FR2685461A1 - DRYING / ATOMIZATION PROCESS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME. - Google Patents
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- F26B3/12—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it in the form of a spray, i.e. sprayed or dispersed emulsions or suspensions
Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé de séchage / atomisation d'un produit en solution ou en suspension dans un liquide. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. The present invention relates to a method of drying / atomizing a product in solution or in suspension in a liquid. It also relates to a device for implementing said method.
Le procédé de l'invention permet de sécher rapidement, de façon homogène, dans un très faible volume et sans générer de pollution. The process of the invention makes it possible to dry quickly, homogeneously, in a very small volume and without generating pollution.
1l est basé sur l'utilisation directe de l'énergie d'un rayonnement micro-onde. 1l is based on the direct use of the energy of microwave radiation.
On peut utiliser aux fins de l'invention, des micro-ondes dont la fréquence est comprise entre 800 et 30 000 MHz. For the purposes of the invention, microwaves can be used, the frequency of which is between 800 and 30,000 MHz.
Selon l'art antérieur, on met couramment en oeuvre des procédés de séchage / atomisation notamment pour sécher des suspensions aqueuses de minéraux, des extraits de fruits, des produits pharmaceutiques. Conformément à cette technique, le produit - en solution ou en suspension dans un liquide, généralement de l'eau - est pulvérisé dans une grande chambre, au sein de laquelle est maintenu un courant d'air chaud, destiné à éliminer le liquide des gouttelettes, en un temps très court (de l'ordre de 0,5 à 2 s). On fige pratiquement ainsi la structure amorphe du produit : peu de réactions parasites type cristallisation, floculation... ont le temps de se développer. According to the prior art, drying / atomization processes are commonly used, in particular for drying aqueous suspensions of minerals, fruit extracts, pharmaceutical products. According to this technique, the product - in solution or in suspension in a liquid, generally water - is sprayed in a large chamber, within which is maintained a current of hot air, intended to remove the liquid from the droplets , in a very short time (of the order of 0.5 to 2 s). This practically freezes the amorphous structure of the product: few parasitic reactions such as crystallization, flocculation ... have time to develop.
Le rendement énergétique de ce type de séchage peut être bon avec une plage de traitement thermique étalée ; il est médiocre si l'on souhaite obtenir des résidus secs uniformément traités et de granulométrie centrée. The energy efficiency of this type of drying can be good with a wide range of heat treatment; it is poor if it is desired to obtain dry residues which are uniformly treated and of centered particle size.
La technique est éprouvée mais nécessite un appareillage volumineux, pour sa mise en oeuvre. De plus, la production et l'entretien du courant d'air chaud engendrent un volume important de gaz de combustion. The technique is proven but requires a bulky apparatus, for its implementation. In addition, the production and maintenance of the hot air stream generates a large volume of combustion gases.
On a, selon d'autres techniques, utilisé l'énergie des micro-ondes pour sécher un produit. Other techniques have used the energy of microwaves to dry a product.
Le produit, en couche mince sur un tapis, peut être séché en continu, par défilement dudit tapis dans un guide d'onde ou sous un guide à fentes. The product, in a thin layer on a carpet, can be dried continuously, by passing said carpet through a waveguide or under a slotted guide.
Le produit peut également être séché en discontinu, en petite quantité dans un guide monomodal ou en plus grosse quantité en brassant ledit produit ou les ondes. The product can also be dried batchwise, in small quantities in a single-mode guide or in larger quantities by stirring said product or the waves.
Le passage dudit produit d'un état humide à un état sec se fait ainsi en un temps suffisamment long pour provoquer des réactions parasites. The passage of said product from a wet state to a dry state thus takes place in a time long enough to cause parasitic reactions.
On a également utilisé l'énergie des micro-ondes pour élever la température d'un liquide ; ledit liquide circulant dans un tube qui traverse un guide d'onde monomodal. Microwave energy has also been used to raise the temperature of a liquid; said liquid circulating in a tube which crosses a monomodal waveguide.
