU CONTACT DES GRAINS DESCENDANTS EN UN AIR HUMIDIFUGE. PUIS, PLUSIEURS ETAGES A GAINES DE SECHAGE E A E TRAVERSES PAR LES GRAINS MELANGENT CHACUN UNE PARTIE D'UN AIR CHAUD, TYPIQUEMENT A 500C, DIFFUSE PAR UN BRULEUR 23, ET UNE PARTIE DE L'AIR HUMIDIFUGE EN UN AIR DE PLUS EN PLUS HUMIDE ET CHAUD, ASCENDANT A TRAVERS LES GRAINS. L'AIR HUMIDE EN HAUT DE LA COLONNE PEUT AVOIR UN TAUX D'HUMIDITE DE 140GKG ET EST RECUPERE PAR UN ETAGE DE GAINES DE RECHAUFFAGE 41 ET EMIS VERS L'EXTERIEUR DE LA COLONNE. L'AIR HUMIDE RECUPERE PEUT RECHAUFFER DE L'AIR EXTERIEUR CIRCULANT VERS DES ETAGES DE PRESECHAGE E, E A TRAVERS UN ECHANGEUR THERMIQUE 27.
Description
SECHOIR A CEREALES
La présente invention concerne un séchoir à grains de céréale comprenant une première colonne dans laquelle les grains descendent par gravité, des moyens pour introduire des grains humides au sommet de la colonne, des moyens pour générer de l'air chaud, des moyens recevant l'air chaud pour sécher les grains humides, des moyens pour recevoir l'air chaud passant à travers les grains, et des moyens au bas de la colonne pour refroidir les grains par de l'air extérieur et extraire des grains secs.
La présente invention concerne un séchoir à grains de céréale comprenant une première colonne dans laquelle les grains descendent par gravité, des moyens pour introduire des grains humides au sommet de la colonne, des moyens pour générer de l'air chaud, des moyens recevant l'air chaud pour sécher les grains humides, des moyens pour recevoir l'air chaud passant à travers les grains, et des moyens au bas de la colonne pour refroidir les grains par de l'air extérieur et extraire des grains secs.
Dans un tel séchoir, les moyens pour sécher les grains et les moyens pour recevoir l'air chaud comprennent deux étages de simples gaines ou fourreaux parallèles qui traversent horizontalement la colonne et entre lesquels les grains descendent par gravite. L air chaud à une température maximale de 1600C est diffusé par l'un des étages dans la masse de grains et cède de la chaleur aux grains.
L'air humide est récupéré par l'autre étage et est évacué vers l'extérieur ou est parfois régénéré par un brûleur pour être diffusé dans un étage supérieur de préséchage. L'air chaud est mis en contact direct avec les grains, ce qui nécessite un débit d'air chaud élevé afin de désorber dans une certaine mesure l'humidité des grains. Cependant, la quantité de vapeur d'eau dans l'air humide récupéré est relativement faible, de l'ordre de 40 à 60 g/kg. En outre, une augmentation de la température de l'air chaud provoquerait une caramélisation des grains avec risque d'incendie de la masse de grains.
L'invention a pour but de fournir un séchoir à céréales permettant de désorber une quantité élevée d'humidité des grains au moyen d'un flux d'air séchant ayant des températures variables dans la colonne, régénéré par l'air chaud et atteignant un taux d'humidité élevé, typiquement de l'ordre de 140 g/kg.
A cette fin, un séchoir, tel que défini dans l'entrée en matière, est caractérisé en ce que l'air extérieur est ascendant dans la colonne et humidifié au contact des grains descendants en un air humidifuge, en ce que les moyens pour sécher comprennent plusieurs étages de séchage pour mélanger chacun des parties de l'air chaud et de l'air humidifuge en un air de plus en plus humide et chaud, ascendant à travers les grains, et en ce que les moyens pour recevoir l'air humide sont disposés au-dessus des étages de séchage et émettent l'air humide à l'extérieur de la colonne.
Ainsi, l'air séchant humidifuge est régénéré en température dans chaque étage de séchage. Les débit et température variables de l'air séchant sont adaptables aux possibilités de désorption des grains de céréale a sécher. De préférence, l'air chaud généré a une température comprise entre 200 et 500"C.
Le bilan thermique du séchoir peut être de l'ordre de 0,5 à 0,65 thermie par kg d'eau évaporée. Le bilan peut etre amélioré, selon l'invention, en récupérant l'énergie de condensats au moyen d'un échangeur thermique entre l'air humide usé et l'air extérieur qui peut servir, soit d'air de préséchage pour les grains introduits, soit de comburant aux moyens pour générer l'air chaud.
En outre, l'air humide usé peut être mélangé à un air de refroidissement réchauffé ayant traversé une zone inférieure de dryeration, ce qui augmente ainsi le bilan thermique du séchoir.
