FR2580274A1 - Procede de fabrication d'un corps poreux a couches multiples - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE DE FABRICATION D'UN CORPS POREUX A COUCHES MULTIPLES. LE PROCEDE CONSISTE A: IMMERGER LE SUPPORT POREUX 1 DANS UN LIQUIDE; PREPARER UNE SUSPENSION 9 CONTENANT DES PARTICULES D'UNE MATIERE POUR LADITE COUCHE FILTRANTE; DISPOSER LE SUPPORT POREUX DE FACON A EXPOSER UNE PREMIERE SURFACE 12 DE CE SUPPORT A UNFLUX DE LA SUSPENSION, CETTE PREMIERE SURFACE DEFINISSANT PARTIELLEMENT UN CONDUIT DANS LEQUEL CIRCULE LA SUSPENSION; MAINTENIR L'AUTRE DESDITES SURFACES OPPOSEES DU SUPPORT POREUX SOUS UNE PREMIERE PRESSION, INFERIEURE A UNE DEUXIEME PRESSION AGISSANT SUR LA PREMIERE SURFACE, ET FAIRE CIRCULER LA SUSPENSION EN CONTACT AVEC LA PREMIERE SURFACE PENDANT UN TEMPS PREDETERMINE; EVACUER LA SUSPENSION DU CONDUIT ET INTRODUIRE DANS CE CONDUIT UN GAZ SOUS UNE TROISIEME PRESSION SUPERIEURE A LA PREMIERE PRESSION; ET CUIRE LE SUPPORT POREUX ET LA COUCHE NON CUITE.
Description
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un milieu
ou corps filtrant à plusieurs couches comprenant un support poreux et au moins une couche filtrante formée sur le support et-dont les pores sont très petits. On connaît un milieu filtrant à couches multiples
qui est constitué d'un corps support poreux de forme tubu-
laire ou autre,en matière métallique ou céramique de ré-
sistance mécanique élevée, et au moins une couche filtrante composée d'une matière semblable à celle du support poreux
et dont les pores sont très petits. La ou les couches fil-
trantes est/sont formées solidairement sur l'une des surfa-
ces opposées du support poreux, c'est-à-dire sur la surface intérieure ou extérieure du support tubulaire. Ce type de corps filtrant présente une résistance relativement faible à un flux d'un liquide à filtrer et il est très efficace
pour séparer de fines particules solides d'une grande quan-
tité du liquide en circulation. Le corps filtrant compor-
tant un support poreux tubulaire est fabriqué, par exemple, par un procédé décrit dans la demande de brevet japonais
publiée en 1981 sous le n de Publication 56-8643. Ce pro-
cédé consiste à: préparer une suspension ou pulpe pour for-
mer la couche filtrante; introduire la suspension dans le
support poreux tubulaire; mettre le support en rotation.
de sorte que la suspension est appliquée et étalée par la
force centrifuge sur la surface intérieure du support, tan-
dis que la surface extérieure du support est simultanément maintenue sous une pression inférieure à celle qui agit sur
la surface intérieure, de sorte qu'une couche de la suspen-
sion adhère fortement à la surface intérieure du support;
et cuire le support poreux portant la couche de la suspen-
sion appliquée sur sa surface intérieure.
Le brevet des Etats-Unis n 4 356 215 décrit un
autre procédé qui consiste à: préparer deux masses de sus-
pension de revêtement qui contiennent des particules miné-
rales de dimension différente, respectivement; appliquer l'une de ces deux masses de suspension de revêtement à une
surface du support poreux, afin de former une première cou-
che de revêtement; chauffer et sécher la première couche de revêtement puis cuire le support poreux avec la première
couche de revêtement; et appliquer l'autre masse de sus-
pension de revêtement à la première couche cuite de revête-
ment, afin de former une deuxième couche de revêtement;
chauffer et sécher la deuxième couche de revêtement, et fi-
nalement cuire le support poreux avec les première et deu-
xième couches de revêtement.
