FR2570285A1 - Procede de distillation d'un melange liquide tel qu'un produit de fermentation alcoolique, couple a un procede de concentration d'un produit liquide tel que le residu de distillation - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE DISTILLATION D'UN MELANGE LIQUIDE ET DE CONCENTRATION SIMULTANEE D'UN PRODUIT LIQUIDE, DANS LEQUEL ON DISTILLE LE MELANGE LIQUIDE PAR UN APPORT DE CALORIES SUFFISANT POUR ATTEINDRE LA TEMPERATURE T PERMETTANT LA DISTILLATION, ET ON SOUMET LE PRODUIT LIQUIDE A UNE EVAPORATION POUR OBTENIR UN CONCENTRE, LES CALORIES NECESSAIRES A LA DISTILLATION ETANT PRELEVEES SUR LE CYCLE D'EVAPORATION. CE PROCEDE SE CARACTERISE EN CE QUE L'ON DETEND AU MOINS UN LIQUIDE CALOPORTEUR PUIS COMPRIME TOUT OU PARTIE DE LA VAPEUR PRODUITE PAR CETTE DETENTE POUR L'AMENER A LA TEMPERATURE T AVANT DE LA TRANSFERER DANS LE CYCLE DE DISTILLATION OU ELLE SERT DE SOURCE DE CALORIES.

Description

La présente invention a pour objet un procédé pour distiller un mélange liquide tel qu'un produit de fermentation alcoolique et pour concentrer
simultanément un premier produit liquide tel que le résidu de distillation, dans lequel on distille le mélange liquide par apport de calories suffisant pour atteindre la température T permettant la distillation, pour obtenir un résidu de distillation et une vapeur de distillation, et on soumet le premier produit liquide à une évaporation pour obtenir un concentré, en réalisant un échange thermique indirect entre ledit. premier produit liquide et de la vapeur de chauffage qui cède sa chaleur latente de vaporisation au premier produit liquide et se condense pour donner des premiers condensats ,les calories nécessaires à la distillation étant prélevées sur le cycle d 'évaporation
Un problème rencontré dans les industries faisant appel à la distillation est celui posé par l'existence des résidus de distillation. Eh effet, ces résidus ont pris, du point de vue de leur volume, une telle importance que l'on s'est rapidement heurté à de sérieuses difficultés quant à leur transfert d'un endroit à l'autre, de leur stockage et de leur élimination.

Il s'est alors avéré nécessaire de réduire leur volume et pour ce faire, on a proposé leur. concentration. Dans les procédés connus du type de celui rappelé ci-dessus, les calories nécessaires à la distillation sont généralement prélevées sur le cycle d'évaporation sous la forme de vapeur produite par l'évaporation du produit liquide. Toutefois, si l'on désire que ce prélèvement n'affecte pas le degré de concentration du résidu de distillation. il est nécessaire de consommer davantage de vapeur vive onéreuse pour réaliser le processus d'évaporation.

Le but de la présente invention consiste par conséquent à réduire cette consommation de vapeur vive de manière à rendre le procédé plus économique.

A cette fin, la présente invention propose un procédé du type de celui défini au début de cette description et qui se caractérise en ce que l'on détend au moins un liquide caloporteur choisi entre les effluents produits au cours de l'évaporation et le produit liquide soumis audit échange thermique, puiez comprime tout ou partie de la vapeur produite par cette détente dite vapeur de détente pour l'amener à la température T avant de la transférer en tout ou partie dans le cycle de distillation où elle sert de source de calories.

Ce procédé met donc en oeuvre utilement des calories disponibles à un niveau de température trop bas pour pouvoir etre utilisées telles quelles dans le processus de distillation et/Oud'évaporation et qui ont de ce fait jusqu'à présent été purement et simplement rejetées. Grâce à l'invention, ces calories sont amenées avec une dépense d'énergie, et notamment de vapeur vive, de loin inférieure à la consommation supplémentaire de vapeur vive prévue dans les procédés connus et décrits précédemment, à un niveau de température qui permet leur valorisation immédiate dans le procédé en cause. En d'autres termes, la présente invention permet par rapport aux procédés connus, de réduire la dépense en énergie et notamment de vapeur vive, tout en assurant la concentration du produit liquide jusqu'au degré désiré.

Quand, dans le procédé selon l'invention, l'évaporation est réalisée en une ou plusieurs étapes et tout ou partie de la vapeur d'évaporation produite à l'une de ces étapes dite première vapeur d'évaporation est soumise à une compression mécanique ou à une éjecto-compression puis utilisée en tout ou partie comme vapeur de chauffage pour l'évaporation, on peut, selon une première variante, réaliser la détente de tout ou partie d'au moins un liquide caloporteur choisi parmi les effluents produits au cours de l'évaporation pour obtenir une vapeur de détente ayant une température égale ou inférieure à celle de la première vapeur d'évaporation, puis comprimer si besoin est cette vapeur de détente pour l'amener à la température de la première vapeur d'évaporation, mélanger tout ou partie de la vapeur éventuellement comprimée à ladite première vapeur d'évaporation, soumettre le mélange résultant à ladite compression mécanique ou éjecto-compression pour l'amener à la température T, puis prélever une partie de la vapeur ayant subi cette compression mécanique ou cette éjectocompression et la transférer dans le cycle de distillation. Cette variante présente l'avantage, lorsque l'évaporation est du type à recompression mécanique de vapeur qui nécessite généralement un appoint de vapeur de chauffage par mise en oeuvre d'une arrivée auxiliaire de vapeur, de pouvoir supprimer cette arrivée auxiliaire, puisque la vapeur d'appoint peut être constituée par une fraction de la vapeur de détente du liquide caloporteur.