Le débit d'air chaud est relativement faible du fait que l'air humidifuge est mélangé progressivement a l'air chaud dans les étages de séchage ; dans ces conditions, l'échangeur thermique est moins important que ceux des séchoirs connus.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaftront plus clairement a la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels
- la Fig. 1 est une vue en coupe verticale prise le long de la ligne I-I de la Fig. 2, d'une colonne séchante d'un séchoir selon une premiere réalisation
- la Fig. 2 est une vue en coupe verticale et longitudinale prise le long de la ligne II-II de la Fig. 1, de la colonne séchante et d'une colonne génératrice d'air chaud du séchoir
- la Figes. 3 est une vue en coupe horizontale prise le long de la ligne III-III de la Fig. 2 ;;
- la Fig. 4 est une vue transversale verticale d'une double gaine de séchage selon la première réalisation
- la Fig. 5 est une vue transversale verticale d'une double gaine de séchage selon une autre réalisation ;
- la Fig. 6 est une vue en coupe verticale prise le long de la ligne VI-VI de la Fig. 7, d'une colonne séchante d'un séchoir a zone de préséchage selon une seconde réalisation
- la Fig. 7 est une vue en coupe verticale et longitudinale prise le long de la ligne Vil-Vil de la Fig. 6, de la colonne séchante et d'une colonne génératrice d'air chaud du séchoir à zone de préséchage
- la Fig. 8 est une vue en coupe verticale et longitudinale prise le long de la ligne VIII-VIII de la Fig. 9, d'une paire de colonnes séchantes et d'une colonne génératrice d'un échoir a zone de dryeration selon une troisième réalisation
- la Fig. 9 est une vue en coupe verticale le long de la ligne
IX-IX de la Fig. 8, de deux colonnes séchantes accolées du séchoir à zone de dryeration ; et
- les Figs. 10, 11 et 12 sont des vues en coupe horizontale prises le long des lignes X-X, XI-XI et XII-XII de la Fig. 8, respectivement.
- la Fig. 1 est une vue en coupe verticale prise le long de la ligne I-I de la Fig. 2, d'une colonne séchante d'un séchoir selon une premiere réalisation
- la Fig. 2 est une vue en coupe verticale et longitudinale prise le long de la ligne II-II de la Fig. 1, de la colonne séchante et d'une colonne génératrice d'air chaud du séchoir
- la Figes. 3 est une vue en coupe horizontale prise le long de la ligne III-III de la Fig. 2 ;;
- la Fig. 4 est une vue transversale verticale d'une double gaine de séchage selon la première réalisation
- la Fig. 5 est une vue transversale verticale d'une double gaine de séchage selon une autre réalisation ;
- la Fig. 6 est une vue en coupe verticale prise le long de la ligne VI-VI de la Fig. 7, d'une colonne séchante d'un séchoir a zone de préséchage selon une seconde réalisation
- la Fig. 7 est une vue en coupe verticale et longitudinale prise le long de la ligne Vil-Vil de la Fig. 6, de la colonne séchante et d'une colonne génératrice d'air chaud du séchoir à zone de préséchage
- la Fig. 8 est une vue en coupe verticale et longitudinale prise le long de la ligne VIII-VIII de la Fig. 9, d'une paire de colonnes séchantes et d'une colonne génératrice d'un échoir a zone de dryeration selon une troisième réalisation
- la Fig. 9 est une vue en coupe verticale le long de la ligne
IX-IX de la Fig. 8, de deux colonnes séchantes accolées du séchoir à zone de dryeration ; et
- les Figs. 10, 11 et 12 sont des vues en coupe horizontale prises le long des lignes X-X, XI-XI et XII-XII de la Fig. 8, respectivement.
Dans la suite, les valeurs numériques des paramètres de séchoir à céréales sont données à titre d'exemple non limitatif.
Selon une première réalisation illustrée aux Figs. 1 à 2, un séchoir de mals a une consommation énergétique de 0,66 thermie par kg d'eau évaporée et un pouvoir évaporatoire de l'ordre de 3 000 kg d'eau par heure afin d'obtenir des grains de malus à 15"C et 15 % d'humidité à partir de grains environ à 100C et 35 % d'humidité.
Comme montré à la Fig. 2, un séchoir à céréales est composé d'une première colonne dite séchante de grains de céréale 1 et d'une seconde colonne dite génératrice d'air chaud 2. Les colonnes 1 et 2 ont une forme générale parallélépipédique et ont deux parois verticales accolées. Les parois des colonnes sont formées chacune d'assemblages en telle d'acier et sont fixées par soudure et boulons à une ossature de tubes formant principalement les aretes des colonnes. Au moins les parois d'un conduit d'air chaud dans la colonne 2 comprennent une couche de matériau isolant telle que laine minérale, entretoisée par des tôles d'acier L'assemblage étanche des deux colonnes 1 et 2 s'effectue par colle et boulons.
Les colonnes ont des dimensions hors tout de l'ordre de 3,0 x 3,0 x 14 m.
La colonne séchante 1 comprend de haut en bas suivant la direction descendante des grains indiquée par des flèches ayant une queue supportant un petit cercle, une zone supérieure d'introduction de grains humides 3, une zone de réchauffage de grains humides 4, une zone de séchage de grains 5 et une zone inférieure de refroidissement et d'extraction de grains secs 6.
Dans la zone d'introduction 3, un transporteur horizontal à channe 30 situé au-dessus du séchoir-amène des grains humides et froids ayant une humidité de 35 % et une température de 10 C environ au-dessus d'un tamis de sécurité 31. Le tamis est facultatif et n'est nécessaire que lorsque des déchets et corps étrangers, tels que feuilles, sont mélangés aux grains humides. Le tamis 31 refuse les déchets et corps étrangers et est traverse par les grains humides qui tombent dans une écluse étanche 32 fixée au sommet d'une couverture pyramidale amovible 33 rapportée en tête de la colonne séchante 1. Le tamis 31 est autonettoyant par l'action de barreaux du transporteur 30 glissant sur des lames du tamis.
