FR2571482A1

FR2571482A1 - Grain and crop drying equipment

Info

Publication number: FR2571482A1
Application number: FR8512244A
Authority: FR
Inventors: Jozsef Aszlanyi; Gyorgy Barta; Bela Hegedus; Janos Hudak
Original assignee: MEZOEGAZ TERMELOESZOEVET
Current assignee: MEZOEGAZ TERMELOESZOEVET
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1986-04-11
Also published as: YU126485A; HU193692B; DE3528551A1; HUT38715A

Abstract

Equipment for drying grain and other vegetable matter in bulk uses ducts (3,4) crossing each other at right angles, made from inverted V shaped sheets. At a low level, the material is formed as a fluidised bed (7). Hot gases are blown through the bed at an increased speed and regulated at two different heights, using the difference between two humidity monitors. The hot incoming gases are mixed with those gases which have already been in contact with the grain. The increase in speed is at least ten times the fluidising speed and is at least 13 m/s. The gases enter one end of a channel through which the grain passes and is discharged at the other end, i.e. nearer the grain entry end, the fresh gases circulating through the two levels and then entering a collector duct before discharge. Sensors control the operation of a flap valve.

Description

La présente invention concerne un procédé de séchage de matières granuleuses à porosité capillaire et de produits agricoles dans une installation de séchage par convection avec écoulement de matière par gravité, qui est équipée de canaux servant à introduire et à évacuer l'agent de séchage et où l'agent de séchage est canalisé, au cours du processus, à contre-courant au moins deux fois au travers de l'écoulement de matière par gravité. L'invention a en outre pour objet le dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé, où les canaux de décharge sont reliés à un canal de transfert. The present invention relates to a process for drying granular materials with capillary porosity and agricultural products in a gravity flow convective drying plant, which is equipped with channels for introducing and discharging the drying agent and the drying agent is channeled, during the process, countercurrently at least twice through the flow of material by gravity. The invention further relates to the device used to implement the method, wherein the discharge channels are connected to a transfer channel.

Les matières granuleuses à porosité capillaire - dans lesquelles rentrent généralement également les produits agricoles - possèdent une structure macrocapillaire et une structure microcapillaire, le diamètre de section des macrocapillaires étant supérieur à 10 cl tandis que le diamètre desmicrocapillaires est cependant inférieur à 10 5cm et simultanément les deux structures capillaires sont ouvertes en direction de la surface des grains. The granular materials with capillary porosity - in which the agricultural products generally also enter - have a macrocapillary structure and a microcapillary structure, the sectional diameter of the macrocapillaries being greater than 10 cl while the diameter of the microcapillaries is however less than 10 5 cm and simultaneously the two capillary structures are open towards the surface of the grains.

Dans l'étape initiale de séchage, l'humidité se trouvant dans les deux structures capillaires s'échappe de la manière suivante:
en premier lieu le ménisque de l'eau se trouvant dans le macrocapillaire, qui est situé sur la surface du grain, commence à se vaporiser tandis que le ménisque se trouvant à l'intérieur de la matière est tiré vers l'arrière et une grande partie de l'eau est enlevée de la partie de matière traversée par des capillaires.In the initial drying step, moisture in both capillary structures escapes as follows:
in the first place the meniscus of the water in the macrocapillary, which is situated on the surface of the grain, begins to vaporize while the meniscus lying inside the matter is pulled backwards and a great part of the water is removed from the portion of material traversed by capillaries.

Entre-temps le ménisque des microcapillaires vient se placer, par suite de la différence de pression dans les capillaires, sur la surface du grain et recule ensuite à l'intérieur du grain lorsque la vaporisation dans les microcapillaires se termine.Meanwhile, the meniscus of the microcapillaries is placed, as a result of the pressure difference in the capillaries, on the surface of the grain and then retreats inside the grain when the vaporization in the microcapillaries ends.

Dans cette première étape de séchage, il se dé roule pratiquement un phénomene caractéristique de la vaporisation du niveau d'eau libre, et la température de la surface de la matière n'augmente pas sensiblement par sui- te de l'effet de refroidissement exercé par la vaporisation, ce qui représente une condition de séchage nécessaire pour maintenir la qualité dans le cas de matières sensibles à la chaleur, par exemple des produits agricoles. In this first drying step, a characteristic phenomenon of the vaporization of the free water level is practically unrolled, and the temperature of the surface of the material does not increase substantially as a result of the cooling effect exerted. by vaporization, which represents a drying condition necessary to maintain the quality in the case of heat-sensitive materials, for example agricultural products.

La capacité de séchage peut entre augmentée sans endommagement de la matière par augmentation de la vitesse d'écoulement de l'agent de séchage. L'augmentation de la vitesse d'écoulement est cependant limite par le mouvement gravimétrique de la matière et par la vitesse limite d'écoulement, résultant du mouvement à contre-courant de l'agent de séchage et produisant une fluidisation, cette limite étant définie par l'éjection des grains hors du sécheur.The drying capacity can be increased without damaging the material by increasing the flow rate of the drying agent. The increase of the flow velocity is, however, limited by the gravimetric movement of the material and the rate of flow, resulting from the countercurrent movement of the drying agent and producing a fluidization, this limit being defined by ejecting grains out of the dryer.

Dans la seconde étape de séchage, les macrocapillaires sont déjà remplis d'air et l'humidité résiduelle de la matière est enlevée par un phénomène de diffusion sous la forme de vapeur. La matière à sécher s'échauffe entre-temps toujours de plus en plus par suite de la vaporisation se déroulant à l'intérieur avec une intensité décroissante et ce fait limite la température pouvant etre atteinte par l'agent de séchage dans le cas de matières sensibles à un échauffement. L'introduction de chaleur à l'intérieur de la matière peut cependant être augmentée par accroissement de la vitesse relative des grains et de l'agent de séchage jusqu'à ce que le phénomène de fluidisation ne se produise plus et que le transport d'humidité par diffusion s'effectue en équilibre avec l'introduction de chaleur. In the second drying step, the macrocapillaries are already filled with air and the residual moisture of the material is removed by a diffusion phenomenon in the form of steam. In the meantime, the material to be dried heats up more and more as a result of the vaporization taking place inside with decreasing intensity and this limits the temperature that can be reached by the drying agent in the case of materials sensitive to heating. The introduction of heat into the material may, however, be increased by increasing the relative velocity of the grains and the drying agent until the fluidization phenomenon no longer occurs and the transport of Moisture diffusion is in equilibrium with the introduction of heat.