Toutefois, les deux procédés mentionnés ci-dessus
présentent des inconvénients, notamment une tendance rela-
tivement grande de la couche filtrante ou de revêtement à présenter des petits trous localisés, qui sont des pores de dimension relativement grandes, et une difficultés obtenir une épaisseur constante ou régulière de la couche filtrante. En outre, le premier procédé, qui utilise une
force centrifuge pour former la couche filtrante, est dé-
savantageux en ce qu'il nécessite un équipement relative-
ment compliqué et encombrant.
La présente invention a donc pour objet un procé-
dé de fabrication d'un milieu ou corps filtrant à plusieurs couches, dans lequel une couche filtrante est obtenue avec un risque minimum de formation de petits trous et avec une
épaisseur constante, ce procédé étant mis en oeuvre au mo-
yen d'un équipement de construction simple.
Conformément à la présente invention, on obtient un procédé de fabrication d'un milieu filtrant à couches
multiples comprenant un support poreux et une couche fil-
trante formée sur l'une des surfaces opposées du support poreux, ce procédé consistant à: (a) immerger le support poreux dans un liquide, de manière à remplir les pores du support poreux avec des masses du liquide, ce qui chasse le gaz des pores; (b) préparer une suspension contenant des particules d'une matière pour la couche filtrante; (c) disposer le support poreux de sorte que la première surface indiquée ci-dessus soit exposée à un flux de la
suspension, cette première surface définissant partielle-
ment un conduit dans lequel la suspension circule; (d) maintenir l'autre des surfaces opposées du support poreux
sous une première pression inférieure à une deuxième pres-
sion agissant sur la première surface indiquée ci-dessus, et faire circuler la suspension en contact avec la première surface pendant un temps prédéterminé, pour permettre aux particules de la matière susmentionnée de se déposer sur ladite première surface et de former ainsi une couche non cuite pour la couche filtrante; (e) vider le conduit de la suspension en circulation et introduire dans le conduit un gaz sous une troisième pression supérieure à la deuxième pression, de manière à éliminer les composants aqueux du
support poreux et de la couche non cuite de particules sus-
mentionnées; et (f) cuire le support poreux et la couche
non cuite, pour obtenir le milieu ou corps filtrant multi-
couches comportant la couche filtrante.
Dans le procédé de la présente invention, les pores du support poreux sont remplis par le liquide, tandis que le gaz qui se trouvait dans les pores est chassé. On obtient ainsi un support poreux dont les pores sont remplis par la masse liquide. On expose le support poreux ainsi
obtenu, sur sa première surface, à la suspension qui circu-
le dans un conduit raccordé de façon étanche à l'air aux
extrémités opposées du support poreux, de sorte que la sus-
pension vient en contact avec ladite première surface. Puis-
que les pores du support poreux sont remplis de liquide, la suspension ne pénètre pas à travers la paroi de la structure
poreuse dès que la suspension arrive en contact avec la sur-
face précitée. Autrement dit, les masses de liquide remplis-
sant le support poreux empêchent une action filtrante de la paroi poreuse du support poreux, par rapport à la suspension contenant les particules pour la couche filtrante, ce qui évite un dépôt rapide des particules en suspension, immédiatement après l'exposition de ladite surface à la suspension en circulation. La suspension qui circule dans le conduit, partiellement défini par la première surface
précitée, peut commencer à pénétrer activement ou à diffu-
ser à travers la paroi du support poreux seulement après que la première pression, agissant sur l'autre surface du support poreux, soit réduite à une valeur inférieure à
celle de la deuxième pression agissant sur la première sur-
face ci-dessus. Ainsi, on peut commander le début de la for-
mation de la couche non cuite pour la couche filtrante,par réglage de l'instant auquel on abaisse la première pression
au-dessous de la deuxième pression. Par conséquent, la cou-
che non cuite obtenue pour la couche filtrante peut avoir une épaisseur constante sur toute sa surface, c'est-à-dire
sur la totalité de ladite première surface du support po-
reux. En outre, les masses liquides remplissant le support poreux suppriment sensiblement le risque de formation de petits trous locaux dans la couche non cuite pour la couche filtrante. D'autre part, les particules de la suspension viennent en contact avec ladite première surface du support poreux pendant qu'elles sont entraînées par la suspension en circulation dans le conduit, ce qui évite effectivement
une sédimentation des particules de la suspension, possi-
ble sans cela, et par suite une épaisseur irrégulière de la
couche non cuite.