L'écluse 32 fonctionne sous une dépression de 800 à 1 000 mm de colonne d'eau créée par un ventilateur puissant 20 en bas de la colonne 2 et a un débit minimum de 15 T/h de grains humides.
Les grains humides sortant sous l'écluse 32 circulent par gravité dans des couloirs 40 formés entre cinq gaines de réchauffage 41 dans la zone 4. Les gaines de réchauffage receuillent un air chaud humide à environ 700C remontant d'un étage supérieur E7 de la zone de séchage 5 et mis au contact des grains froids introduits. Les gaines de réchauffage sont le siège d'un échange thermique. L'air saturé à environ 700C sortant des gaines 41 est aspiré par une dépression du ventilateur 20 dans un conduit vertical 21 de la colonne génératrice 2.
Les gaines de réchauffage 41, comme des gaines 51 dans la zone de séchage 5, sont en tôle d'acier. Les gaines 41 et 51 sont disposées perpendiculairement aux deux parois verticales accolées des colonnes 1 et 2 et donc longitudinalement au séchoir et sont équiréparties transversalement.
Chaque gaine 41, 51 traverse complètement la colonne 1 et a ses extrémités soudées à des parois transversales verticales de celle-ci. Chaque gaine 41, 51 présente un profil transversal vertical en forme de U renversé ayant une âme supérieure pointue en triangle isocèle et des flancs longitudinaux plans maintenus par des entretoises. Les gaines de réchauffage 41 ont un profil externe identique à celui des gaines 51, mais n'émettent pas d'air dans la colonne 1.
La zone de séchage 5 comporte sept étages de mélange d'air chaud et d'air humidifuge E1 à E7. et un étage inférieur de récupération d'air comburant Eg ayant chacun cinq gaines 51. Les gaines de chaque étage Eg à E7 et de la zone de réchauffage 4 sont disposées en quinconce avec les gaines de l'étage immédiatement inférieur ou supérieur.Ainsi, les gaines des étages
E1, E3, E5 et E7 sont respectivement alignées verticalement et équiréparties entre les parois longitudinales de la colonne 1, tandis que les gaines des étages Eg, E2, E4 et E6 et dans la zone de réchauffage 4 sont respectivement alignées verticalement entre les gaines des autres étages, deux demi-gaines dans chaque étage Eg, E2, E4 et E6 et dans la zone de réchauffage 4 étant accolées aux parois longitudinales de la colonne 1.
E1, E3, E5 et E7 sont respectivement alignées verticalement et équiréparties entre les parois longitudinales de la colonne 1, tandis que les gaines des étages Eg, E2, E4 et E6 et dans la zone de réchauffage 4 sont respectivement alignées verticalement entre les gaines des autres étages, deux demi-gaines dans chaque étage Eg, E2, E4 et E6 et dans la zone de réchauffage 4 étant accolées aux parois longitudinales de la colonne 1.
Chaque gaine de séchage 51 dans un étage E1 à E7 constitue un mélangeur d'air chaud sec à une température supérieure à 2000C, ici à 500"C, émanant d'un conduit vertical 22 de la colonne 2 comportant en partie inférieure un bruleur de veine d'air 23, et d'un air humidifuge remontant de l'étage respectif immédiatement inférieur Eg à E6. Entre deux étages de séchage, l'air humidifuge diffusé par l'étage inférieur dans les grains a une température élevée et cède de la chaleur aux grains en désorbant partiellement l'humidité des grains, ce qui refroidit et humidifie l'air ascendant. L'air humidifuge pénétrant dans l'étage supérieur présente ainsi une température plus faible et une hygrométricité plus élevée que celles de l'air diffusé par l'étage inférieur.
Comme montré à la Fig. 4, chaque gaine 51 est une double gaine composée d'une gaine externe 510 et d'une gaine interne 511 disposées symétriquement par rapport à un plan vertical longitudinal. Les gaines 510 et 511 ont également un profil en U renversé à âme triangulaire. Un orifice rectangulaire longitudinal 512 à la base de la gaine 510 reçoit une partie de l'air humidifuge montant de l'étage immédiatement inférieur. Une partie de l'air chaud est reçu à travers un orifice latéral 513 situé à une extrémité de la gaine interne 511, communiquant avec le conduit 22.
L'orifice 513 est constitué par une tôle verticale perforée pouvant s'étendre pratiquement sur toute la section transversale de l'rame triangulaire de la gaine interne 511. L'air chaud reçu par la gaine 511 et l'air humidifuge reçu par la gaine 510 sont mélangés au dessous d'un orifice rectangulaire longitudinal 514 à la base de la gaine 511. L'air humidifuge est dilué dans l'air chaud et ainsi régénéré en température pour former un mélange d'air remontant dans des couloirs 515 entre les flancs des gaines 510 et 511. Le mélange d'air traverse des parois perforées 516, de préférence du genre persiennes, au sommet de la gaine externe 510 et a une température supérieure à celle de l'air humidifuge reçu par la gaine externe 510, en vue d'absorber de l'eau dans des grains plus humides descendant de l'étage immédiatement supérieur.