La capacité d'un sécheur est déterminée, dans le cas d'un écoulement continue d'une matière possédant des caractéristiques biologiques et d'autres caractéristiques invariantes par le temps de séjour de la matière à sécher dans le sécheur, dans le cas d'une humidité d'entrée déter minée et d'une humidité finale prescrite, pour obtenir la vitesse de séchage (capacité) caractéristique pour le sécheur. La capacité du sécheur peut etre déterminée en correspondance par le quotient de la quantité de matière correspondant à sa rapacité de traitement et du temps de séchage. Le courant pondéral de la matière à sécher doit également etre déterminé par cette méthode. The capacity of a dryer is determined, in the case of a continuous flow of a material having biological characteristics and other invariant characteristics by the residence time of the material to be dried in the dryer, in the case of a specific input humidity and a prescribed final humidity, to obtain the characteristic drying rate (capacity) for the dryer. The capacity of the dryer can be determined in correspondence by the quotient of the amount of material corresponding to its treatment rapacity and the drying time. The weight current of the material to be dried must also be determined by this method.

Dans le cas où le degré d'humidité de la matière introduite de façon continue dans le sécheur diminue, il faut fournir à cette matière une quantité de chaleur supérieure à celle nécessaire auparavant jusqu'à ce que la matière sorte du sécheur avec une teneur en humidité supérieure. La vitesse relative entre le mouvement gravimétrique de la matière et l'écoulement de l'agent de séchage chaud provoque notamment une grande introduction de chaleur dans la matière ayant une faible teneur en hu midité, de sorte qu'elle est ainsi séchée plus fortement que ce qui est nécessaire, et que ce séchage excessif est associé à une perte d'énergie. In the case where the moisture content of the material introduced continuously into the dryer decreases, it must be supplied to this material a greater amount of heat than previously required until the material leaves the dryer with a content of higher humidity. The relative velocity between the gravimetric movement of the material and the flow of the hot drying agent causes in particular a large introduction of heat into the material having a low moisture content, so that it is thus dried more strongly than what is needed, and that this excessive drying is associated with a loss of energy.

D'autre part dans le cas où le degré d'humidité de la matière introduite de façon continue dans le sécheur augmente, cette matière doit recevoir une plus faible quantité de chaleur que ce qui est nécessaire jusqu'à ce que la matière précédemment séchée dans le sécheur soit épuisée. En consequence on n'obtient pas un séchage au degré prescrit et l'écoulement continu de la matière doit être arrenté. La reprise de l'écoulement de matière après l'arrêt a pour conséquence la sortie d'un produit séché excessivement car, pendant l'arrêt du transport de matière, toute la masse de matière se trouvant dans le sécheur a été soumise au courant d'agent de séchage et a continue à être séchée de façon ininterrompue. En conséquence, un séchage excessif est également associé à une perte d'énergie. On the other hand, in the case where the degree of humidity of the material introduced continuously into the dryer increases, this material must receive a smaller amount of heat than is necessary until the material previously dried in the dryer is exhausted. As a result, drying to the prescribed degree is not achieved and the continuous flow of the material must be stopped. The resumption of the flow of material after the shutdown results in the release of an excessively dried product, because during the stop of the transport of material, all the mass of material in the dryer has been subjected to the flow of drying agent and continues to be dried continuously. As a result, excessive drying is also associated with energy loss.

Dans le cas où le degré d'humidité de la matière à sécher pénétrant de façon continue dans le sécheur varie par rapport à la valeur précédente - que ce soit dans le sens d'une augmentation ou d'une réduction -, cet effet se manifeste par un déplacement de la zone de vaporisation se produisant sur-le ménisque des macrocapillaires. La zone est notamment plus courte qu'auparavant dans le cas où une matière plus sèche pénètre dans le sécheur et elle s'allonge lorsqu'une matière plus humide pénètre dans le. In the case where the degree of humidity of the material to be continuously penetrated in the dryer varies from the previous value - whether in the sense of an increase or a reduction - this effect manifests itself by a displacement of the vaporization zone occurring on the meniscus of the macrocapillaries. In particular, the area is shorter than before when drier material enters the dryer and is lengthened when wetter material enters the dryer.

sécheur. Les conditions régnant dans le sécheur sont cependant desavantascuss pour une mesure de l'humidité de la matière car cette mesure doit être effectuée dans un environnement avec température variable et - notamment dans le cas de produits agricoles - en la présence simul tanée de différents déchets et impuretés accompagnant l'écoulement de matière.dryer. The conditions prevailing in the dryer are however avantascuss for a measurement of the humidity of the material because this measurement must be carried out in an environment with variable temperature and - in particular in the case of agricultural products - in the simul taneous presence of different waste and impurities accompanying the flow of material.

Un inconvénient commun des sécheurs connus consiste en ce qu'ils ne peuvent pas s'adapter à la teneur en humidité, variable dans le temps, de la matière à sécher; on obtient notamment des produits d'une humidité inégale en même temps qu'une perte d'énergie ou bien ces sécheurs ne sont pas appropriés pour un fonctionnement continu, ce qui est également associé à une perte d'énergie. On rencontre en particulier des difficultés lorsqu'on doit sécher l'une après l'autre dans un sécheur des matières différentes, dont les processus de séchage se déroulent différemment, car le temps de séjour des différentes matières dans le sécheur est également différent. A common disadvantage of known driers is that they can not adapt to the moisture content, variable in time, of the material to be dried; In particular, products of unequal moisture are obtained at the same time as energy loss, or these dryers are not suitable for continuous operation, which is also associated with a loss of energy. In particular, difficulties arise when one has to dry one after the other in a dryer of different materials, the drying processes of which proceed differently, because the residence time of the different materials in the dryer is also different.