Selon l'invention, on propose présentement une utilisation originale de l'énergie des micro-ondes pour obtenir, sous forme pulvérulente, un produit initialement en solution ou en suspension dans un liquide. On sèche et atomise ledit produit en l'injectant au travers d'un guide d'onde dans lequel est maintenu un champ électromagnétique intense. According to the invention, an original use of microwave energy is currently proposed to obtain, in powder form, a product initially in solution or in suspension in a liquid. Said product is dried and atomized by injecting it through a waveguide in which an intense electromagnetic field is maintained.
Plus précisément, le procédé de séchage / atomisation de l'invention comprend:
- l'injection d'une solution ou suspension d'un produit au travers d'un guide
d'onde monomodal, parcouru par un régime stationnaire de micro-ondes;
- la récupération dudit produit, sous forme pulvérulente;
- l'évacuation des gaz générés.More specifically, the drying / atomization process of the invention comprises:
- injecting a solution or suspension of a product through a guide
single-mode wave, traversed by a stationary microwave regime;
- the recovery of said product, in powder form;
- the evacuation of the gases generated.
De façon originale, on réalise dans une portion de guide d'onde, un transfert d'énergie direct, en espace libre. jusqu'à vaporisation complète du liquide et obtention d'un résidu sec. In an original way, a direct energy transfer, in free space, is carried out in a waveguide portion. until complete vaporization of the liquid and a dry residue is obtained.
Selon l'invention, le produit, en solution ou en suspension, est introduit dans un guide d'onde monomodal ; il traverse le champ électromagnétique maintenu dans ledit guide d'onde et ressort de celui-ci, à l'état sec. According to the invention, the product, in solution or in suspension, is introduced into a monomodal waveguide; it crosses the electromagnetic field maintained in said waveguide and leaves it, in the dry state.
De façon connue en soi, on génère en mode TE 010 ou TM 010 dans ledit guide d'onde, une onde stationnaire caractérisée par la présence d'au moins un maximum (ventre) du champ électrique. In a manner known per se, in TE 010 or TM 010 mode is generated in said waveguide, a standing wave characterized by the presence of at least one maximum (belly) of the electric field.
On injecte la solution ou suspension dans le but de lui transférer de énergie. The solution or suspension is injected in order to transfer energy to it.
On optimise ce transfert d'énergie en effectuant ladite injection selon une direction quasi parallèle à celle du champ électrique et mieux encore, selon une telle direction dans une zone de focalisation de la puissance des ondes. This energy transfer is optimized by carrying out said injection in a direction almost parallel to that of the electric field and better still, in such a direction in a zone for focusing the power of the waves.
L'homme du métier n'éprouvera aucune difficulté à générer dans un guide d'onde un régime stationnaire de micro-ondes d'une puissance donnée, à optimiser la direction et le positionnement de l'injection au travers dudit guide d'onde. En pratique, le guide d'onde est préalablement perforé pour ladite injection, ladite perforation autorisant avantageusement une injection dans une direction quasi parallèle à celle du champ électrique. On adapte ensuite avantageusement la cavité résonnante dudit guide d'onde pour localiser la puissance au niveau de la zone d'injection. Those skilled in the art will experience no difficulty in generating in a waveguide a stationary regime of microwaves of a given power, in optimizing the direction and positioning of the injection through said waveguide. In practice, the waveguide is previously perforated for said injection, said perforation advantageously authorizing an injection in a direction almost parallel to that of the electric field. The resonant cavity of said waveguide is then advantageously adapted to locate the power at the injection zone.
I1 convient également de mettre en oeuvre ladite injection avec un minimum d'énergie pour lutter contre la surpression générée par l'évaporation du liquide au sein du guide d'onde. On réglera le débit d'injection en tenant compte de ce fait et ron pourra également le contrer en aspirant le produit pulvérulent généré. I1 should also implement said injection with a minimum of energy to combat the overpressure generated by the evaporation of the liquid within the waveguide. We will adjust the injection rate taking into account this fact and ron can also counter it by aspirating the powdered product generated.