La détente du ou des liquides caloporteurs constitués en particulier par les premiers condensats ou le premier produit liquide à une étape quelconque de son évaporation, peut être réalisée de différentes manières. Ainsi, selon un mode de réalisation, on réalise cette détente en plusieurs stades puis comprime si besoin est la vapeur produite à tout ou partie desdits stades pour l'amener soit directement à la température T, soit à la température de la pre mière vapeur d'évaporation dans le cas de la première variante.

Selon un autre mode de réalisation, on détend séparément et à la même pression au moins deux liquides caloporteurs, les vapeurs produites étant mélangées puis comprimées pour être amenées à la température désirée (température T, ou température de la première vapeur d'évaporation dans le cas de la première variante).

Selon un autre mode de réalisation encore de la première variante, on détend un premier liquide caloporteur constitué par le premier produit liquide à une étape quelconque de son évaporation puis# poursuit éventuellement l'évaporation de ce liquide dans les étapes suivantes, liquide qui est soumis, au cours de sa détente, à un échange thermique indirect avec la vapeur produite par la détente d'un deuxième liquide caloporteur constitué par tout ou partie des premiers condensats produits au cours de l'évaporation et plus chauds que le premier liquide caloporteur, échange au cours duquel la vapeur de détente dudit deuxième liquide caloporteur se condense pour donner des deuxièmes condensats, puis on comprime la vapeur dite deuxième vapeur d'évaporation et produite par la détente du premier liquide caloporteur et par l'échange thermique de ce dernier avec la vapeur de détente du deuxième liquide caloporteur,-pour l'amener à la température désirée (température T ou température de la première vapeur d'évaporation).

Si l'on veut, dans ce dernier mode de réalisation, pousser le degré de concentration du premier produit liquide au cours de sa détente et de son échange thermique, on peut le soumettre, au cours de cette détente, à un échange thermique indirect simultanément avec la vapeur produite par la détente du deuxième liquide caloporteur et avec une vapeur de chauffage auxiliaire.

Avantageusement, cette dernière sera constituée par une partie de la deuxième vapeur d'évaporation comprimée pour être amenée à la température T ou à la température de la première vapeur d'évaporation. Si on le désire, on peut, toujours dans ce dernier mode de réalisation, mélanger le second liquide caloporteur subsistant après détente aux deuxièmes condensats, détendre le mélange résultant puis comprimer la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température désirée (température T ou température de la première vapeur d'évaporation dans le cas de la première variant. Ce mélange peut être détendu à une pression égale à celle de la seconde vapeur d'évaporation, auquel cas on combine cette dernière à la vapeur produite par cette détente puis comprime le mélange résul tant de cette combinaison.

On peut également détendre une seconde fois le premier liquide caloporteur avant de poursuivre éventuellement son évaporation dans les étapes suivantes, puis comprimer la vapeur produite par cette seconde détente pour l'amener soit à la température T, soit à la température de la première vapeur d'évaporation.

On comprendra aisément que la détente du ou des liquides caloporteurs devra de préférence être réalisée de manière à créer une quantité de vapeur de détente telle que l'on puisse disposer d'une quantité de vapeur la plus grande possible pour l'opération de distillation et réduire, voire annuler l'appoint calorifique nécessaire à cette opération de distillation. Le degré de détente sera fonction du type de compression mis en oeuvre (compression mécanique ou éjecto-compression), et il est bien entendu tout à fait à la portée de l'homme de métier de déterminer le degré de détente en fonction des#caractéris- tiques de la ou des compressions mises en jeu.

Selon une seconde variante, le procédé selon l'învention se caractérise en ce que l'on évapore le premier produit liquide à concentrer en le soumettant à une détente tout en réalisant ledit -échange thermique et en ce que l'on comprime mécaniquement ou par éjecto-compression la vapeur produite par l'évaporation dite vapeur d'évaporation pour l'amener à une température inférieure à celle du premier produit liquide, une partie de la vapeur comprimée -étant utilisée comme vapeur de chauffage pour l'évaporation, une autre partie étant comprimée pour l'amener à la température T avant de la transférer dans le cycle de distillation.

Dans cette seconde variante, la vapeur non utilisée comme vapeur de chauffage pour l'évaporation est avantageusement comprimée par ëjectosxcpression.

Selon un premier mode de réalisation de cette variante, on détend les premiers condensats à une pression oerrespondant à la température de la vapeur d'évaporation, puis mélange à cette dernière la vapeur produite par la détente.