Dans de telles conditions, il est éventuellement possible de modifier la quantité et la température de l'agent de séchage. Le domaine de régulation de capacité des ventilateurs et de l'installation de chauffe ainsi que la courbe caractéristique de commande sont seulement rarement suffisants pour garantir la vitesse d'écoulement et la teneur calorifique qui sont nécessaires pour la vitesse de séchage caractéristique du produit donné. De telles conditions existent dans le cas du séchage ultérieur de graines oléagineuses, déjà séchées dans une certaine mesure et tenues en stock, avant leur extraction. Ce processus de séchage nécessite notamment un temps bien plus court que celui permis par l'agencement existant du sécheur. Under such conditions, it is possible to modify the quantity and the temperature of the drying agent. The capacity control area of the fans and the heating system as well as the control characteristic curve are only rarely sufficient to guarantee the flow velocity and the heat content which are necessary for the characteristic drying speed of the given product. Such conditions exist in the case of the subsequent drying of oleaginous seeds, already dried to a certain extent and kept in stock, before their extraction. This drying process requires in particular a much shorter time than that allowed by the existing arrangement of the dryer.

On connait la solution définie dans le brevet suisse NO 609 214, où le produit à sécher est traversé par un agent de séchage dans un système fermé et où l'introduction de chaleur est assurée à l'aide de pompes à chaleur. La vitesse de sortie de l'agent de séchage chaud, et par conséquent également sa quantité en circulation sont cependant fortement limitées par le fait que, dans le cas d'une vitesse d'écoulement assez grande, le produit s'écoule également dans le canal de décharge de sorte que le circuit fermé d'écoulement est obstrué. En outre aucun moyen n'est proposé pour remédier aux difficultés provoquées par des matières différentes ayant des degrés d'humidité différents ou bien nécessitant un temps de séchage différent. We know the solution defined in Swiss Patent No. 609,214, where the product to be dried is traversed by a drying agent in a closed system and where the introduction of heat is provided by means of heat pumps. The exit velocity of the hot drying agent, and therefore also its circulating amount, is however greatly limited by the fact that, in the case of a fairly high flow rate, the product also flows into the discharge channel so that the closed flow circuit is obstructed. In addition, no means are proposed to overcome the difficulties caused by different materials having different degrees of humidity or requiring a different drying time.

Le brevet anglais NO 1 437 578 décrit un procédé dans lequel l'écoulement d'agent de séchage entrant est réglé par une commande manuelle et dans ce cas également il n'est pas possible d'augmenter la vitesse de séchage. Le procédé ne propose également aucun moyen pour satisfaire aux conditions différentes de séchage de matières différentes. Ce dernier inconvénient affecte également le procédé décrit dans le brevet français NO 2 300 981. British Patent No. 1,437,578 describes a process in which the flow of incoming drying agent is controlled by manual control and in this case also it is not possible to increase the drying rate. The method also provides no means to satisfy different drying conditions of different materials. This last disadvantage also affects the process described in French Patent No. 2,300,981.

Dans les solutions proposées dans les brevets
US NO 4 048 727 et 4 241 515 ainsi que dans les brevets
FR NO 2 402 170, 2 444 907 et 2 516 224, il n'existe aucune possibilité d'augmenter la vitesse de séchage ni d'éli- miner les difficultés provoquées par les différentes teneurs en humidité de matières différentes.In the solutions proposed in the patents
US 4,048,727 and 4,241,515 as well as in patents
FR No. 2,402,170, 2,444,907 and 2,516,224, there is no possibility of increasing the drying rate or eliminating the difficulties caused by the different moisture contents of different materials.

Enfin le brevet hongrois NO 183 005 décrit la mesure de la teneur en humidité des matières introduites et déchargées et en outre la commande de l'évacuation de matière par suite d'un signal de différence établi à partir de ces deux valeurs. La commande est alors capable de remplir les conditions décrites ci-dessus lorsque toutes les fonctions teneur en humidité-temps et vitesse de séchage-temps ont été mémorisées pour toutes les sortes de matières à sécher dans la mémoire de la commande microélectronique. Cela est exclu en pratique à cause du grand nombre de sortes de matières différentes et cela rend le dispositif compliqué et coûteux. I1 n'existe également aucune possibilité d'augmenter la vitesse de séchage. Finally, the Hungarian patent NO 183 005 describes the measurement of the moisture content of the introduced and discharged materials and further the control of the evacuation of material as a result of a difference signal established from these two values. The control is then able to fulfill the conditions described above when all functions moisture content-time and speed-drying time have been stored for all kinds of materials to be dried in the memory of the microelectronic control. This is excluded in practice because of the large number of different kinds of materials and this makes the device complicated and expensive. There is also no possibility of increasing the drying speed.

Comme cela ressort de la description faite cidessus, les sécheurs par convectionconnus jusqu'à maintenant ne remplissent pas les conditions physiques et biologiques optimales de ce mode de séchage. Ces appareils sont pour cette raison soit inutilement surdimensionnés ou bien d'une complexité et d'un cotit excessifs ou bien ils consomment inutilement beaucoup d'énergie et leurs frais d'exploitation sont élevés. As is apparent from the above description, convective dryers so far do not fulfill the optimum physical and biological conditions of this drying mode. These devices are for this reason either unnecessarily oversized or of excessive complexity and cost or they consume unnecessarily high energy and their operating costs are high.