Suivant un aspect avantageux de l'invention, le
support poreux est un corps tubulaire dont la surface in-
térieure définit un passage dans lequel on fait circuler la suspension vers le haut, tandis que le corps tubulaire
est disposé verticalement. Dans ce cas, la couche filtran-
te est formée sur la surface intérieure du corps tubulaire.
Suivant un autre aspect de l'invention, le sup-
port poreux est un corps tubulaire dont la surface exté-
rieure définit partiellement un espace annulaire dans le-
quel on fait circuler la suspension vers le haut, le corps
tubulaire étant disposé verticalement.- Dans ce cas, la cou-
che filtrante est formée sur la surface extérieure du corps tubulaire. Suivant encore un autre aspect avantageux de l'invention, on abaisse la première pression au-dessous de la deuxième pression après exposition de la totalité de la dite première surface du support poreux à la suspension en circulation. Cela permet d'obtenir une épaisseur constante de la couche non cuite pour la couche filtrante, sur toute
sa surface.
Suivant un autre aspect de l'invention, le con-
duit constitue une partie d'un circuit fermé et on recycle
la suspension dans le circuit fermé jusqu'à ce que la cou-
che non cuite pour la couche filtrante atteigne une épais-
seur prédéterminée.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, la première pression est une pression réduite inférieure
à la pression atmosphérique. Dans ce cas, le gaz à la troi-
sième pression peut être de l'air ambiant. En variante, la première pression peut être la pression atmosphérique. Dans ce cas, on peut utiliser de l'air comprimé comme gaz à la
troisième pression.
Suivant un autre aspect de l'invention, le sup-
port poreux et la couche filtrante sont constitués chacun d'une masse de poudre composée sensiblement de particules de métal, de s u b s t a n c e s o r g a n i q u e s
ou de céramique. Pour augmenter la résistance à la corro-
sion et à l'usure du milieu filtrant, il est avantageux
d'utiliser une poudre de céramique, de préférence d'alu-
mine et en particulier d'alpha-alumine.
Il est également avantageux que le support po-
reux et la couche filtrante soient constitués de particu-
les sensiblement de la même matière, du point de vue de la cohésion du support poreux et de la couche filtrante, obtenue par leur cuisson. Par exemple, un support poreux cuit sous la forme de tube ou de plaque est de préférence réalisé en poudre d'alumine, silice, mullite ou autres matières céramiques ayant une dimension de grain de 5 à 20 Mm. Plus particulièrement, un support poreux préféré est obtenu à partir d'une masse de poudre dont la partie essentielle est constituée d'alpha-alumine et qui et qui est cuite à une température de l'ordre de 1550 C. D'autre part, la couche filtrante est obtenue à partir de poudres céramiques, telles qu'une poudre d'alumine, dont la dimension de grain est choisie en fonction de la dimension de pore désirée de la couche filtrante. Par exemple, on choisit la dimension de grain de la matière céramique pour la couche filtrante dans une plage de 0,5 à 10 nm. Pour obtenir de façon sûre la dimension de pore désirée de la couche filtrante, il est particulièrement préféré d'utiliser de la poudre d'aluminium préparée par le procédé BAYER et une température
de cuisson de l'ordre de 1450 C.
Avec une dimension de grain du matériau céramique en poudre du
support poreux choisie pour être plus grande que celle de la couche fil-
trante, la dimension des pores dans le matériau poreux est par conséquent plus grande que celle de la couche filtrante. Ce choix des dimensions de grain conduit à perte réduite de la pression appliquée au support poreux et facilite le dépôt des particules céramiques pour la couche filtrante
sur la surface du support poreux.
On peut irmmerger le support poreux dans l'eau, l'alcool ou un
autre liquide approprié, pour chasser les gaz des pores du support poreux.