Selon un second mode de réalisation, on détend les premiers cenimEats à une pression correspondant à une température inférieure à celle de la vapeur d'évaporation, comprime la vapeur produite par la détente pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation, puis mélanges dernière la vapeur ainsi comprimée.

Il est possible par ailleurs, dans le cadre de cette seconde variante, de détendre le concentré, de comprimer la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation puis de la mélanger à la vapeur d'évaporation ; dans ce cas tout comme dans le cas du second mode de réalisation, la compression de la vapeur produite par la détente est avantageusement effectuée par éjecto-compression.

On remarquera que conformément à la présente invention, il est avantageux de prélever des calories sur la vapeur de distillation et de transférer les calories prélevées dans le cycle d'évaporation. De cette manière, il est possible en effet de limiter encore davantage l'apport d'énergie à partir d'une source extérieure à l'installation dans laquelle est mis en oeuvre le procédé selon l'invention.

Ledit prélèvement et ledit transfert peuvent être réalisés de différentes manières. Une premiere manière de réaliser ces prélèvement et transfert consiste à évaporer un deuxième produit liquide, en réalisant un échange ther mique indirect entre ce deuxième produit liquide et tout ou partie de la vapeur de distillation qui cède sa chaleur latente de vaporisation audit deuxieme produit liquide et se condense pour donner des troisièmes condensats, puis à comprimer la vapeur produite par l'évaporation dite troisième vapeur d'évaporation et qui contient les calories prélevées pour l'amener à la température de la première vapeur d'évaporation (dans le cas de la première variante) ou de la vapeur d'évaporation (dans le das de la seconde variante) et enfin à mélanger la vapeur ainsi comprimée à ladite première vapeur d'évaporation ou ladite vapeur d'évaporation.

On notera que pour limiter le nombre de compresseurs, on pourra réaliser la détente du liquide caloporteur et l'évaporation du deuxième produit liquide de manière à ce que la vapeur produite par la détente et la troisième vapeur d'évaporation aient la même température, puis mélanger ces deux vapeurs avant de les comprimer dans un compresseur unique pour les amener à la température de la première vapeur d'évaporation ou de la vapeur d'évaporation.

Une seconde manière de réaliser lesdits prélèvement et transfert consiste à réaliser un échange thermique indirect entre tout ou partie de la vapeur de distillation et le premier produit liquide issu de l'une quelconque des étapes d'évaporation et à une température inférieure à cette vapeur.

Enfin, une troisième manière de réaliser lesdits prélèvement et transfert consiste à réaliser un échange thermique indirect entre tout ou partie de la vapeur de distillation et une partie des condensats moins chauds que cette vapeur et ayant subi une détente, puis à transférer les calories ainsi prélevées vers le cycle d'évaporation, en soumettant à une détente les condensats réchauffés au cours dudit échange thermique, en comprimant la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température de la première vapeur d'évaporation (dans le cas de la première variante) ou de la vapeur d'évaporation (dans le cas de la seconde variante), puis en mélangeant cette dernière à la vapeur ainsi comprimée.

L'invention est illustrée dans la description qui suit faite en regard des dessins annexés dans lesquels
- les figures 1 à 5 sont des vues schématiques d'installations dans lesquelles est mise en oeuvre la première variante du procédé selon l'invention,
- les figures 6 et 7 sont des vues schématiques d'installations dans lesquelles est mise en oeuvre la seconde variante du procédé selon l'invention,
- les figures 8 à 10 sont des vues schématiques d'installations dans lesquelles est mis en oeuvre le procédé selon l'invention avec prélèvement de calories sur la vapeur de distillation et transfert des calories prélevées dans le cycle d'évaporation.

L'installation de la figure 1 comprend une colonne de distillation (par exemple à plateaux) 1 munie de manière connue en soi d'une amenée 2 de mélange liquide à distiller tel qu'un produit de fermentation alcoolique et en particulier du vin, d'une sortie 3 de résidu de distillation ( vinasses dans le cas où le mélange à distiller est du vin), d'une arrivée 4.de vapeur de chauffage disposée à la base de la colonne et d'une sortie 5 de vapeur de distillation (alcool) disposée à la partie haute de la colonne. Cette installation comprend en outre un évaporateur 6 constitué par au moins un corps d'évaporation 7 comportant une chambre d'évaporation 8 pourvue d'une arrivée 9 de produit liquide à concentrer et d'une sortie 10 de produit liquide concentré.Comme le montre la figure 1, le produit liquide à concentrer est constitué par le résidu de distillation, l'arrivée 9 étant reliée au refoulement d'une pompe 11 dont l'aspiration est reliée à la sortie 3. En outre, l'évaporateur 6 est du type à flot tombant, la chambre d'évaporation 8 étant dans ce cas constituée de manière connue en soi par un faisceau tubulaire.

Ce dernier est disposé dans un corps de chauffe 18 pourvu d'une arrivée 13 de vapeur de chauffage et d'une sortie 14 de condensats. Par ailleurs, l'évaporateur 6 comporte un séparateur vapeur-liquide 15 en relation avec la chambre d'évaporation 8, la partie haute de ce séparateur étant reliée par un conduit 16 à l'aspiration d'un compresseur mécanique 17 dont le refoulement 18 est raccordé à l'arrivée 13 de vapeur de chauffage.