L'invention a pour but de créer un procédé de séchage et de commande à l'aide duquel le séchage par convection de matières granuleuses à porosité capillaire et de produits agricoles puisse se rapprocher très près des paramètres biologiques théoriques de séchage et les pertes en énergie résultant de la teneur en humidité variable dans le temps, et d'autres propriétés physiques, de la matière à sécher dans le sécheur puissent être éliminées aussi bien dans le cas de nouveaux sécheurs que dans le cas de sécheurs déjà en service. It is an object of the invention to provide a drying and control method by which convective drying of capillary-porous granular materials and agricultural products can be very close to the theoretical biological parameters of drying and energy losses. As a result of the variable moisture content over time, and other physical properties, the material to be dried in the dryer can be removed both in the case of new dryers and in the case of dryers already in use.

L'invention est basée sur la connaissance que la vitesse de séchage - également dans des sécheurs de dimensions données - peut être augmentée en correspondance aux conditions existantes et que la capacité de séchage peut également être augmentée, tandis que, dans le cas de l'application d'un nouveau sécheur1 son dimensionnement peut être réduit par augmentation de la vitesse d'écoulement de l'agent de séchage au-dessus de la vitesse limite de fluidisation, en empêchant simultanément un écoulement excessif de la matière à sécher. The invention is based on the knowledge that the drying rate - also in dryers of given dimensions - can be increased corresponding to existing conditions and that the drying capacity can also be increased, while in the case of Applying a new dryer, its sizing can be reduced by increasing the flow rate of the drying agent above the fluidization limit speed, while simultaneously preventing excessive flow of the material to be dried.

I1 est en outre connu que, dans le cas d'une humidité variable du produit à sécher, il suffit de détecter la tendance de variation d'une manière simple pour prendre une mesure qui - en correspondance au sens de variation de la teneur en humidité - a pour conséquence d'augmenter ou de réduire la vitesse d'écoulement ou bien la teneur calorifique de l'agent de séchage. It is furthermore known that, in the case of a variable humidity of the product to be dried, it suffices to detect the tendency of variation in a simple manner to take a measurement which - in correspondence with the direction of variation of the moisture content - has the effect of increasing or reducing the flow rate or the heat content of the drying agent.

I1 est en outre connu que - en particulier dans le cas de sécheurs existants - il est possible d'empocher un séchage excessif par réduction de la capacité d'action du sécheur d'une manière telle que l'agent de séchage ne traverse le produit à sécher que dans un volume partiel déterminé. It is furthermore known that - especially in the case of existing dryers - it is possible to pocket excessive drying by reducing the drying capacity of the dryer in such a way that the drying agent does not pass through the product. to dry only in a certain partial volume.

L'objet défini ci-dessus est atteint, selon l'invention, par le fait que, avec le procédé décrit dans le préambule, la vitesse d'écoulement de l'agent de séchage est augmentée au-dessus de la vitesse limite de fluidisation de la matière à sécher, tandis que la centrifugation des grains de la matière à sécher est supprimée et en outre la teneur en humidité variable de la matière à sécher est captée à deux niveaux du sécheur et est commandée au moyen du signal différentiel, obtenu à partir des deux capteurs, du courant d'agent de séchage chaud, ce dernier étant placé en communication directe avec le courant d'agent de séchage qui a traversé déjà au moins une fois le produit. The object defined above is achieved according to the invention in that, with the method described in the preamble, the flow rate of the drying agent is increased above the fluidization limit speed. of the material to be dried, while the centrifugation of the grains of the material to be dried is suppressed and further the variable moisture content of the material to be dried is collected at two levels of the dryer and is controlled by means of the differential signal, obtained at from the two sensors, the stream of hot drying agent, the latter being placed in direct communication with the drying agent stream which has already passed through the product at least once.

I1 est avantageux que la vitesse d'écoulement de l'agent de séchage dans la section de sortie du canal du sécheur soit choisie à une valeur au moins égale à dix fois la vitesse d'écoulement à l'intérieur du produit - avantageusement une valeur minimale de 13 m/s. It is advantageous that the flow rate of the drying agent in the outlet section of the dryer channel is selected to be at least ten times the flow velocity within the product - preferably a value minimum of 13 m / s.

Pour éviter un séchage excessif du produit, le volume du sécheur peut être réduit - par exemple par coupure de groupes de canaux déterminés d'insufflation d'agent de séchage. To avoid excessive drying of the product, the volume of the dryer may be reduced - for example by cutting off groups of determined drying agent blowing channels.

Le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide d'un dispositif décrit dans le préambule, dans lequel les canaux de décharge sont reliés à un canal de transfert, caractérisé en ce que le cbté inférieur ouvert des canaux de décharge est obturé à proximité de l'ouverture de sortie de l'agent de séchage par un organe déflecteur d'écoulement qui vient s'appliquer de façon étanche contre la paroi du canal de décharge, en ce que lecanal de transfert est relié au canal d'introduction d'agent de séchage chaud par le canal mélangeur, en ce que le canal mélangeur est alimenté par l'intermédiaire d'une robinetterie d'obturation - avantageusement un clapet, et en outre en ce qu'il est prévu à deux niveaux différents du sécheur des capteurs de mesure de la température et/ou de l'humidité du produit, et en ce que le dispositif est équipé d'un convertisseur de valeurs de mesure qui produit àpartir des valeurs de mesure des capteurs un signal différentiel et qui est équipe d'un servomoteur, commandé par le convertisseur de valeurs de mesure pour l'actionnement de la robinetterie d'obturation. The method according to the invention can be implemented using a device described in the preamble, in which the discharge channels are connected to a transfer channel, characterized in that the lower open side of the channels of discharge is closed near the exit opening of the drying agent by a flow deflector member which is sealingly applied against the wall of the discharge channel, in that the transfer channel is connected to the channel for introducing the hot drying agent through the mixing channel, in that the mixing channel is fed via a shut-off valve - advantageously a valve, and furthermore in that it is provided at two different levels of the dryer of the sensors for measuring the temperature and / or the humidity of the product, and in that the device is equipped with a measurement value converter which produces a signal from the measurement values of the sensors differential and is equipped with a servomotor, controlled by the measuring value converter for the actuation of the shut-off valves.