Selon l'invention, la solution ou suspension est injectée dans le guide d'onde sous la forme d'un jet continu ou pulvérisée en fines gouttelettes. According to the invention, the solution or suspension is injected into the waveguide in the form of a continuous jet or sprayed in fine droplets.
Pour obtenir le résultat recherché au niveau de ladite injection, on utilisera une buse adéquate. To obtain the desired result at the level of said injection, an adequate nozzle will be used.
Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, on effectuera évidemment des calculs et réglages préalables pour adapter la puissance fournie par les microondes à celle nécessaire au traitement souhaité (séchage pouvant aller jusqu'à un traitement thermique poussé du produit sec) d'un volume donné de solution ou suspension, introduit sous la forme d'un jet continu ou pulvérisé en fines gouttelettes, et présentant des caractéristiques intrinsèques. For the implementation of the process of the invention, calculations and preliminary adjustments will obviously be carried out to adapt the power supplied by the microwaves to that necessary for the desired treatment (drying which may go as far as a thorough heat treatment of the dry product) d '' a given volume of solution or suspension, introduced in the form of a continuous jet or sprayed in fine droplets, and having intrinsic characteristics.
On a précisé ci-dessus que selon le procédé de l'invention, la solution ou suspension était chauffée directement, en espace libre. Le liquide ne remplit pas un tube dans le prolongement de la tuyauterie d'arrivée, tube qui assurerait son transport au travers du guide d'onde. Au sein d'un tel tube, on risquerait de générer des explosions du fait de la forte expansion de volume due à l'évaporation.. It was specified above that according to the method of the invention, the solution or suspension was heated directly, in free space. The liquid does not fill a tube in the extension of the inlet piping, which tube would ensure its transport through the waveguide. Within such a tube, there is a risk of generating explosions due to the large volume expansion due to evaporation.
On n'exclut pourtant pas, selon l'invention, la présence d'un tube - d'un diamètre supérieur à celui de la tuyauterie d'arrivée - tube, destiné à assurer le guidage de la poudre générée et non pas le transport de la solution ou suspension d'alimentation. However, it is not excluded, according to the invention, the presence of a tube - of a diameter greater than that of the inlet piping - tube, intended to guide the powder generated and not the transport of the feed solution or suspension.
Un tel tube est évidemment transparent aux micro-ondes et il est agencé pour éviter tout colmatage. il est avantageusement en une substance autonettoyante et/ou soumis à des vibrations par ultrasons. Such a tube is obviously transparent to microwaves and it is arranged to avoid any clogging. it is advantageously made of a self-cleaning substance and / or subjected to vibrations by ultrasound.
En tout état de cause, son diamètre est supérieur à celui de la tuyauterie d'alimentation. In any event, its diameter is greater than that of the supply piping.
On peut, selon une autre variante du procédé de l'invention, canaliser, grâce à un rideau de gaz annulaire, la poudre générée au sein du guide d'onde. It is possible, according to another variant of the method of the invention, to channel, using an annular gas curtain, the powder generated within the waveguide.
Le gaz utilisé est avantageusement de l'air. The gas used is advantageously air.
On veillera toutefois à ce que ledit gaz soit compatible avec les produits en solution ou en suspension, avec les liquides desdites solution ou suspension et les vapeurs correspondantes. It will however be ensured that said gas is compatible with the products in solution or in suspension, with the liquids of said solution or suspension and the corresponding vapors.
Ledit gaz et lesdites vapeurs sont alors évacués simultanément (extraction). Said gas and said vapors are then removed simultaneously (extraction).
Selon une variante préférée de l'invention, le guide d'onde est un parallélépipède rectangle et la solution ou suspension est injectée perpendiculairement au plus grand côté du parallélépipède. According to a preferred variant of the invention, the waveguide is a rectangular parallelepiped and the solution or suspension is injected perpendicular to the longest side of the parallelepiped.
Selon une autre variante, le guide d'onde est un cylindre et la solution ou suspension est injectée selon l'axe dudit cylindre. According to another variant, the waveguide is a cylinder and the solution or suspension is injected along the axis of said cylinder.