Ainsi, au fur et à mesure de l'ascension de l'air humidifuge dans la zone de séchage 4, la vitesse de l'air humidifuge croit en raison d'apport d'air caloporteur émanant du conduit 22. Dans chaque étage de séchage E1 à E7, le diamètre et le nombre des trous de la tôle perforée dans l'orifice 513 sont déterminés pour réguler le débit d'air chaud à 500"C reçu par les gaines internes 511. La tôle perforée de l'orifice 513 peut être remplacée par un véritable diaphragme réglable.De préférence, la base de l'amie triangulaire de chaque gaine interne 511 est obturée par une plaque horizontale en tôle perforée 517, jouant également le rôle de diaphragme, pour égaliser le débit d'air chaud reçu et ainsi répartir convenablement l'air chaud le long de la gaine 511 avant d'être mélangé à l'air humidifuge ascendant pénétrant par l'orifice inférieur 512.
Une compensation d'un excès de vitesse de l'air humidifuge par rapport à celle de l'air chaud est ainsi obtenue dans chaque étage de séchage. En outre, cette compensation de vitesse est améliorée par une section sensiblement trapézoldale de la gaine externe 510 ayant des flancs longitudinaux sensiblement convergents vers le bas, les flancs de la gaine interne 511 étant verticaux.
Selon une autre variante montrée à la Fig. 5, l'égalisation du débit d'air chaud est obtenue par des perforations 518 en partie basse des deux flancs longitudinaux verticaux de la gaine interne 511, celle-ci ayant un fond 519 complètement fermé au-dessus de l'orifice 512 à la base de la gaine externe 510 L'air chaud reçu traverse les perforations 518 vers les couloirs 515.
Comme déjà dit, le débit d'air dans la colonne séchante 1 augmente au fur et à mesure de l'ascension de l'air humidifuge de plus en plus humide et de plus en plus chaud traversant la masse descendante de grains. La teneur en eau de l'air humidifuge varie progressivement de 8,4 g/kg à 140 g/kg entre les étages E1 et
E7. La température de l'air humidifuge en entrée et sortie ainsi que le taux d'humidité et le débit de melange d'air pour chaque étage E1 à E7 de la zone de séchage 5 et le débit d'air chaud à 5000C reçu par chaque étage sont indiqués, à titre d'exemple, dans le tableau suivant A i r h- u m i d i f u g e
Etages Température Taux Débits de Débits
en entrée 512 en sortie 516 d'humidité mélange d'air
d'air chaud
OC "C % kg/s kg/s
1 46 90 35 2,30 0,15
2 50 95 40 2,56 0,25
3 57 110 45 2,91 0,35
4 60 125 50 3,44 0,53
5 65 140 55 4,23 0,73
6 68 150 60 5,35 1,12
7 70 160 70 7,01 1,66
L'augmentation du débit d'air humidifuge nécessite que des dimensions, largeurs et hauteurs, des doubles gaines 51 croissent du bas vers le haut, d'un étage de séchage à l'étage immédiatement supérieur. Cependant, comme montré aux Figs. 1- et 2, pour réduire les coûts de fabrication, deux types de gaines 51 et 41 sont prévues. Les doubles gaines 51 des étages supérieurs E6 et E7 de la zone de séchage 5, et les simples gaines 41 de la zone de réchauffage 4 ont au moins une dimension, telle que hauteur, plus grande que celle des gaines 51 des étages inférieurs Eo à E5.
E7. La température de l'air humidifuge en entrée et sortie ainsi que le taux d'humidité et le débit de melange d'air pour chaque étage E1 à E7 de la zone de séchage 5 et le débit d'air chaud à 5000C reçu par chaque étage sont indiqués, à titre d'exemple, dans le tableau suivant A i r h- u m i d i f u g e
Etages Température Taux Débits de Débits
en entrée 512 en sortie 516 d'humidité mélange d'air
d'air chaud
OC "C % kg/s kg/s
1 46 90 35 2,30 0,15
2 50 95 40 2,56 0,25
3 57 110 45 2,91 0,35
4 60 125 50 3,44 0,53
5 65 140 55 4,23 0,73
6 68 150 60 5,35 1,12
7 70 160 70 7,01 1,66
L'augmentation du débit d'air humidifuge nécessite que des dimensions, largeurs et hauteurs, des doubles gaines 51 croissent du bas vers le haut, d'un étage de séchage à l'étage immédiatement supérieur. Cependant, comme montré aux Figs. 1- et 2, pour réduire les coûts de fabrication, deux types de gaines 51 et 41 sont prévues. Les doubles gaines 51 des étages supérieurs E6 et E7 de la zone de séchage 5, et les simples gaines 41 de la zone de réchauffage 4 ont au moins une dimension, telle que hauteur, plus grande que celle des gaines 51 des étages inférieurs Eo à E5.
L'espace interétage croit progressivement ou par palliers entre l'étage Eg et la zone de réchauffage 4.
En bas de la colonne séchante 1 et dans la zone de refroidissement 6, deux trémies en tôle 60 reçoivent les grains sensiblement deshydratés de la zone de séchage 5. Les trémies 60 ont des grandes bases rectangulaires juxtaposées dans un plan horizontal sous l'étage de récupération d'air comburant Eg. Des parois transversales en regard 601 des trémies 60 sont perforées afin qu'un ventilateur 61 insuffle de l'air extérieur dans les trémies et refroidisse les grains dans celles-ci. En fait, les parois perforées 601 sont des parois longitudinales de cinq gaines transversales 602 analogues aux gaines 510, ayant des bases d'âme perforée triangulaire situées au niveau des bases supérieures des trémies. Le débit du ventilateur de refroidissement 61 est du meme ordre que celui du ventilateur d'air sec 20, et est égal ici à 7 kg/s.L'air extérieur refroidissant par convection forcée les grains dans les trémies traverse les trémies 60 et les gaines 602 et monte en tant qu'air humidifuge vers la zone de séchage 5. Une faible partie de l'air de refroidissement diffusé par les âmes perforées des gaines 602 est récupéré par l'étage inférieur de séchage Eg pour servir de comburant dans le brûleur 23.