Le vin amené dans la colonne 1 par l'arrivée 2, y subit une distillation sous l'effet des calories apportées par la vapeur de chauffage amenée dans la colonne par l'arrivée 4. Il en résulte la formation de vapeurs d'alcool évacuée par la sortie 5 et de vinasses évacuées par la sortie 3. Ces dernières sont amenées via la pompe 11 et l'arrivée 9 dans le faisceau tubulaire 8 où elles subissent une évaporation en produisant un concentré évacue par la sortie o,et une vapeur dite vapeur d'évaporation.Au cours de cette évaporation, la vapeur de chauffage amenée par l'arrivée 13 et qui est à une température supérieure ou égale à celle des vinasses , cède sa chaleur latente de vaporisation à ces dernières et se condense pour donner des condensats
Conformément à l'invention, on amène ces condensats via la sortie 14 et un conduit 19 dans un ballon de détente 20 où ils subissent une détente suffisante pour créer une vapeur de détente ayant une température égale ou inférieure(comme c'est le cas sur la figure 1)à celle de la vapeur d'évaporation.

Dans cette dernière hypothèse, la vapeur de détente est amenée par le conduit 21 à l'aspiration d'un éjecto-compresseur 22 alimenté en vapeur motrice par le conduit 23, où elle est comprimée pour être amenée à la température de la vapeur d'évaporation avant d'être dirige par un conduit 24 issu du refoulement de l'éjecto-compresseur 22, dans le conduit 16 où elle se mélange avec la vapeur d'évaporation évacuée du faisceau tubulaire 8 via le séparateur 15 et ledit conduit 16. Le mélange résultant est ensuite comprimé dans le compresseur mécanique 17,une partie du mélange comprimé étant introduite dans le corps de chauffe 12 via le refoulement 18 et l'arrivée 13, le restant étant amené dans la colonne 1 via un conduit 25 issu du refoulement 18 et raccordé à l'arrivée 4.

Conformément à l'invention, il est possible de détendre le concentré issu de la sortie 10 au lieu des condensats. On préfère néanmoins détendre â la fois le concentré et les condensats en vue de récupérer un maximum de calories sur les effluents de l'évaporateur 6. C'est ce que montre la figure 1, où le concentré est amené via la sortie 10 et un conduit 26 dans un ballon de détente 27 où il se détend et libère de la vapeur. Cette détente peut être réalisée à la même pression que la détente réalisée dans le ballon 20, auquel cas la vapeur de détente issue du ballon 27 est mélangée à celle issue du ballon 20 en reliant ledit ballon 27-au conduit 21-par un conduit 28, pour subir ensuite le même sort que la vapeur issue du ballon 20.

Selon une caractéristique de l'invention, la détente des condensats et/ ou du concentré peut être réalisée en plusieurs stades. Cette possibilité est illustrée par la figure 2 qui montre que les condensats sont d'abord amenés via un conduit 19a dans un ballon de détente 29-où ils subissent une première détente réalisée par #exemple de manière à ce que la vapeur produite ait la même température que la vapeur d'évaporation. Les condensats ayant subi cette première détente sont ensuite amenés du ballon 29 via le conduit 19b dans le ballon 20. La vapeur de détente produite dans le ballon 29 est ensuite mélangée avec celle issue du séparateur 15, par exemple via un conduit 30 reliant le ballon 29 et le conduit 24.

Selon une autre caractéristique de l'invention illustrée par la figure 3, on peut amener par un conduit 31 les condensats formés dans le corps de chauffe 12 dans le corps de chauffe 32 d'un évaporateur 33, par exemple du type à flot tombant, où on leur fait subir une détente et simultanément on peut amener le concentré par un conduit 34 dans la chambre d'évaporation 35 de l'évaporateur 33 (constituée par un faisceau tubulaire si l'évaporateur est à flot tombant) où on lui fait également subir une détente. La vapeur de détente des condensats se condense en cédant ses calories au concentré pour fournir des condensats qui se mélangent à ceux ayant subi la détente.Quant à la vapeur produite par la détente du concentré et par l'évaporation de ce dernier du fait de son échange thermique avec ladite vapeur de détente, elle est amenée de la chambre d'évaporation 35, via le séparateur 36 et le conduit 37 à l'aspiration d'un compresseur et notamment d'un éjecto-compresseur 38 alimenté en vapeur motrice par le conduit 39. Par ailleurs, on peut si on le désire amener les condensats présents dans le corps de chauffe 32, dans un ballon de détente 40 où on leur fait subir une nouvelle détente, par exemple de manière à produire de la vapeur de détente ayant la même température que la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 33. Dans ce dernier cas, on amène ladite vapeur de détente dans le conduit 37 au moyen d'un conduit 41 reliant le ballon 40 et ledit conduit 37.Ce dernier aboutit à l'aspiration du compresseur 38 qui comprime la vapeur issue du conduit 37 pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation produite dans 1 'évaporateur 6. Le processus est ensuite identique à celui illustré par les figures 1 et 2.