On peut faire bouger ou vibrer le support poreux dans le liquide. Afin que le dégazage du support poreux (élimination du gaz des pores) soit plus efficace, il est avantageux de maintenir le liquide et le support poreux, immergé dans le liquide, à une température élevée appropriée, de préférence
au point d'ébullition du liquide, et/ou sous une pression réduite.
Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore
d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de des-
cription ci-après, qui se réfère à la figure unique annexée qui est une
vue en élévation schématique, en coupe verticale, d'un exemple d'un dispo-
sitif utilisé pour la mise en oeuvre du procédé confozrme à l'invention.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ce dessin et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. On se reporte à la figure unique annexée qui
représente un support poreux sous la forme d'un corps tu-
bulaire 1 qui est traité comme décrit ci-après, avant ins-
tallation dans le dispositif illustré sur la figure. En premier lieu, on immerge le corps tubulaire poreux 1 dans un bain d'eau qu'on fait bouillir, de sorte que les pores
de la paroi du corps tubulaire 1 se remplissent d'eau. Ain-
si,le gaz qui se trouvait dans les pores est chassé. Ensui-
te, le corps tubulaire 1 est refroidi dans l'air. On place
ce corps tubulaire 1 verticalement dans une cuve sous pres-
sion 6 et on le supporte à ses extrémités opposées supérieu-
re et inférieure au moyen de supports respectifs-supérieur et inférieur 2, 3 fixés dans la cuve 6. Des joints toriques
4 sont prévus dans les supports 2, 3, pour assurer l'étan-
chéité au fluide des extrémités supérieure et inférieure du corps tubulaire 1 par rapport aux supports 2, 3. Le corps tubulaire 1 est tenu en position par fixation des supports supérieur et inférieur 2, 3 l'un à l'autre au
moyen de boulons de blocage 5. Le corps tubulaire 1 commu-
nique, à ses orifices supérieur et inférieur, avec une sor-
tie B et une entrée A qui sont ménagées dans les supports respectifs supérieur et inférieur 2, 3. L'entrée A et la sortie B sont raccordées à un circuit hydraulique fermé qui comporte une pompe 7 et un réservoir 8 de stockage d'un
bain de suspension 9 qui contient des particules d'une ma-
tière choisie pour la formation d'une couche filtrante
sur une surface intérieure 12 du corps tubulaire poreux 1.
Le corps tubulaire 1 constitue une partie d'un conduit du
circuit hydraulique dans lequel circule la suspension 9.
Lorsque la pompe 7 est-en service, la suspension 9 venant
du réservoir 8 circule dans le corps tubulaire 1 en direc-
tion ascendante, de l'entrée A vers la sortie B, c'est-
à-dire de l'extrémité inférieure ouverte vers l'extrémité supérieure ouverte du corps tubulaire 1. La sortie B est raccordée à une conduite d'évacuation 10 qui aboutit au réservoir 8. La conduite d'évacuation 10 est équipée d'un
robinet de réglage 11 qui est placé dans sa position d'ou-
verture totale jusqu'à ce que le corps tubulaire 1 soit rempli par la suspension 9, c'est-à-dire jusqu'à ce que le flux de la suspension 9 atteigne l'extrémité supérieure du corps tubulaire 1, ou jusqu'à ce que toute la surface intérieure 12 soit en contact avec la suspension 9. Après remplissage du corps tubulaire 1 avec la suspension 9, on met en service une pompe à vide 13 raccordée à la cuve sous pression 6, de manière à engendrer dans cette cuve une pression réduite prédéterminée (première pression), de sorte que la surface extérieure du corps tubulaire 1 est maintenue sous cette première pression réduite. En même temps, on déplace le robinet de réglage 11 à une position d'étranglement, la pompe7 continuant à fonctionner. Dans cette situation, la suspension 9 circule vers le haut dans le corps tubulaire 1, tout en exerçant une pression de
fluide appropriée (deuxième pression) sur la surface inté-
rieure 12 du corps tubulaire 1. Par exemple, on choisit cette deuxième pression à l'intérieur du corps tubulaire 1 dans une plage de 2.105 à 5. 105 Pa. On voit qu'il existe une différence de pression entre la première pression, à l'extérieur du corps tubulaire 1, et la deuxième pression à l'intérieur du corps tubulaire 1. Par suite, une partie de la suspension 9 pénètre ou diffuse à travers la paroi poreuse du corps tubulaire 1, de sa surface intérieure 1
vers sa surface extérieure, tandis que la suspension 9 cir-
cule dans le corps tubulaire 1. En conséquence, les parti-
cules solides suspendues dans le courant de suspension 9 se déposent en partie sur la surface intérieure 12 du corps tubulaire 1, de sorte qu'une couche fra5che ou non cuite
des particules se forme sur la surface intérieure 12.