La zone 6 comporte également un extracteur des grains secs à 15"C et 15 % d'humidité. L'extracteur est composé de deux tubes rotatifs transversaux 62 axés chacun sous des petites bases des deux trémies 60. Les extracteurs 62 sont disposés sous le séchoir et au-dessus d'un transporteur longitudinal de grains secs 63. Les deux tubes extracteurs 62 sont entraînés en rotation séquentiellement au moyen d'un motoréducteur 64 asservi par une minuterie réglée en fonction du débit choisi de grains secs, ici 10 T/h pour un pouvoir d'évaporation du séchoir de 3 000 kg/h. Les grains séjournent pendant 5 heures environ dans la colonne séchante 1 entre l'écluse 32 et l'extracteut 62.
Comme montré aux Figs. 2 et 3, la colonne génératrice 2 comprend, outre le ventilateur 20, le conduit d'air humide 21, le conduit d'air chaud 22 et le brûleur 23, un troisième conduit vertical 24 pour évacuer de l'air humide usé, une armoire électrique de commande et de contrôle 25 et une panoplie de distribution de gaz 26.
Le brûleur 23 est logé au niveau des étages inférieurs E1 et
E de la zone de séchage 5, tandis que le ventilateur 20,
2 l'armoire électrique 25 et la panoplie de distributeur de gaz 26 sont situés en partie basse de la colonne 2, au niveau de la zone de refroidissement 6.
E de la zone de séchage 5, tandis que le ventilateur 20,
2 l'armoire électrique 25 et la panoplie de distributeur de gaz 26 sont situés en partie basse de la colonne 2, au niveau de la zone de refroidissement 6.
Le brûleur 23 est en amont du conduit latéral d'air chaud 22 s'étendant verticalement entre les étages E1 et E7 et communiquant avec les gaines internes 511 à travers les orifices perforés 513. La veine d'air du brûleur 23 est plus étroite que la largeur du conduit 22 afin que l'air chaud pénètre dans les deux étages inférieurs E1 et E2. Le comburant du brûleur est fourni par L'axer de refroidissement récupéré par les gaines 510 de l'étage Ego L'air comburant n'est pas admis directement de l'extérieur, mais est réchauffé à environ 460 après passage à travers les grains à refroidir encore relativement chauds entre les trémies 60 et l'étage Eg, ce qui améliore le rendement énergétique du séchoir.
Le brûleur 23 est alimenté en gaz naturel, butane ou propane par exemple, distribué par la panoplie 27, où sont prévus des moyens de régulation du débit de gaz en fonction de diverses températures régulées pour le séchage. Le brûleur à gaz 23 peut être remplace par tout autre générateur d'air chaud, par exemple au fuel domestique ou lourd.
Lorsque l'air humide sort des gaines de réchauffage 41 après échange thermique avec les grains froids, il est pratiquement saturé dans le haut du conduit 21 et offre une température atteignant le point de rosée. La condensation de l'humidité produit, le cas échéant, des condensats qui s'écoulent à travers des gouttières du conduit 21. L'air refroidi dans le conduit 21 est refoulé par le ventilateur 20 dans le conduit d'évacuation d'air usé 24. Le conduit 24 débouche vers l'extérieur en haut de la colonne 2, et non latéralement, afin d'éviter tout refoulement par le vent.
L'armoire électrique 26 contient divers organes de contrôle et de régulation reliés par câbles à des capteurs et aux organes électromécaniques 31, 32, 61, 64 et 20 notamment, dans le séchoir.
En particulier, le séchoir contient
- un capteur de température en sortie de l'étage de séchage supérieur E7 pour réguler le débit du brûleur 23 en fonction d'une température limite supérieure de l'air chaud de l'ordre de 5000C qui correspond à une température maximale de l'ordre de 1600 de l'air humidifuge sortant du dernier étage E7 ;
- une sonde détectrice d'humidité- des grains secs au niveau des trémies 60 pour réguler le débit de I'extracteur 62 ;
- des détecteurs rotatifs de niveau haut et de niveau bas 34 disposés en tête de la colonne 1 entre l'écluse 32 et les gaines de réchauffage 41 pour réguler le débit d'alimentation des grains par l'écluse.
- un capteur de température en sortie de l'étage de séchage supérieur E7 pour réguler le débit du brûleur 23 en fonction d'une température limite supérieure de l'air chaud de l'ordre de 5000C qui correspond à une température maximale de l'ordre de 1600 de l'air humidifuge sortant du dernier étage E7 ;
- une sonde détectrice d'humidité- des grains secs au niveau des trémies 60 pour réguler le débit de I'extracteur 62 ;
- des détecteurs rotatifs de niveau haut et de niveau bas 34 disposés en tête de la colonne 1 entre l'écluse 32 et les gaines de réchauffage 41 pour réguler le débit d'alimentation des grains par l'écluse.