Le demi-angle d'inclinaison deso8tésdescanauxd'admis- sion et de décharge est avantageusement au moins aussi grand que l'angle de talus naturel du produit à sécher, dont la section est suffisamment grande pour que la vitesse d'écoulement de l'agent de séchage dans les canaux de décharge soit au moins égale à dix fois la vitesse d'écoulement transversal du produit, en s'élevant cependant au moins à 13 m/s dans l'ouverture de sortie. The half angle of inclination of the inlet and outlet ducts is advantageously at least as large as the natural slope angle of the product to be dried, the section of which is sufficiently large for the flow velocity of the agent in the discharge channels is at least 10 times the transverse flow velocity of the product, but at least 13 m / s in the outlet opening.

Pour éliminer une partie du volume total du sécheur, il est prévu avant les différents groupes de canaux d'admission des plaques de recouvrement assurant l'obturation. To eliminate a portion of the total volume of the dryer, it is provided before the different groups of inlet channels cover plates ensuring the shutter.

Le sécheur peut être constitué d'éléments se composant de canaux d'admission et de décharge d'agent de séchage. The dryer may consist of elements consisting of intake channels and dryer discharge.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels
la Fig. 1 est une vue en perspective d'un détail d'éléments du sécheur conforme à l'invention,
la Fig. 2 est une vue en coupe verticale de la
Fig. 1,
la Fig. 3 est une vue de détail de la Fig. 1 à échelle agrandie,
la Fig. 4 est une vue en perspective d'un canal de passage d'air conforme à l'invention,
la Fig. 5 est une vue en coupe verticale d'un sécheur conforme à l'invention,
la Fig. 6 est une courbe représentant la fonction vitesse de séchage-temps,
la Fig. 7 est une vue en coupe verticale du sécheur dans une autre forme de réalisation, et finalement,
la Fig. 8 représente une courbe de la fonction teneur en humidité-temps.Other characteristics and advantages of the invention will be demonstrated in the remainder of the description, given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings in which
FIG. 1 is a perspective view of a detail of elements of the dryer according to the invention,
FIG. 2 is a vertical sectional view of the
Fig. 1
FIG. 3 is a detail view of FIG. 1 on an enlarged scale,
FIG. 4 is a perspective view of an air passage channel according to the invention,
FIG. 5 is a vertical sectional view of a dryer according to the invention,
FIG. 6 is a curve representing the drying-time speed function,
FIG. 7 is a vertical sectional view of the dryer in another embodiment, and finally,
FIG. 8 represents a curve of the moisture content-time function.

Dans le sécheur par convection conforme à l'invention opérant par écoulement de matière par gravité, il est prévu dans la paroi 2 d'un élément répétitif du sécheur de section F(fig. 1-3) des canaux 3 d'admission d'air. Une des extrémités du canal d'admission d'air 3 est fermée. L'agent de séchage insufflé sort par le côté inférieur ouvert du canal d'admission d'air 3 et il traverse les couches de produit en suivant le trajet d'écoulement 5 représenté par des flèches, il s'écoule ensuite dans les canaux de décharge d'air 4 et il sort de l'élé- ment de sécheur 1 à l'autre extrémité. L'écoulement de l'agent de séchage peut s'effectuer sous l'effet de pression ou d'aspiration engendré par un ventilateur (non représenté). In the convection dryer according to the invention operating by flow of material by gravity, there is provided in the wall 2 of a repetitive element of the dryer of section F (FIG. air. One end of the air intake duct 3 is closed. The blown drying agent exits through the open bottom side of the air inlet duct 3 and passes through the product layers along the flow path represented by arrows, then flows into the air channels. 4 air discharge and it exits the dryer element 1 at the other end. The flow of the drying agent can be effected under the effect of pressure or suction generated by a fan (not shown).

L'agent de séchage traverse la couche de produit entre les canaux d'admission 3 et de décharge 4, en s'écoulant à contre-courant. On doit cependant, tout en garantissant une vitesse optimale d'écoulement de l'agent de séchage, empêcher une centrifugation des grains. Un procédé pouvant être utilisé à cet égard consiste à faire intervenir un organe déflecteur d'écoulement 6, le cbté inférieur ouvert du canal de décharge d'air 4 étant obturé à proximité de l'ouverture de décharge. En conséquence les grains s'écartant de la surface de produit 7 sous l'effet de la fluidisation arrivent à proximité des ouvertures de sortie des canaux de décharge d'air 4 où la vitesse d'écoulement de l'agent de séchage est maximale, pour arriver finalement sur l'organe déflecteur d'écoulement 6 et rebondir en arrière. The drying agent passes through the product layer between the inlet 3 and discharge 4 channels, flowing countercurrently. However, while ensuring optimum flow rate of the drying agent, it is necessary to prevent centrifugation of the grains. One method that can be used in this regard is to involve a flow deflector member 6, the open bottom end of the air discharge channel 4 being closed near the discharge opening. As a result, the grains moving away from the product surface 7 under the effect of fluidization arrive near the outlet openings of the air discharge channels 4 where the flow rate of the drying agent is maximum, to finally arrive on the deflector member 6 and bounce back.

L'agent de séchage, s'écoulant le long de la paroi 2, en-dessous de l'organe déflecteur d'écoulement 6 et au-dessus de la surface de produit 7 de la cavité 1 contenant les éléments du sécheur, progresse en direction de l'intérieur du sécheur (Fig. 3) et les grains flottant dans ce volume du sécheur sont ramenés dans la direction d'écoulement 8. Un autre effet favorable de l'organe déflecteur d'écoulement 6 consiste en ce que la dépression qui est en gendrée dans les ouvertures de sortie des canaux de décharge d'air 4 et qui est engendrée par ce qu'on appelle la perte de Borda, n'est pas en mesure de soulever les grains le long de la paroi 2 de l'élément de sécheur 1, ce qui réduit encore la possibilité d'une centrifugation. The drying agent, flowing along the wall 2, below the flow deflector member 6 and above the product surface 7 of the cavity 1 containing the elements of the dryer, progresses in direction of the interior of the dryer (Fig. 3) and the grains floating in this volume of the dryer are brought back in the flow direction 8. Another favorable effect of the flow deflector member 6 is that the depression which is generated in the outlet openings of the air discharge channels 4 and which is generated by so-called loss of Borda, is not able to lift the grains along the wall 2 of the dryer element 1, which further reduces the possibility of centrifugation.