Le produit sec obtenu est avantageusement récupéré par gravité au travers d'un orifice du guide d'onde, en vis-à-vis de l'orifice d'injection de la solution ou suspension. The dry product obtained is advantageously recovered by gravity through an orifice in the waveguide, opposite the orifice for injecting the solution or suspension.
Pour la bonne marche du procédé de l'invention, lesdits orifices ne doivent pas autoriser de fuite d'onde significative. For the proper functioning of the process of the invention, said orifices must not allow significant wave leakage.
Pour faciliter la récupération dudit produit sec et l'évacuation des gaz, on peut avantageusement créer une dépression au sein du guide d'onde. To facilitate the recovery of said dry product and the evacuation of gases, it is advantageous to create a vacuum within the waveguide.
I1 ressort de la description ci-dessus les nombreux avantages du procédé de l'invention. I1 emerges from the above description the many advantages of the method of the invention.
Celui-ci permet notamment un séchage très rapide (de 10 à 100 fois plus rapide que celui mis en oeuvre dans un sécheur / atomiseur classique ; un séchage en 1/100 s environ) ; séchage qui induit une véritable trempe de la structure du produit. This allows in particular very rapid drying (10 to 100 times faster than that used in a conventional dryer / atomizer; drying in about 1/100 s); drying which induces a real hardening of the product structure.
On obtient un extrait sec amorphe et homogène.An amorphous and homogeneous dry extract is obtained.
I1 nécessite pour sa mise en oeuvre un appareil de très faible volume, qui peut facilement être nucléarisé. Selon l'invention, un appareil capable de traiter quelques litres par heure, a un volume de l'ordre du litre alors qu'un appareil conventionnel de même capacité présente un volume de l'ordre du mètre cube. I1 requires for its implementation a device of very small volume, which can easily be nuclearized. According to the invention, an apparatus capable of treating a few liters per hour has a volume of the order of a liter whereas a conventional apparatus of the same capacity has a volume of the order of cubic meter.
Le procédé de l'invention est très propre en ce que notamment il ne génère pas de pollution et il n'induit aucune contamination du produit. Ledit produit peut être séché sans contact avec des parois et sans pollution par une flamme. The process of the invention is very clean in that in particular it does not generate pollution and it does not induce any contamination of the product. Said product can be dried without contact with walls and without pollution by a flame.
Le procédé de l'invention est très souple. Il peut être mis en oeuvre en continu ou en discontinu avec une très faible inertie thermique. The process of the invention is very flexible. It can be implemented continuously or discontinuously with very low thermal inertia.
Le rendement énergétique dudit procédé est élevé, dans la mesure où l'énergie est apportée au coeur du matériau. The energy efficiency of said process is high, insofar as the energy is supplied to the core of the material.
Ledit procédé assure une grande homogénéité de traitement, d'où l'obtention d'un produit homogène par trempe de l'état amorphe de la solution ou suspension de départ. Said method ensures a high degree of homogeneity of treatment, whence obtaining a homogeneous product by quenching the amorphous state of the starting solution or suspension.
On insistera par ailleurs sur les nombreuses et diverses applications possibles dudit procédé. We will also insist on the many and various possible applications of said process.
I1 peut notamment être mis en oeuvre:
- pour le séchage flash de liquides instables,
- pour le séchage propre de produits à forte valeur ajoutée (en chimie fine, pharmacie,...),
- pour le séchage d'oxydes purs préparés en phase liquide,
- pour le séchage de boues de stations de traitement, d'effluents notamment
radioactifs,
- pour le séchage / traitement thermique de produits.I1 can in particular be implemented:
- for flash drying of unstable liquids,
- for the proper drying of products with high added value (in fine chemicals, pharmacy, ...),
- for the drying of pure oxides prepared in the liquid phase,
- for the drying of sludge from treatment stations, effluents in particular
radioactive,
- for drying / heat treatment of products.
I1 est mis en oeuvre avec des solutions ou suspensions du produit, que ron souhaite récupérer sec. I1 is implemented with solutions or suspensions of the product, which ron wishes to recover dry.