D'autres réalisations de séchoir à air humidifuge régénéré en température sont montrées aux Figs. 6 et 7 et aux Figs. 8 à 12. Les repères numériques déjà cités pour les Figs. 1 à 4 désignent des organes identiques ou analogues dans les autres figures.
Selon une seconde réalisation montrée aux Figs. 6 et 7, les colonnes 1 et 2 sont surmontées d'une zone de préséchage 7 située au-dessus de la zone de réchauffage 4. La zone 7 comporte un étage inférieur Eg ayant cinq gaines réceptrices d'air extérieur réchauffé et un étage supérieur E10 ayant cinq gaines émettrices d'air extérieur réchauffé usé. Les étages Eg et E10 sont disposés sous une couverture 71, analogue à la couverture précédente 33. Au sommet de la couverture 71, les grains de céréale sont introduits par des moyens analogues au transporteur 30 et au tamis 31 (Figs. 1 et 2).Après passage. entre les gaines des étages
E10 et Eg, les grains descendent dans une trémie pyramidale 72 ayant une grande base supérieure contenue dans une section de la colonne 1 et une petite base communiquant avec l'espace sous la couverture 33 à travers l'écluse étanche 32.
E10 et Eg, les grains descendent dans une trémie pyramidale 72 ayant une grande base supérieure contenue dans une section de la colonne 1 et une petite base communiquant avec l'espace sous la couverture 33 à travers l'écluse étanche 32.
Comme montré à la Fig. 7, la colonne génératrice 2 comprend un échangeur thermique air/air à flux d'air croisés 27 réchauffant de l'air neuf extérieur aspiré par un troisième ventilateur 74 à travers un quatrième conduit vertical 28, et est surmontée d'un conduit 73 intercommuniquant avec le conduit d'admission d'air extérieur réchauffé 28 et les gaines de l'étage Eg.
L'échangeur 27 est situé au niveau des étages de séchage E1 et E2 et est composé de tubes verticaux en métal ou en verre.
L'air saturé d'humidité à environ 700C avec une teneur en eau de l'ordre de 140 g/kg sortant des gaines 41 est aspiré à travers. le conduit 21 par le ventilateur 20 se trouvant sous l'echangeur 27 et traverse les tubes de l'échangeur. L'air humide cède de la chaleur à l'air extérieur neuf qui circule horizontalement entre les tubes de l'échangeur et qui atteint alors une température de l'ordre de 60"C pour servir d'air de préséchage. La présence de échangeur 27 contribue à abaisser la consommation énergétique du séchoir d'environ 10 %, correspondant typiquement à 0,59 Th/kg d'eau évacuée.
Le troisième ventilateur 74 est situé au niveau de la couverture 33 et insuffle de l'air extérieur réchauffé dans les gaines réceptrices de l'étage E9. L'air extérieur réchauffé "présèche" les grains froids dans la zone 7 et est évacué latéralement vers l'extérieur par les gaines émettrices de l'étage
E10. Les gaines des étages Eg et E10 sont analogues aux gaines externes 510 des doubles gaines 51 de la zone de séchage.
E10. Les gaines des étages Eg et E10 sont analogues aux gaines externes 510 des doubles gaines 51 de la zone de séchage.
Les sommets des gaines des étages Eg et E10 spnt respectivement perforés en des persiennes et non perforée. L'adjonction de la zone de préséchage 7 permet de chauffer les grains avant le séchage proprement dit et d'economiser encore environ à 10 Z d'énergie par rapport à la première réalisation.
Selon une troisième réalisation montrée aux Figs. 8 à 12, le séchoir comporte deux ensembles identiques ayant chacun deux colonnes séchantes 11 et 12 et une colonne génératrice 2 disposée entre les colonnes 11 et 12 et communiquant avec l'une et l'autre. Les ensembles à trois colonnes sont accolés longitudinalement et symétriquement
Chacune des colonnes séchantes 11 et 12 comporte en partie supérieure une zone d'introduction des grains froids 3, une zone de réchauffage 4 et une zone de séchage 5 à six étages E1 à E6 de doubles gaines mélangeuses 51, et en partie inférieure, une zone de refroidissement 6. Les zones 3, 4, 5 et 6 sont analogues à celles du premier séchoir montré aux Figs. 1 et 2.Entre le premier étage
E1 de la zone de séchage 5 et la zone de refroidissement 6 ayant ici quatre simples trémies 60, est prévue une zone de dryeration composée d'une zone de repos 8 et d'une zone de ventilation 8' dans chaque colonne 11, 12 Dans la zone de repos 8, l'humidité dans les grains sortant de la zone de séchage 5 est progressivement transférée du coeur vers la périphérie des grains. Dans la zone de ventilation 8', l'humidité superficielle des grains descendant de la zone 8 est éliminée par l'air de refroidissement ascendant de la zone 6. La traversée de la zone de dryeration 8-8' améliore la qualité des grains séchés, tout en économisant 14 % environ d'énergie par rapport à la première réalisation. Typiquement la traversée des zones 4, 5 et 8 par les grains dure 8 heures environ et celle des zones 8' et 6 dure 5 heures environ.