La suspension 9 sortant du corps tubulaire 1 est renvoyée au réservoir 8 par la conduite d'évacuation 10. L'extrémité de la conduite d'évacuation 10 éloignée du corps tubulaire 1 est située au-dessus de la surface du bain de suspension 9. Ainsi, la suspension 9 est recyclée par la pompe 7, dans le circuit hydraulique fermé. Puisque
la suspension 9 circule vers le haut dans le corps tubulai-
re poreux 1, il n'y a pas de sédimentation des particules solides dans le flux de la suspension 9. Par suite, les particules de la suspension 9 se déposent sur la surface
intérieure 12 avec une densité uniforme sur toute la lon-
gueur du corps tubulaire 1, c'est-à-dire sur toute la sur-
face intérieure 12. Ainsi, les particules de la suspension 9 forment une couche dont l'épaisseur est sensiblement constante dans la direction de circulation de la suspension 9. On règle à volonté l'épaisseur de cette couche, par choix d'une différence de pression appropriée entre les première
et deuxième pressions,agissant sur les surfaces opposés ex-
térieure et intérieure du corps tubulaire 1, et de la durée pendant laquelle la surface intérieure 12 est exposée au
flux de suspension 9. Après obtention de l'épaisseur dési-
rée de la couche de particules, on arrête la pompe 7 et on vidange le corps tubulaire 1 et les conduites associées du circuit hydraulique, par ouverture complète du robinet 11
et d'un robinet 14. Ce dernier est installé dans une con-
duite dont une extrémité communique avec l'entrée A et dont l'autre extrémité est située au-dessus de la surface du bain de suspension 9 dans le réservoir 8. Les robinets 11 et 14 étant ouverts, l'air ambiant pénètre dans le corps tubulaire 1, de sorte que l'intérieur du corps tubulaire
1 est mis à la pression atmosphérique (troisième pression).
En même temps, la pompe à vide 13 reste en service pour main-
tenir la pression réduite prédéterminée (première pression) 1 0
dans la cuve sous pression 6. Dans cette situation dans la-
quelle la troisième pression, à l'intérieur du corps tubu-
laire 1, est supérieure à la première pression à l'exté-
rieur du corps tubulaire 1, les composants aqueux exis-
tant dans les structures poreuses du corps tubulaire et de la couche non cuite de particules sur la surface intérieure 12 sont chassés par aspiration, en raison de la différence entre les troisième et première pressions sur les côtés
opposés de la paroi du corps 1. Les composants aqueux éli-
minés restent au fond de la cuve sous pression 6. On pro-
cède pendant une durée appropriée à l'élimination ci-dessus
des composants aqueux, puis on arrête la pompe à vide 13.
Le corps tubulaire poreux 1, comportant la couche filtrante franche formée sur sa surface intérieure 12, est extrait
de la cuve sous pression 6, séché puis cuit à une tempéra-
ture de frittage appropriée pour la cuisson de la couche
filtrante fraiche. On obtient ainsi un corps filtrant mul-
ticouches, sous la forme du corps tubulaire poreux 1 dont
la surface intérieure 12 est revêtue de la couche filtrante.