La centrifugation des grains peut également être empêchée d'une autre manière en dimensionnant en correspondance les canaux d'admission d'air 3 et les canaux de dé charge d'air 4 ainsi que l'organe déflecteur d'écoulement 6. Le demi-angle d'inclinaison des canaux de passage d'air 3 et 4, c'est-à-dire l'angle a est choisi plus petit que l'angle de talus naturel du produit. Dans le cas où l'angle de talus naturel du produit s'élève par exemple à 600, on choisit alors un demi-angle d'inclinaison des canaux d'air de 250. Si la hauteur de la section triangulaire du canal est désignée par m, la largeur inférieure s'élève alors à s = 2m . tg a. The centrifugation of the grains can also be prevented in another way by correspondingly dimensioning the air intake ducts 3 and the air discharge ducts 4 as well as the flow deflector member 6. The angle of inclination of the air passage channels 3 and 4, i.e. the angle a is chosen smaller than the natural angle of repose of the product. In the case where the natural slope angle of the product rises for example to 600, then a half-angle of inclination of the air channels of 250 is chosen. If the height of the triangular section of the channel is designated by m, the lower width then rises to s = 2m. tg a.

La hauteur m peut être déterminée en fonction de la section définissant la vitesse d'écoulement VA de l'air sortant par la relation suivante: m.s - m2 . tg α
2
La vitesse de sortie de l'air VA est choisie en fonction de deux conditions, à savoir vÀ-
VA > 13 m/s et VK > 10, où VK désigne la vitesse d'écoulement vertical de l'agent de séchage dans le sécheur.The height m can be determined according to the section defining the flow velocity VA of the outgoing air by the following relation: ms - m2. tg α
2
The exit velocity of the air VA is chosen according to two conditions, v.
VA> 13 m / s and VK> 10, where VK is the vertical flow rate of the drying agent in the dryer.

Enfin, pour tenir compte de la direction d'écoulement 8 de 450, on observe les relations suivantes entre la longueur H des canaux 3 et 4, la hauteur L de leurs parois latérales verticales et la longueur h de l'organe déflecteur d'écoulement: dans le cas d'une sortie unilatérale d'air m = 4 H-h
L h dans le cas d'une sortie bilatérale d'air m = 4 H-2h C2,
L h où les valeurs C1 et C2 sont des constantes, dont la gran deur est fonction du rapport de surfaces F.Finally, to take account of the flow direction 8 of 450, the following relationships are observed between the length H of the channels 3 and 4, the height L of their vertical side walls and the length h of the flow baffle member. : in the case of a unilateral exit of air m = 4 Hh
L h in the case of a bilateral air outlet m = 4 H-2h C2,
L h where the values C1 and C2 are constants whose magnitude is a function of the surface ratio F.

H.S
Le fonctionnement uniforme et sans perte d'énergie du sécheur peut être assuré par captage du décalage de la limite des zones de sécharge et par une action correspondant au décalage capté.HS
The uniform operation and without energy loss of the dryer can be provided by capturing the offset of the limit of the discharge zones and by an action corresponding to the offset detected.

Le produit humide 9 est introduit dans le sécheur par convection par le haut, avec écoulement de la matière par gravité (Fig. 5), et le produit séché 10 est évacué en-bas au travers de la zone de refroidissement 11. L'agent de séchage chaud pénètre par le canal 12 dans le sécheur et il parvient par l'intermédiaire des canaux de décharge d'air 4 dans le canal de transfert 13. Les canaux d'admission d'air 3 et les canaux de décharge d'air 4 peuvent être disposés soit parallèllement soit mutuellement perpendiculaires; l'air peut sortir du canal de décharge 4 soit d'un côté soit également des deux cOtés. Dans l'exemple considéré, les canaux d'écoulement d'air 3 et 4 sont disposés parallèllement et la sortie du canal de décharge 4 est disposée d'un côte. The wet product 9 is introduced into the convection dryer from above, with gravity flow of material (Fig. 5), and the dried product 10 is discharged down through the cooling zone 11. The hot dryer enters the dryer through the channel 12 and arrives via the air discharge channels 4 into the transfer channel 13. The air intake channels 3 and the air discharge channels 4 may be arranged either parallel or mutually perpendicular; the air can exit the discharge channel 4 either on one side or on both sides. In the example considered, the air flow channels 3 and 4 are arranged in parallel and the outlet of the discharge channel 4 is arranged on a side.

Sur le côte de sortie du canal de décharge d'air 4 est situé le canal de transfert 13, dans lequel se mélangent les courants d'agent de séchage refroidis et humi difiés qui sortent des canaux de décharge d'air 4. Cet écoulement mixte d'agent de séchage s'écoule à nouveau sur le produit à sécher et est évacué du sécheur par le canal 14. On the discharge side of the air discharge channel 4 is located the transfer channel 13, in which the cooled and humidified drying agent streams are mixed which exit the air discharge channels 4. This mixed flow drying agent flows again on the product to be dried and is discharged from the dryer through the channel 14.

Pour maintenir la température ou l'humidité relative du produit aux deux niveaux du sécheur, il est prévu deux capteurs 15, 16. La vitesse de séchage du produit s'élève à w = dwt, où W désigne la teneur en humidité du produit. To maintain the temperature or the relative humidity of the product at both levels of the dryer, two sensors 15, 16 are provided. The drying rate of the product is w = dwt, where W is the moisture content of the product.