L'installation représentée par la figure 4 comporte les mêmes éléments que celle représentée par la figure 3. Le corps de chauffe 32 de l'évaporateur 33 est néanmoins complété par une arrivée 42 de vapeur de chauffage, la vapeur de chauffage amenée par cette arrivée participant ainsi à l'évaporation du concentré issu de l'évaporateur 6. Avantageusement, cette arrivée 42 pourra être reliée au conduit 24 auquel cas c'est une partie de la vapeur refoulée par le compresseur 38 qui constituera ladite vapeur de chauffage.

Conformément à l'invention, on peut faire subir une seconde détente au produit concentré issu de l'évaporateur 33. A cet effet, on relie la sortie 43 de ce dernier à un ballon de détente 44 puis comprime la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 6.Comme le montre la figure 4, le ballon de détente 40 est à la même pression que le ballon de détente 44,mais à une pression inférieure à celle régnant dans le séparateur 36, le ballon 44 est relié au conduit 41 par un conduit 45 et le conduit 41 ext relié, non pas directement au conduit 37 comme dans l'installation de la figure 3, mais à l'aspiration d'un compresseur 46 par exemple un éjecto-compresseur alimenté en vapeur motrice par l'arrivée 47, compresseur dont le refoulement 48 est raccordé audit conduit 37. Ainsi, la vapeur de détente créée dans les ballons 40 et 44 est amenée dans le compresseur 46 où elle est portée à la température de la vapeur d'évaporation issue du séparateur 36.

La vapeur ainsi comprimée ainsi que la vapeur motrice ayant servi à réaliser la compression est ensuite mélangée à ladite vapeur d'évaporation issue du séparateur 36. Puis le mélange résultant est amené à l'aspiration du compresseur 38 en reliant cette aspiration au conduit 37, compresseur 38 qui amène ledit mélange à la température de la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 6.

On peut, si les besoins l'exigent, prévoir une dérivation 49 sur le conduit 37, dérivation par laquelle il est éventuellement possible de prélever une certaine quantité de vapeur qui pourra être utilisée à un stade quelconque de l'installation, par exemple pour préchauffer le vin destiné à être distillé dans la colonne 1.

En variante, on peut détendre uniquement les condensats de ltéva- porateur 33 et notamment réaliser cette détente, comme le montre la figure 5, pour créer dans le ballon 50 une vapeur de détente ayant la même température que celle de la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 33.

La vapeur est ensuite mélangée à ladite vapeur d'évaporation en reliant, par un conduit 51, le ballon 50 au conduit 37, le mélange résultant subissant ensuite le même sort que dans la figure 4.

Les figures 6 et 7 illustrent la variante de l'invention qui consiste à prélever des calories sur le produit liquide à concentrer soLsis â un édhede u themique et à t'nnsférer ces calories après les avoir amenées à un niveau de température convenable, dans le cycle de distillation. Ces installations comprennent une colonne de distillation 1 et un évaporateur 6 de même conception que ceux des figures 1 à 3. Un produit liquide à concentrer chaud, notamment le résidu de distillation de la colonne 1 est amené par l'arrivée 9 dans la chambre d'évaporation 8 disposée dans le corps de chauffe 12 alimentée par l'arrivée 13 en vapeur de chauffage ayant une température inférieure à celle dudit produit liquide àcohent rer.

Par ailleurs, la chambre d'évaporation 8 est à une pression telle que le produit liquide y subisse une évaporation à la fois par détente et par absorption de calories de la vapur de chauffage qui se condense pour donner des condensats que l'on extrait par la sortie 14.- la vapeur produite par cette évaporation est amenée via le séparateur 15 et le conduit 16 dans le compresseur mécanique 17.La vapeur comprimée dans ce dernier est en partie amenée via le conduit 18 et l'arrivée 13 dans le corps de chauffe 12 de l'évaporateur 6 où elle sert de vapeur de chauffage, et en partie amenée dans un éjecto-compresseur 52 alimenté en vapeur motrice par le conduit 53, en reliant l'aspiration 70 de cet éjecto-compresseur au conduit 18. La vapeur amenée dans l'éjecto-compresseur 52 est comprimée pour être amenée à la rature de distillation et le mélange issu du refoulement dudit éjectocompresseur est introduit dans la colonne 1 en reliant ce refoulement à l'arrivée 4.

Si on le désire, on peut, et c'est ce que représente la figure 7, amener les condensats via la sortie 14 et un conduit 55 dans un ballon de détente 56 où on leur fait subir une détente pour créer une vapeur ayant une température inférieure à celle de la vapeur d'évaporation, la vapeur de détente étant amenée via un conduit 57 à l'aspiration d'un compresseur 58 (par exemple un éjecto-compresseur alimenté en vapeur motrice par un conduit 59) de manière à disposer au refoulement de ce compresseur d'une vapeur ayant la meme température que celle de la vapeur d'évaporation, vapeur qui est mélangée à la vapeur d'évaporation en reliant le refoulement 60 du compresseur 58 au conduit 16. Le mélange résultant subit ensuite le même sort que dans la figure 6.Eh variante, on pourrait détendre les condensats pour créer une vapeur ayant la même température que la vapeur d'évaporation auquel cas il suffit de supprimer le compresseur 58. On pourrait en outre dans l'installation de la figure 7 détendre le concentré par exemple à la même pression que celle à laquelle on détend les condensats, puis mélanger la vapeur de détente des condensats et du concentré puis les comprimer dans le compresseur 58. On pourrait enfin ne détendre que le concentré.