Chacune des colonnes séchantes 11 et 12 comporte en partie supérieure une zone d'introduction des grains froids 3, une zone de réchauffage 4 et une zone de séchage 5 à six étages E1 à E6 de doubles gaines mélangeuses 51, et en partie inférieure, une zone de refroidissement 6. Les zones 3, 4, 5 et 6 sont analogues à celles du premier séchoir montré aux Figs. 1 et 2.Entre le premier étage
E1 de la zone de séchage 5 et la zone de refroidissement 6 ayant ici quatre simples trémies 60, est prévue une zone de dryeration composée d'une zone de repos 8 et d'une zone de ventilation 8' dans chaque colonne 11, 12 Dans la zone de repos 8, l'humidité dans les grains sortant de la zone de séchage 5 est progressivement transférée du coeur vers la périphérie des grains. Dans la zone de ventilation 8', l'humidité superficielle des grains descendant de la zone 8 est éliminée par l'air de refroidissement ascendant de la zone 6. La traversée de la zone de dryeration 8-8' améliore la qualité des grains séchés, tout en économisant 14 % environ d'énergie par rapport à la première réalisation. Typiquement la traversée des zones 4, 5 et 8 par les grains dure 8 heures environ et celle des zones 8' et 6 dure 5 heures environ.
A environ deux cinquièmes de la hauteur de la zone dryeration, les zones 8' et 8 sont délimitées par un étage de gaines 80, analogue à l'étage E0, récupérant de l'air de refroidissement insufflé par le ventilateur 61, humidifié et sensiblement échauffé au contact des grains entre les trémies 60 et l'étage 80. L'air récupéré par l'étage 80 et l'air humide transmis par les gaines de réchauffage 41 à travers un conduit 21 sont mélangés avant de traverser un échangeur commun à flux d'air croisés 27 dans la colonne 2. Le mélange d'air humide cède de la chaleur à de l'air neuf extérieur aspiré latéralement dans la colonne 2, comme montré à la Fig. 11, et est refoulé dans deux conduits d'évacuation 24 et 242 par deux ventilateurs 201 et 202.Les ventilateurs 201 et 202 remplacent le ventilateur 20 selon la première réalisation et crée une dépression dans le conduit 21 recevant les airs humides provenant des deux zones de réchauffage 4 dans les colonnes 1 1 et 12. Les deux conduits d'évacuation 241 et 242 sont réunis en un seul conduit vertical au-dessus de l'échangeur et débouchent en partie supérieure de la colonne 2, comme le conduit 24 selon la Fig. 2.
De l'air extérieur réchauffé, ici à 500C, par passage à travers l'échangeur 27, est distribué dans deux conduits verticaux 221 et 222 de la colonne 2. Les deux flux d'air extérieur réchauffé servent de comburant pour deux bruleurs de veine d'air 231 et 232 logés dans des conduits 221 et 222 à un niveau sensiblement en dessous des premiers étages E1 des zones de séchage 5 dans les colonnes 11 et 12 et distribuant de l'air chaud à 5000C vers les gaines réceptrices internes 511 des doubles gaines 51 des étages E1 à E6.
Selon la réalisation illustrée aux Figs. 8 à 12, chaque colonne a une hauteur de 34 m et est assemblée à partir de deux modules transportables ayant chacun 17 m de hauteur environ.
I1 est à noter que les séchoirs décrits ci-dessus selon les première, seconde et troisième réalisations sont conçus en des modules assemblables et parois amovibles en vue de limiter le coût de fabrication et de permettre des modifications en fonction des besoins.
D'autres réalisations entrant dans l'objet de la protection de la présente demande sont déduites de combinaisons des réalisations illustrées. En particulier, une colonne séchante peut présenter à la fois une zone de préséchage 7 et une zone de dryeration 8-8' dans ce cas, le séchoir aun pouvoir évaporatoire de 4 000 kg/h et une consommation de 0,51 Th/kg d'eau évaporée environ. Dans une colonne génératrice, l'air comburant peut provenir directement de l'extérieur, ou de trémies de refroidissement comme montré à la
Fig. 2 ou 7, ou d'une zone inférieure de ventilation 8' en combinant les réalisations selon les Figs. 2 et 8.
Fig. 2 ou 7, ou d'une zone inférieure de ventilation 8' en combinant les réalisations selon les Figs. 2 et 8.
Claims (20)
1 - Séchoir à grains de céréale comprenant -une première colonne (1) dans laquelle les grains descendent par gravité, des moyens (3) pour introduire des grains humides au sommet de la colonne (1), des moyens (23) pour générer de l'air chaud, des moyens (5) recevant l'air chaud pour sécher les grains humides, des moyens (4) pour recevoir l'air chaud humide passant à travers les grains, et des moyens (6) au bas de la colonne pour refroidir les grains par de l'air extérieur et extraire des grains secs, caractérisé en ce que l'air extérieur est ascendant dans la colonne (1) et humidifié au contact des grains descendants en un air humidifuge, en ce que les moyens pour sécher (5) comprennent plusieurs étages de séchage (E1 à E7) pour mélanger chacun des parties de l'air chaud et de l'air humidifuge en un air de plus en plus humide et chaud, ascendant à travers les grains, et en ce que les moyens pour recevoir l'air humide (4) sont disposés au-dessus des étages de séchage (E1 à E7) et émettent l'air humide à l'extérieur de la colonne (1).