La vitesse de séchage à la sortie (Fig. 6) du produit s'élève, au niveau du capteur 15, à la valeur w1 et ensuite, au niveau du capteur 16, elle diminue à la valeur w2. Comme le montre la figure, la valeur wl représente la vitesse de séchage se produisant dans la zone d'évaporation du ménisque des microcapillaires tandis que la valeur w2 représente la vitesse de séchage au début de la zone de transport d'humidité par diffusion (courbe continue) . Dans une période d'introduction de produit venant à la suite, la vitesse de séchage du mé nisque macrocapillaire du produit introduit s'élève à W3 à la hauteur du capteur 15; jusqu'au niveau de capteur 16, la vitesse de séchage varie à peine et sa valeur s'élève à W4 (courbe en trait interrompu). The drying rate at the outlet (Fig. 6) of the product rises at the sensor 15 to the value w1 and then, at the sensor 16, it decreases to the value w2. As shown in the figure, the wl value represents the drying rate occurring in the microcapillary meniscus evaporation zone while the w2 value represents the drying rate at the beginning of the diffusion moisture transport zone (curve keep on going) . In a subsequent product introduction period, the drying rate of the macrocapillary meinsis of the introduced product amounts to W3 at the height of the sensor 15; up to sensor level 16, the drying speed barely varies and its value rises to W4 (dashed line).

Du fait que la teneur absolue en humidité du produit est proportionnelle à la surface située en-dessous de la courbe, il ressort de la figure que le produit à sécher est plus humide, conformément à la courbe en trait interrompu, que le produit à sécher conforme à la courbe en trait continu et, en correspondance, dans le premier cas on doit introduire plus d'agent de séchage dans ses macrocapillaires dans la zone d'évaporation. Cette possibilité est mise en évidence par le canal de mélange 17 et par ouverture du clapet 18 actionné par un moteur auxiliaire 19. Since the absolute moisture content of the product is proportional to the area below the curve, it is apparent from the figure that the product to be dried is wetter, in accordance with the broken line, than the product to be dried. according to the curve in solid line and, in correspondence, in the first case we must introduce more drying agent in its macrocapillaries in the evaporation zone. This possibility is evidenced by the mixing channel 17 and the opening of the valve 18 actuated by an auxiliary motor 19.

On détermine à partir de la vitesse de séchage combien d'humidité est absorbée par une quantité déterminée d'agent de séchage. En correspondance, les capteurs 15 et 16 placés dans les canaux de décharge d'air 4 produisent des signaux qui sont proportionnels aux vitesses de séchage wl, w2, w3, w4, etc., ces signaux pouvant représenter aussi bien des valeurs de la teppérature que des valeurs de l'humidité relative. Bien que l'encrassement de l'environnement des capteurs 15 et 16 ait une influence perturbatrice sur la précision des mesures, la tendance des modifications peut être décelée avec un signe correct. It is determined from the drying rate how much moisture is absorbed by a given amount of drying agent. In correspondence, the sensors 15 and 16 placed in the air discharge channels 4 produce signals which are proportional to the drying speeds w1, w2, w3, w4, etc., these signals possibly representing values of the temperature range. as values of the relative humidity. Although the fouling of the environment of the sensors 15 and 16 has a disturbing influence on the accuracy of the measurements, the trend of the modifications can be detected with a correct sign.

La figure 6 montre que, dans le cas où un produit plus humide est introduit après un produit sec, on a tendance à enregistrer les variations suivantes: wl en direction de w3, w2 en direction de wq et Aw12 en direction de nu34. A la place de la valeur précise de variation, il est suffisant de déterminer le sens de variation (signe de la différence) et de l'appliquer au convertisseur de valeurs de mesure 20, qui commande le moteur auxiliaire 19 de telle sorte que, dans le cas où Aw diminue, le clapet 18 s'ouvre et qu'une quantité accrue d'agent de séchage chaud soit transférée du canal 12, par l'intermédiaire du canal mélangeur 17 et du canal de transfert 12, dans la partie supérieure du sécheur, de fa çon à augmenter en correspondance la vitesse de séchage du produit humide ayant la teneur en humidité plus forte. Dans le cas où un produit plus sec est introduit dans le sécheur, un processus inverse se déroule. Figure 6 shows that, in the case where a wetter product is introduced after a dry product, there is a tendency to record the following variations: w1 in the direction of w3, w2 in the direction of wq and Aw12 in the direction of nu34. In place of the precise value of variation, it is sufficient to determine the direction of variation (sign of the difference) and to apply it to the measurement value converter 20, which controls the auxiliary motor 19 so that, in the case where Aw decreases, the valve 18 opens and an increased quantity of hot drying agent is transferred from the channel 12, through the mixing channel 17 and the transfer channel 12, in the upper part of the dryer, so as to correspondingly increase the drying rate of the wet product having the higher moisture content. In the case where a drier product is introduced into the drier, a reverse process takes place.

La régulation peut également être effectuée d'une autre manière, à savoir en faisant en sorte par exemple que le convertisseur de valeurs de mesure 20 commande une installation de chauffage - non représentée - qui fournit une quantité supplémentaire d'énergie thermique à la partie supérieure du sécheur. The regulation can also be carried out in another way, namely by arranging for example that the measurement value converter 20 controls a heating installation - not shown - which provides an additional amount of thermal energy to the upper part. dryer.

Pour éviter un chauffage excessif, dans le cas du sécheur considéré, la capacité du sécheur traversé par l'agent de séchage est réduite - par exemple par une fermeture d'une partie du sécheur. En correspondance au sécheur de la figure 7, on a représenté sur la figure 8 des courbes donnant le degré de séchage, c'est-à-dire d'humidité, en fonction du temps pour des produits ayant des teneurs en humidité différentes. To avoid excessive heating, in the case of the dryer considered, the capacity of the dryer traversed by the drying agent is reduced - for example by closing a portion of the dryer. In correspondence with the dryer of Figure 7, there is shown in Figure 8 curves giving the degree of drying, that is to say, moisture, as a function of time for products having different moisture contents.