Avantageusement, on peut, dans les installations qui viennent d'être décrites, prélever des calories sur la vapeur de distillation et transférer les calories ainsi prélevées dans le cycle d'évaporation. Ceci est illustré par les figures 8 à 10.

La figure 8 représente plus précisément une installation de même conception que celle de la figure 1. Elle en diffère néanmoins en ce qu'elle comporte en outre un second évaporateur 61 par exemple de même conception que l'évaporateur 6 et comporte ainsi un corps d'évaporation 62, une chambre d'évaporation 63 (constitué par exemple par un faisceau tubulaire) pourvue d'un arrivée 64 de liquide à concentrer et d'une sortie 6roi, cette chambre d'évaporation étant disposée dans un corps de chauffe 66 pourvu d'une arrivée 67 de vapeur de chauffage et d'une sortie 68 de#conden- sats. La chambre d'évaporation 63 esten outre reliée à un séparateur vapeurliquide 69.Le procédé mis en oeuvre dans l'installation objet de la figure 8 est en tout point identique à celui mis en oeuvre dans celle objet de la fiugre 1. Néanmoins, la vapeur de distillation (alcool par exemple) qui s'échappe par la sortie 5 est amenée dans le corps de chauffe 66 de ltévapo- rateur 61 où elle se condense en cédant paréchange thermique indirect ses calories au produit liquide circulant dans le faisceau tubulaire 63 amené par l'arrivée -64. Ce produit liquide peut être tout liquide à concentrer ou même simplement de l'eau. Grâce à cet apport de calories au produit liquide, ce dernier subit une évaporation. La vapeur produite par cette évaporation est ensuite comprimée pour être amenée à la même température que celle de la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 6. Comme le montre plus précisément la figure 8, la détente dans les ballons 20 et 27 et ltévaporation dans l'évaporateur 61 peuvent être réalisées de manière à ce que la vapeur de détente et la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 61 aient la même température. Dans ce cas particulier, il suffit de relier le séparateur 69 par un conduit 70 au conduit 21 et le compresseur 22 comprime alors à la fois la vapeur issue des ballons 20 et 27 et celle issue du séparateur,69.

Les condensats (alcool) formés dans le corps de chauffe 66 sont extraits par la sortie 68 et on peut si on le désire en renvoyer une partie par un conduit 7.1 dans la colonne 1, la partie restante étant soutirée par un conduit 72 et dirigée sur un lieu de stockage ou d'utilisation.

La figure 9 représente quant à elle une installation de même conception que celle de la figure 5.si ce n'est qu'elle est complétée par l'évaporateur 61 qui vient d'être décrit. Ainsi, la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 61 qui, en choisissant convenablement les conditions de détente dans le ballon 50 et l'évaporateur 61 est à la même températu-re que la vapeur de détente et donc que la vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 33, est mélangée à cette vapeur de détente et à cette vapeur d'évaporation produite dans l'évaporateur 33, en reliant le conduit 70 à l'aspiration du compresseur 38, le mélange résultant subissant ensuite le même sort que dans l'installation de la figure 5.

Une autre manière de prélever des calories sur la vapeur de distillation et de les transférer dans le cycle d'évaporation est illustrée par la figure 10 conformément à laquelle on réalise un échange thermique indirect entre ladite vapeur de distillation et les condensats ayant subi une détente et moins chauds que cette vapeur, les condensats ainsi réchauffés étant détendus à leur tour et la vapeur de détente produite subissant ensuite le même sort que la vapeur de détente produite à partir des condensats d'origine non réchauffés.

Plus précisément, l'installation de la figure 10 est dé même conception que celle de la figure 5. Elle est néanmoins complétée comme suit. La sortie 5 de vapeur de distillation est reliée à un condenseur à surface 73.

Cette vapeur est de ce fait amenée dans ce condenseur où elle cède par échange thermique indirect une partie de ses calories aux condensats obtenus après détente dans le ballon 50, ces condensats étant amenés dans ledit condenseur 73 via un conduit 74 relié à l'aspiration d'une pompe 75 et via un conduit 76 reliant le refoulement de cette pompe et le condenseur 73. Les condensats ainsi réchauffés dans ce dernier sont ensuite ramenés dans le ballon 50 via un conduit 77, ballon dans lequel ils subissent une nouvelle détente. La totalité de la vapeur de détente produite dans ce ballon 50 subit ensuite le même sort que dans l'installation de la figure 5.