I1 peut notamment s'agir de solutions ou suspensions aqueuses ou alcooliques. It can in particular be aqueous or alcoholic solutions or suspensions.
On traitera, selon l'invention, les liquides contenant de l'alcool ou d'autres solvants avec les précautions d'usage. According to the invention, liquids containing alcohol or other solvents will be treated with the usual precautions.
On peut également mettre en oeuvre le procédé de l'invention avec des gels, et notamment des alcogels. It is also possible to implement the process of the invention with gels, and in particular alkogels.
En fait, dans la présente description et les revendications qui suivent on inclut dans le terme générique "solution" lesdits gels. In fact, in the present description and the claims which follow, said gels are included in the generic term "solution".
Selon une variante de l'invention, le séchage peut aller jusqu'à un traitement thermique poussé du produit sec, initialement en solution ou suspension. According to a variant of the invention, the drying can go as far as a thorough heat treatment of the dry product, initially in solution or suspension.
Pour maîtriser un tel traitement thermique, on optimisera, de la même façon que pour un simple séchage / atomisation, la puissance délivrée, le temps de séjour du produit sec... To control such a heat treatment, we will optimize, in the same way as for a simple drying / atomization, the power delivered, the residence time of the dry product ...
Cette variante de l'invention peut être développée dans le cadre du traitement de solutions aqueuses contenant des sels d'uranium et/ou de plutonium, notamment des nitrates. This variant of the invention can be developed in the context of the treatment of aqueous solutions containing uranium and / or plutonium salts, in particular nitrates.
On peut ainsi, injecter une solution de nitrate d'uranyle ou de plutonium, en éliminer l'eau dans un premier temps, détruire les nitrates dans un second temps et récupérer, sous forme de poudre des oxydes d'uranium et/ou de plutonium. It is thus possible to inject a solution of uranyl or plutonium nitrate, to eliminate the water in a first step, to destroy the nitrates in a second step and to recover, in the form of powder, uranium and / or plutonium oxides. .
Comme cela ressort des propos ci-dessus, le procédé de l'invention peut avantageusement être mis en oeuvre dans de nombreux domaines. As is apparent from the above remarks, the method of the invention can advantageously be implemented in many fields.
Sa mise en oeuvre est aisée ; elle nécessite un dispositif de très faible volume. Its implementation is easy; it requires a device of very small volume.
Un tel dispositif constitue un autre objet de la présente invention. Such a device constitutes another object of the present invention.
I1 comprend:
- un magnétron convenablement alimenté;
- un guide d'onde, dont on peut adapter la cavité, et qui comporte au moins
deux orifices en vis-à-vis, l'un supérieur pour l'injection de la solution ou
suspension, l'autre inférieur pour l'évacuation du produit pulvérulent et des
gaz générés ; lesdits orifices étant avantageusement positionnés suivant un
axe quasi parallèle au champ électrique;
- des moyens pour l'injection de ladite solution ou suspension au travers dudit
(desdits) orifice(s) supérieur(s);
- des moyens pour la récupération dudit produit pulvérulent sous ledit
(lesdits) orifice(s) inférieur(s);
- des moyens pour l'évacuation desdits gaz;
- et éventuellement des moyens de canalisation dudit produit pulvérulent, au
sein dudit guide d'onde.It includes:
- a magnetron suitably supplied;
- a waveguide, the cavity of which can be adapted, and which comprises at least
two facing holes, one upper for injecting the solution or
suspension, the other lower for the evacuation of the pulverulent product and
gases generated; said orifices being advantageously positioned along a
axis almost parallel to the electric field;
means for injecting said solution or suspension through said
(said) upper orifice (s);
means for recovering said pulverulent product under said
(said) lower orifice (s);
- means for the evacuation of said gases;
- And possibly means for channeling said pulverulent product, at
within said waveguide.
Ledit magnétron associé à un transformateur haute-tension transforme de façon connue en soi l'énergie du réseau en énergie micro-onde. Said magnetron associated with a high-voltage transformer transforms, in a manner known per se, the energy of the network into microwave energy.