EXEMPLES
Le corps tubulaire poreux 1 est constitué d'une matière en poudre dont le composant principal est une masse de poudre d'alumine de granulométrie moyenne de 60 gm. Le corps tubulaire cuit 1 a un diamètre extérieur de 30 mm, un diamètre intérieur de 24 mm, une longueur de 500 mm et une dimension maximale de pore de 15 gm. On immerge ensuite le corps tubulaire poreux 1 dans l'eau bouillante et on l'y laisse pendant trois heures, pour éliminer le gaz de la
structure poreuse du corps tubulaire 1. On prépare une sus-
pension pour une couche filtrante à former sur le corps tu-
bulaire 1. Cette suspension est une pulpe aqueuse à 60% qui
contient une masse de poudre mélangée à un liant organi-
que. Le composant principal de la masse de poudre est une poudre d'alumine d'une granulométrie moyenne de 1 Nm. On utilise la suspension ainsi préparée, pour former la couche filtrante sur le corps tubulaire poreux 1, c'est-à-dire pour produire un corps filtrant multicouches suivant le procédé de l'invention décrit plus haut, et au moyen du
dispositif illustré sur la figure annexée. Plus particu-
lièrement, on maintient la cuve 6 sous une pression ré-
duite de 970.102 à 985.102 Pa et on introduit la suspen-
sion dans le corps tubulaire 1 à une pression de 2.105 Pa.
La surface intérieure 12 du corps tubulaire 1 est maintenue
en contact avec le flux de suspension pendant 80 secondes.
La pression réduite précitée est maintenue pendant 5 minu-
tes, pour aspirer les composants aqueux du corps tubulaire poreux 1 et de la couche filtrante fraîche déposée sur la
surface intérieure du corps 1, après vidange du corps tu-
bulaire 1 et mise à la pression atmosphérique. Les carac-
téristiques de la couche filtrante du corps filtrant mul-
ticouches,ainsi préparé conformément à l'inventionsont
données dans le tableau 1 ci-après.
Le tableau 1 indique également les caractéristi-
ques de la couche filtrante d'un corps filtrant multicou-
ches qui a été préparé, à titre d'exemple comparatif, sans élimination du gaz du corps tubulaire poreux 1 utilisé dans l'exemple ci-dessus de mise en oeuvre de l'invention. Les conditions des opérations suivantes appliquées pour cet exemple comparatif sont les mêmes que ci-dessus, sauf en
ce que la surface intérieure 12 est exposée au flux de sus-
pension pendant une minute. Le tableau 1 indique également
les caractéristiques de la couche filtrante d'un corps fil-
trant usuel préparé suivant un procédé connu qui consiste
à obturer l'extrémité inférieure d'un corps tubulaire po-
reux incliné à 70 environ par rapport à la verticale; à
verser la suspension dans le corps tubulaire par son ex-
trémité supérieure ouverte; à retirer l'obturation de ma-
nière à vider la suspension du corps tubulaire après 90 se-
condes; à sécher et à cuire le corps tubulaire comportant
la couche filtrante fraîche.
TABLEAU 1
Procédé utilisé Invetion Coeparatif Connu Epaisseur de Partie 70 60 55 supérieure couche filtrante Partie 73 80 90 inférieure Moyenne 72 70 72 Dimensionde pore maximale ("m) 1 7 14 Granulométrie Partie 1,0 1,0 0,9 supérieure moyenne (11m Partie 1,0 1,0 2,0 inférieure Nombre de petits trous 0 5 10 Pour mesurer la dimension de pore maximale de la couche filtrante, indiquée dans le tableau 1, on immerge dans l'eau les corps filtrants obtenus. La dimension de pore est déterminée à partir d'une tension de surface de l'eau dans les pores de la couche filtrante, en fonction d'une pression d'air appliquée à l'eau à partir des pores. Pour
mesurer l'épaisseur et la granulométrie de la couche fil-
trante, on tronçonne les corps filtrants transversalement,
en deux points situés à 20 mm de leurs extrémités longi-
tudinales opposées. L'épaisseur et la granulométrie des surfaces coupées sont mesurées au moyen d'un microscope
stéréoscopique. On coupe ensuite les corps filtrants longi-
tudinalement, pour compter le nombre de petits trous de dimension supérieure à 100 gm environ qui sont visibles sur
les surfaces coupées.