Bien entendu, le ballon 50 ainsi d'ailleurs que tous les ballons de détente dont il a été question précédemment, sont pourvus d'un moyen d'extraction, ce moyen, référencé 38 sur la figure 10 servant dans le cas particulier de cette figure à évacuer les condensats non dirigés vers le condenseur 73.

Selon une variante de l'installation de la figure 10, on pourrait réaliser la détente des condensats issus de l'évaporateur 33, en plusieurs stades, par exemple deux stades, les condensats réchauffés dans le condenseur 73 étant ceux ayant subi le deuxième stade de détente, les condensats réchauffés dans ledit condenseur étant ramenés dans le ballon où est réalisé le premier stade de détente.

L'installation de la figure 10 peut, si on le désire, être complétée par un second condenseur à surface 79 dans lequel sont amenés, via le conduit 80, la vapeur de distillation non condensée dans le condenseur 73 et les condensats produits dans ce dernier. Cette vapeur de distillation est ainsi totalement condensée en cédant ses calories à un liquide de refroidissement tel que de l'eau, traversant le circuit de refroidissement dudit condenseur 79. La totalité des condensats du condenseur 79 sont ensuite extraits, une partie des condensats extraits étant amenée dans la colonne par le conduit 81, la partie restante étant évacuée par le conduit 82 vers un lieu de stockage.

Il est à noter que dans les installations qui viennent d'être décrites, l'évaporateur 6 peut comporter plusieurs corps d'évaporation 7 disposés en simple ou en multiple effet. Dans ce cas, l'évaporation du produit liquide à concentrer est réalisée en plusieurs étapes et les détentes évoquées ci-dessus peuvent être réalisées sur les condensats etlou produit liquide concentré obtenus à une étape quelconque de l'évaporation. Il est en outre possible, entre deux de ces étapes, de soumettre le produit liquide à un traitement annexe.

Ceci pourra être le -cas notamment si le produit liquide est constitué par des vinasses. Il est généralement nécessaire en effet, lorsque ces vinasses ont atteint un certain degré de concentration, de les soumettre à une séparation tartrique avant de poursuivre leur concentration pour éviter l'encras- sage de l'évaporateur. Toutefois, les vinasses sortant refroidies de cette séparation tartrique, il est indispensable de les réchauffer avantde pornIBre s r évaporation. Ce réchauffage pourra être réalisé, conformément à l'invention, en leur transférant des calories prélevées sur la vapeur de distillation, par exem- ple par simple échange thermique indirect entre la vapeur de distillation et les vinasses ayant subi le traitement de séparation tartrique.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Procédé de distillation d'un mélange liquide tel qu'un produit

de fermentation alcoolique et de concentration simultanée d'un premier produit

liquide tel que le résidu de distillation, dans lequel on distille le mélange

liquide par un apport de calories suffisant pour atteindre la température T

permettant la distillation, pour obtenir un résidu de distillation et une

vapeur de distillation, et on soumet le premier produit liquide à une évapora

tion pour obtenir un concentré, en réalisant un échange thermique indirect

entre ledit premier produit liquide et de la vapeur de chauffage qui cède sa

chaleur latente de vaporisation au premier produit liquide et se condense pour

donner des premiers condensats, les calories nécessaires à la distillation

étant prélevées sur le cycle d'évaporation, caractérisé en ce qué l'on détend au moins un liquide caloporteur choisi entre les effluents produits au cours

de l'évaporation et leproduit liquide soumis audit échange thermique, puis

comprime tout ou partie de la vapeur produite par cette détente dite vapeur de détente pour l'amener à la température T avant de la transférer en tout ou partie dans le cycle de distillation où elle sert de source de calories.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'évaporation est réalisée en une ou plusieurs étapes et tout ou partie de la vapeur d'évaporation produite à l'une de ces étapes dite première vapeur d'évaporation est soumise à une compression mécanique ou à une éjecto-compression, puis utilisée en tout ou partie comme vapeur de chauffage pour l'une au moins des étapes d'évaporation, caractérisé en ce que l'on réalise la détente de tout ou partie d'au moins un liquide caloporteur choisi parmi les effluents produits au cours de ltévapora- tion pour obtenir une vapeur de détente ayant une température égale ou inférieure à celle de la première vapeur d'évaporation puis comprime si besoin est cette vapeur de détente pour l'amener à la température de la première vapeur d'évaporation, mélange cette dernière à tout ou partie de la vapeur de détente éventuellement comprimée, en ce que l'on soumet le mélange résultant à ladite compression mécanique ou éjecto-compression pour l'amener à la température T, et en ce que l'on prélève une partie de la vapeur ayant subi cette compression mécanique ou cette éjecto-compression et la transfère dans le cycle de distillation.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on détend séparément -et à la même pression au moins deux liquidescaloporteurs choisis parmi les effluents produits au cours de l'évaporation, les vapeurs pro duites étant mélangées puis comprimées.

4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on réalise la détente en plusieurs stades d'au moins un fluide caloporteur choisi parmi les effluents produits au cours de l'évaporation, puis comprime si besoin est la vapeur produite à tout ou partie desdits stades.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide caloporteur est constitué par les premiers condensats ou le premier produit liquide à une étape quelconque de son évaporation.