2 - Séchoir conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que chaque étage de séchage (E1 à E7) comprend plusieurs doubles gaines parallèles (51) entre lesquelles circulent les grains, chaque double gaine comportant une gaine interne (511) ayant une section verticale en U renversé (Fig. 4) et une extrémité (513) recevant une partie de l'air chaud et une gaine externe (510) contenant la gaine interne (511), ayant une section verticale en U renversé et une base ouverte recevant une partie de l'air humidifuge ascendant, les parties de l'air chaud et de l'air humidifuge étant mélangées en un mélange d'air ascendant dans des couloirs (515) entre les gaines interne et externe et diffusé dans les grains par un sommet troué (516) de la gaine externe (510), du genre persienne.
3 - Séchoir conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la gaine interne (511) a des flancs verticaux et en ce que la gaine externe (510) a des flancs convergents sensiblement vers le bas.
4 - Séchoir conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque gaine interne (511) contient une plaque horizontale trouée (517) disposée au-dessous de l'extrémité (513) recevant l'air chaud.
5 - Séchoir conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la gaine interne (511 ; Fig. 5) a un fond (519) au-dessus de la base ouverte (512) de la gaine externe (510) et des perforations (518) au moins en partie basse de flancs longitudinaux, traversées par la partie d'air chaud.
6 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité de chaque gaine interne (511) recevant une partie de l'air chaud comprend une plaque verticale trouée ou un diaphragme réglable (513) sous le sommet de la gaine interne et traversé par la partie d'air chaud.
7 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que des dimensions des doubles gaines (51) augmentent d'un étage de séchage (E5) à l'étage immédiatement supérieur (E6).
8 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que des dimensions des doubles gaines (51) dans des étages inférieurs (E1 à E5) sont plus grandes que celles dans des étages supérieurs (E6, E7).
9 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les doubles gaines (51) dtun étage de séchage (E1 à E7) sont disposées en quinconce par rapport aux doubles gaines des étages immédiatement inférieur et supérieur.
10 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens pour recevoir l'air chaud humide (4) comprennent plusieurs gaines parallèles (41) entre lesquelles circulent les grains et qui sont chacune conformée en U renversé.
11 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens pour introduire des grains humides (3) comprennent, en outre, une écluse étanche (32) de préférence surmontée par un tamis (31) autonettoyant.
12 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens pour refroidir et extraire les grains (6) comprennent au moins une trémie (60)à parois perforées (601) et un ventilateur (61) insufflant de l'air extérieur dans la trémie et, de préférence des gaines (602) en partie supérieure de la trémie recevant l'air extérieur et le diffusant vers les moyens pour sécher (4).
13 - Séchoir conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens pour refroidir et extraire les grains (6) comprennent un extracteur rotatif (62) sous la trémie.
14 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant une seconde colonne (2) accolée à la première colonne (1) et comportant lesdits moyens (23) pour générer l'air chaud dans les étages de séchage (E1 à E7) à travers un premier conduit vertical (22), caractérisé en ce que la seconde colonne (2) comprend un second conduit (21) récupérant l'air humide des moyens pour recevoir (4) et au moins un second ventilateur (20) pour aspirer l'air humide dans le second conduit (21) et le refouler vers l'extérieur, de préférence à travers un troisième conduit vertical (24).
15 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la première colonne (1) comprend entre les moyens pour refroidir et extraire les grains (6) et l'étage de séchage inférieur (E1), un étage (Eg) à gaines parallèles en U renversé récupérant une partie de l'air humidifuge servant au moins en partie de comburant dans les moyens pour générer l'air chaud (23).
16 - Séchoir conforme à la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que la seconde colonne (2) comprend un échangeur thermique (27) entre de l'air extérieur servant de préséchage des grains humides introduits et l'air humide aspiré par le second ventilateur (20), et en ce que la première colonne (1) comprend au-dessus des moyens pour recevoir l'air chaud humide (4), des moyens de préséchage des grains humides introduits (7) recevant ltair extérieur traversant l'échangeur thermique (27) refoulé par un troisième ventilateur (74) de préférence à travers un troisième conduit (28), et émettant vers l'extérieur ledit air refoulé après passage à travers les grains humides.
17 - Séchoir conforme à la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de préséchage (7) comprennent un étage inférieur de préséchage (Eg) ayant des gaines en U renversé (510) recevant l'air refoulé par le troisième ventilateur (74), et un étage supérieur (E10) ayant des gaines en U renversé (510) recueillant l'air humide remontant de sommets perforés (516) des gaines (510) de l'étage inférieur de préséchage (Eg) et l'évacuant vers l'extérieur.
18 - Séchoir conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que la première colonne (1) comprend entre les moyens pour refroidir et extraire les grains (6) et l'étage de séchage inférieur (E1) un étage à gaines parallèles en U renversé (80) récupérant une partie de l'air humidifuge ascendant, et en ce que la seconde colonne (2) comprend un échangeur thermique (27) entre de l'air extérieur servant de comburant dans les moyens pour générer l'air chaud (231) et un mélange de la partie d'air humidifuge récupéré et de l'air humide aspiré par le second ventilateur (20).
19 - Séchoir conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la première colonne (1) comprend une zone de dryeration (8, 8') entre l'étage inférieur de séchage (E1) et les moyens pour refroidir et extraire les grains (6).
20 - Séchoir conforme à lTune quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que l'air chaud généré a une température comprise entre 200 et 5000C environ.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8413205A FR2569471A1 (fr) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | Sechoir a cereales |
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| FR8413205A Pending FR2569471A1 (fr) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | Sechoir a cereales |
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