Les résultats ci-dessus montrent que l'exemple comparatif, dont la couche filtrante est formée par contact avec la suspension, possède de meilleures caractéristiques, en ce qui concerne la constance d'épaisseur de la couche
filtrante, que le corps filtrant usuel fabriqué par le pro-
cédé connu. Le corps filtrant préparé par le procédé de la présente invention est sensiblement amélioré, en ce qui con- cerne la constance d'épaisseur de la couche filtrante et le nombre de petits trous, par rapport à l'exemple comparatif
et au produit usuel. Ces améliorations résultent de l'éli-
mination du gaz contenu dans les pores du support poreux
(sous la forme d'un corps tubulaire), c'est-à-dire du rem-
plissage des pores par l'eau dans laquelle le support po-
reux est immergé avant son exposition à la suspension pour
former la couche filtrante.
Bien que la présente invention ait été décrite dans son mode préféré de mise en oeuvre, il est entendu qu'elle n'est pas limitée aux détails de celui-ci mais peut être mise en oeuvre d'une autre façon. Par exemple, on peut commencer par appliquer une petite différence de pression
entre les surfaces intérieure et extérieure du corps tubu-
laire poreux 1, avant que le niveau de la suspension 9 qui circule vers le haut dans le corps tubulaire 1 atteigne l'extrémité supérieure du corps tubulaire 1. Autrement dit, on peut démarrer la pompe à vide 13 pendant que le flux de la suspension 9 pompée dans le réservoir 8 se déplace le
long de la surface intérieure 12 du corps tubulaire 1. Tou-
tefois, pour obtenir une épaisseur et une granulométrie ré-
gulières de la couche filtrante, il est préférable d'éta-
blir la différence de pression prédéterminée,seulement a-
près remplissage complet du corps tubulaire 1 par la sus-
pension 9.
Dans le mode illustré de mise en oeuvre de l'in-
* vention, on utilise la pompe à vide 13 pour créer une pres-
sion réduite (première pression) dans la cuve sous pres-
sion 6, de façon à établir la différence de pression entre
les surfaces opposées du corps tubulaire 1, afin d'appli-
quer la couche filtrante fraiche sur la surface intérieure 12 et d'éliminer les composants aqueux du corps tubulaire 1 et de la couche filtrante fraîche. Cette réduction de la pression au moyen de la pompe à vide 13 est préférable pour obtenir une meilleure constance ou régularité de l'épais- seur de la couche filtrante, puisque la pression réduite agit uniformément sur toute la surface extérieure du corps tubulaire 1. Toutefois, on peut supprimer la pompe à vide
13. Dans ce cas, seule la pression de la suspension 9 engen-
drée par la pompe 7 contribue à établir une différence entre la première pression, agissant sur la surface extérieure du
corps 1, et la deuxième pression agissant sur la surface in-
térieure 12, pour entraîner le dépôt de la couche filtrante fraîche ou non cuite sur la surface intérieure 12. En outre, on peut établir unedifférence de pression, pour chasser les composants aqueux du corps tubulaire 1 et de la couche filtrante fraîche, par introduction dans le corps tubulaire 1 d'un gaz sous pression approprié (de l'air comprimé par
exemple) dont la pression (troisième pression) est supé-
rieure à la première pression, c'est-à-dire à la pression
atmosphérique agissant sur la surface extérieure du corps 1.
Bien que le mode illustré de mise en oeuvre de l'invention concerne la formation d'une couche filtrante sur la surface circonférentielle intérieure d'un support poreux sous la forme du corps tubulaire 1, le principe de
l'invention s'applique également à la formation d'une cou-
che filtrante sur la surface circonférentielle extérieure d'un support tubulaire poreux ou sur l'une ou l'autre des surfaces opposées d'un élément poreux creux quelconque, de toute configuration transversale, ou de plaques poreuses
planes ou courbes.