La courbe de séchage du produit ayant la plus grande humidité initiale est représentée en trait interrompu tandis que la courbe de séchage du produit ayant une humidité initiale plus faible est représentée en trait continu, l'humidité finale prescrite étant définie par le point A. Le produit correspondant à la courbe en trait interrompu atteint l'humidité finale prescrite au point B, mais cependant il serait séché excessivement si la zone de refroidissement 11 du sécheur était franchie. Le produit correspondant à la courbe continue atteint l'humidité prescrite déjà au point C mais il serait séché excessivement à un degré encore plus fort si la zone de refroidissement 4 du sécheur était franchie. The drying curve of the product having the highest initial moisture is shown in broken lines while the drying curve of the product having a lower initial humidity is shown in solid lines, the prescribed final humidity being defined by the point A. product corresponding to the dashed curve reaches the final moisture prescribed in point B, but however it would be dried excessively if the cooling zone 11 of the dryer was crossed. The product corresponding to the continuous curve reaches the moisture already prescribed at point C but it would be dried excessively to an even higher degree if the cooling zone 4 of the dryer was crossed.

Le séchage excessif, agissant dans un sens de di minution de qualité, peut être évité en faisant en sorte que les canaux inférieurs d'admission d'air 3 soient fermés avant'l'introduction de l'agent de séchage par le canal 12 jusqu'd des hauteurs déterminées par les points B et C. Ce résultat peut être obtenu au moyen de la plaque de recouvrement 21 ou 22 ou bien par des plaques de recouvrement qui sont disposées avant les ouvertures d'accès dans les différents canaux d'admission d'air 3 et dont l'actionnement peut être effectué manuellement ou mécaniquement, ou bien automatiquement en fonction d'un programme d'évacuation de produit. Excessive drying, acting in a direction of quality degradation, can be avoided by ensuring that the lower air intake channels 3 are closed prior to the introduction of the drying agent through channel 12 until d can be obtained by means of the cover plate 21 or 22 or by cover plates which are arranged before the access openings in the different admission channels 3 and whose operation can be performed manually or mechanically, or automatically according to a product evacuation program.

Dans une autre forme de réalisation de sécheur qui est donnée à titre d'exemple, celui-ci peut être formé d'éléments de séchage 1 qui sont disposés d'une manière appropriée. Les canaux d'admission d'air 3 et-les canaux de décharge d'air 4 peuvent être disposés parallèlle- ment, en alternance dans le même plan ou bien parallèllement dans des plans différents ou bien ils peuvent être disposés perpendiculairement entre-eux. In another exemplary dryer embodiment, this may be formed of drying elements 1 which are suitably arranged. The air intake ducts 3 and the air discharge ducts 4 may be arranged in parallel, alternately in the same plane, or alternately in different planes or they may be arranged perpendicularly to one another.

Un grand avantage de la solution conforme à l'invention consiste en ce que l'humidité du produit à la sortie est prise en considération au cours du processus de séchage et, dans le cas où elle varie, on peut éliminer la perte d'énergie à l'entrée aussi bien dans des sécheurs nouvellement installés que dans des sécheurs déjà existants. A great advantage of the solution according to the invention is that the moisture of the product at the outlet is taken into consideration during the drying process and, in the case where it varies, the energy loss can be eliminated. at the entrance both in newly installed dryers and in existing dryers.

Claims

A method of drying granular materials with capillary porosity and agricultural products in a convective dryer operating with gravity flow of material and which is supplied with drying agent through inlet and outlet channels, where the agent during the process is at least twice cross-flowed through the gravitational material, characterized in that the speed of the drying agent is increased above the limiting speed fluidizing the material to be dried, while the centrifugation of the grains of the material to be dried is suppressed and furthermore the variable moisture content of the material to be dried is sensed at two levels of the dryer and is controlled by means of the differential signal, obtained from the two sensors, the stream of hot drying agent, the latter being placed in direct communication with the drying agent stream which has already passed through at least once the product.

2. Method according to claim 1, characterized in that the flow rate of the drying agent in the inlet or dryer section of the dryer channel is chosen at least equal to ten times the flow rate at the interior of the product to be dried - advantageously at least 13 m / s.

3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the volume of the dryer is decreased, to avoid drying. excessive, by closing a few groups of drying agent passage channels.

Device for carrying out the method according to claim 1, wherein the discharge channels (4) connected to a transfer channel (13), characterized in that the open bottom side of the discharge channels (4) is closed near the exit opening of the drying agent by a flow deflector member (6) which is sealingly applied against the wall of the discharge channel (4), in that the channel transfer device (13) is connected to the hot drying agent introduction channel (12) via the mixing channel (17), in that the mixing channel (17) is supplied via a mixer tap (17). shutter - advantageously a valve (18), and in addition that it is provided at two different levels of the dryer measurement sensors (15,16) of the temperature and / or moisture of the product, and in that that the device is equipped with a measurement value converter (20) which produces from the measured values of c receivers (15,16) a differential signal and which is equipped with a servomotor (19), controlled by the measurement value converter (20) for actuating the shut-off valve.

5. Device according to claim 1, characterized in that the half angle of inclination (alpha) of the sides of the inlet channel (3) and the discharge channel (4) is at most as large as the natural slope angle of the product to be dried, in that the section of the inlet and outlet channels is at least sufficiently large for the flow rate of the drying agent in these inlet and outlet channels (3 4) at least 10 times the flow velocity within the product, advantageously at least 13 m / s.

6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the flow deflector member (6) is made-closed.

7. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the length of the flow deflector member (6) is determined by the following relationships:

m -F H-h m - 4 H - 2h L h F h. C1 or L = 4 h. C2 where C1 and C2 are constants, the first relation relating to a discharge on one side and the second relating to a discharge on both sides, however.

8. Device according to any one of claims 4 to 7, characterized in that cover plates (2-1,22) are placed in front of the inlet channels (3).

9. Device according to any one of claims 4 to 8, characterized in that this device consists of dryer elements consisting of inlet channels (3) and discharge channels (4).