6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on détend un premier liquide caloporteur constitué par le premier produit liquide à une étape quelconque de son évaporation puis poursuit éventuellement l'évaporation de ce liquide dans les étapes suivantes, liquide qui est soumis, au cours de sa détente, à un échange thermique indirect avec la vapeur produite par la détente d'un deuxième liquide caloporteur constitué par tout ou,-partie des premiers condensats produits au cours de ltévaporation et plus chauds que le premier liquide caloporteur, échange au cours duquel la vapeur de détente dudit deuxième liquide caloporteur se condense pour donner des deuxièmes condensats et en ce que l'on comprime la vapeur dite seconde vapeur d'évaporation et produite par la détente du premier produit liquide caloporteur et par l'échange thermique de ce dernier avec la vapeur de détente du deuxième liquide caloporteur, pour l'amener soit à la température T soit à la température de la première vapeur d'évaporation.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le liquide est soumis, au cours de sa détente, à un échange thermique indirect simultanément avec la vapeur produite par la détente du deuxieme ~ liquide caloporteur et avec une vapeur de chauffage auxiliaire.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la vapeur de chauffage auxiliaire est constituée par une partie de la seconde vapeur d'évaporation comprimée pour être amenée à la température T ou à la température de la première vapeur d'évaporation.

9. Procédé selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que l'on mélange le second liquide caloporteur subsistant après détente, .a#Kdeuxièms condensats,détend le mélange résultant puis comprime la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température T ou à la température de la première va peur d'évaporation.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on détend ledit mélange à une pression égale à celle de la seconde vapeur d'évaporation, combine cette dernière à la vapeur produite par cette détente, puis comprime le mélange résultant de cette combinaison.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'on détend une second fois le premier liquide caloporteur avant de poursuivre éventuellement son évaporation dans les étapes suivantes, puis comprime la vapeur produite par cette seconde détente pour l'amener soit à la température T, soit à la température de la première vapeur d'évaporation.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vapeur de détente est comprimée mécaniquement ou par éjecto-compression.

13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on évapore le premier produit liquide à concentrer en le soumettant à une détente tout en réalisant ledit échange thermique, et en ce que l'on comprime mécaniquement ou par éjecto-compression la vapeur produite par l'évaporation dite vapeur d'évaporation pour l'amener à une température inférieure à celle du premier produit liquide, une partie de la vapeur comprimée étant utilisée comme vapeur de chauffage pour l'évaporation, une autre partie étant comprimée pour l'amener à la température T avant de la transférer dans le cycle de distillation.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la seconde compression est réalisée par éjecto-compression.

15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'on détend les premiers condensats à une pression correspondant à la température de la yapeur d'évaporation, puis mélange à cette dernière la vapeur produite par la détente.

16. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'on détend les premiers condensats à une pression correspondant à une température inférieure à celle de la vapeur d'évaporation, comprime la vapeur produite par la détente pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporatio##n, puis mélange à cette dernière la vapeur ainsi comprimée.

17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que l'on détend le concentré, comprime la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation, puis la mélange à la vapeur d'évaporation.

18. Procédé selon la revendication 16 ou 17 7 caractérisé en ce que l'on comprime la vapeur produite par la détente par éjecto-compression.

19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 18, caractérisé en ce que l'on prélève des calories sur la vapeur de distillation et transfère les calories prélevées dans le cycle d'évaporation.

20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel on évapore un deuxième produit liquide, en réalisant un échange thermique indirect entre ce deuxième produit liquide et tout ou partie de la vapeur de distillation qui cède sa chaleur latente de vaporisation audit deuxième produit liquide et se condense pour donner des troisièmes condensats, caractérisé en ce que l'on comprime la vapeur produite par l'évaporation dite troisième vapeur d'évaporation et qui contient les calories prélevées, pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation ou de la première vapeur d'évaporation, puis mélange la vapeur ainsi comprimée à ladite vapeur d'évaporation ou ladite première vapeur d'évaporation.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la détente du liquide caloporteur et l'évaporation du deuxième produit liquide sont réalisées de manière à ce que la vapeur produite par la détente et la troisième vapeur d'évaporation aient la même température et en ce que l'on mélange ces deux vapeurs avant de les comprimer pour amener leur température à celle de la vapeur d'évaporation ou de la première vapeur d'évaporation.

22. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'on prélève et transfère les calories en réalisant un échange thermique indirect entre tout ou partie de la vapeur de distillation et le premier produit liquide issue de l'une quelconque des étapes d'évaporation.

23. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'on prélève les calories en réalisant un échange thermique indirect entre bout ou partie de la vapeur de distillation et une partie des condensats moins chauds que cette vapeur et ayant subi une détente et en ce que l'on transfère les calories ainsi prélevées vers le cycle d'évaporation, en soumettant à une détente les condensats réchauffés au cours dudit échange thermique, en comprimant la vapeur produite par cette détente pour l'amener à la température de la vapeur d'évaporation ou de la première vapeur d'évaporation puis en mélangeant cette dernière à la vapeur ainsi comprimée.