Comme décrit ci-dessus, le procédé conforme à la présente invention permet de fabriquer un milieu ou corps filtrant à plusieurs couches, revêtu sur l'une de ses surfaces opposées avec une couche filtrante d'épaisseur constante et sensiblement exempte de petits trous. Les
corps filtrants fabriqués conformément à l'invention con-
viennent bien pour la filtration de bactéries, produits
alimentaires, etc., et dans des bioréacteurs ou autres é-
quipements de traitement de divers liquides et de gaz. En outre, il est important de noter qu'un dispositif utilisé pour la mise en oeuvre du présent procédé est de construction
plus simple qu'un dispositif usuel de revêtement par cen-
trifugation. De plus, le présent procédé facilite la forma-
tion simultanée de couches filtrantes sur deux supports po-
reux ou davantage.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in-
vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise
en oeuvre qui viennent d'être décrits de façon plus expli-
cite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente invention.
Claims (12)
1. Procédé de fabrication d'un corps filtrant multicouches comprenant un support poreux et une couche
filtrante formée sur l'une des surfaces opposées de ce sup-
port poreux, caractérisé en ce qu'il consiste à: immerger le support poreux (1) dans un liquide, de manière à remplir les pores du support poreux par des masses dudit liquide pour chasser le gaz de ces pores; préparer une suspension
(9) contenant des particules d'une matière pour ladite cou-
che filtrante; disposer le support poreux de façon à expo-
ser une première surface (12) de ce support à un flux de
la suspension, cette première surface définissant partiel-
lement un conduit dans lequel circule la suspension; main-
tenir l'autre desdites surfaces opposées du support poreux
sous une première pression,inférieure à une deuxième pres-
sion agissant sur la première surface,et faire circuler la suspension en contact avec la première surface pendant un
temps prédéterminé, pour permettre aux particules de se dé-
poser sur la première surface et de former ainsi une couche non cuite pour la couche filtrante; évacuer la suspension du conduit et introduire dans ce conduit un gaz sous une troisième pression supérieure à la première pression, de façon à chasser les composants aqueux du support poreux et de la couche non cuite desdites particules; et cuire le support poreux et la couche non cuite, pour obtenir le
corps filtrant multicouches comportant ladite couche fil-
trante.
2. Procédé suivant la revendication 1,caractérisé
en ce que le support poreux est un corps tubulaire présen-
tant une surface intérieure qui constitue ladite première
surface et qui définit un passage dans lequel la suspen-
sion circule vers le haut,tandis que le corps tubulaire est
diposé verticalement.
3. Procédé suivant la revendication 1,caractérisé
en ce que le support poreux est un corps tubulaire présen-
tant une surface extérieure qui constitue ladite première surface et qui définit partiellement un espace annulaire autour du corps tubulaire, la suspension circulant vers le
haut dans cet espace annulaire tandis que le corps tubu-
laire est disposé verticalement.
4. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première pression est réduite à une valeur inférieure à celle de la deuxième pression,après exposition de toute la première surface du support poreux
à ladite suspension.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 4, caractérisé en ce que ledit conduit consti-
tue une partie d'un circuit fermé et la suspension est re-
cyclée dans ce circuit fermé jusqu'à ce que la couche non
cuite pour la couche filtrante atteigne une épaisseur pré-
déterminée.
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 5, caractérisé en ce que ladite première pres-
sion est une pression réduite inférieure à la pression at-
mosphérique.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 6, caractérisé en ce que le gaz à la troisième
pression est de l'air ambiant.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 7, caractérisé en ce que la première pression est la pression atmosphérique et ledit gaz à la troisième
pression est de l'air comprimé.
9. Procédé suivant l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 8, caractérisé en ce que le support poreux et la couche filtrante sont constitués chacun d'une masse de
particules comprenant essentiellement des particules d'a-
lumine.
10.Procédé suivant la revendication 9, caractéri-
sé en ce qu'une dimension de grain desdites particules d'alumine dudit support poreux est plus grande que celle de
ladite couche filtrante.
11. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la dimension de grain desdites particules d'alumine
dudit support poreux est comprise entre 5 et 200 microns, tan-
dis que celle de ladite couche filtrante est comprise entre
0,5 et 10 microns.
12. Procédé suivant l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 11, caractérisé en ce qu'on immerge le support po-
reux dans ledit liquide pour chasser les gaz des pores, tandis
que ce liquide est porté à ébullition.
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| JPS6366566B2 (fr) | 1988-12-21 |
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