L'onde émise se propage dans le guide d'onde. On adapte la cavité de celui-ci en faisant notamment intervenir, côté opposé audit magnétron un piston de courtcircuit et côté magnétron, un iris et/ou des pistons d'adaptation d'impédance et/ou des vis d'impédance (staub). Ladite adaptation consiste à focaliser l'énergie à l'endroit souhaité (avantageusement la zone d'injection et de passage du produit). The transmitted wave propagates in the waveguide. The cavity of the latter is adapted by making in particular, on the side opposite to said magnetron, a short-circuit piston and on the magnetron side, an iris and / or impedance matching pistons and / or impedance screws (staub). Said adaptation consists in focusing the energy at the desired location (advantageously the zone of injection and passage of the product).
On insistera sur le fait que, de façon originale, selon le procédé de l'invention, l'onde et la matière interagissent dans une portion du guide d'onde. It will be emphasized that, in an original manner, according to the method of the invention, the wave and the material interact in a portion of the waveguide.
Ledit guide d'onde est perforé de part en part, en au moins un endroit. Said waveguide is perforated right through, in at least one place.
L'orifice supérieur est utilisé pour l'injection, l'orifice inférieur pour la récupération.The upper port is used for injection, the lower port for recovery.
Le diamètre desdits orifices est limité dans le but de ne pas occasionner de fuite d'onde significative. En principe, il doit être inférieur à 20 mm (en 2450 MHz), étant entendu que la valeur limite dudit diamètre dépend de la fréquence de l'onde.The diameter of said orifices is limited in order not to cause significant wave leakage. In principle, it must be less than 20 mm (at 2450 MHz), it being understood that the limit value of said diameter depends on the frequency of the wave.
On peut également trouver, sur un même guide d'onde plusieurs couples d'orifices, en vis-à-vis. One can also find, on the same waveguide several pairs of orifices, facing each other.
Lesdits orifices sont avantageusement positionnés suivant un axe quasi parallèle au champ électrique. Said orifices are advantageously positioned along an axis almost parallel to the electric field.
Au niveau de chacun desdits couples d'orifice, on trouve avantageusement un maximum de puissance. La cavité est adaptée à cet effet. At each of said pairs of orifices, there is advantageously a maximum of power. The cavity is adapted for this purpose.
Le guide d'onde peut être cylindrique ou parallélépipédique (rectangle). The waveguide can be cylindrical or parallelepiped (rectangle).
Dans le cas d'un guide d'onde cylindrique, on trouve généralement un seul couple d'orifices, dans l'axe du cylindre. In the case of a cylindrical waveguide, there is generally only one pair of orifices, in the axis of the cylinder.
Dans le cas d'un guide d'onde parallélépipédique rectangle, on trouve un ou plusieurs couple(s) d'orifices sur les plus grands côtés du parallélépipède. In the case of a rectangular parallelepiped waveguide, there are one or more pair (s) of orifices on the longest sides of the parallelepiped.
A proximité des orifices supérieurs, on trouve des moyens - buses - pour l'injection de la solution ou suspension à traiter; à proximité des orifices inférieurs, des moyens pour la récupération du produit traité et des gaz générés. Near the upper orifices, there are means - nozzles - for injecting the solution or suspension to be treated; near the lower orifices, means for recovering the treated product and the gases generated.
L'homme de l'art peut agencer lesdits moyens selon diverses variantes. Those skilled in the art can arrange said means according to various variants.
On évacue généralement lesdits gaz, par aspiration. On veillera à ne pas entraîner avec ceux-ci le produit en poudre. A cette fin, on pourra faire intervenir un filtre décolmatable. Said gases are generally evacuated by suction. Take care not to drag the powdered product with them. To this end, a cleanable filter may be used.
Au sein du guide d'onde, on peut trouver des moyens pour canaliser le produit pulvérulent généré. Comme précisé ci-dessus, lesdits moyens peuvent consister en un rideau d'air ou en un tube transparent aux micro-ondes et agencé pour éviter tout colmatage. On a préalablement insisté sur le diamètre d'un tel tube qui doit être supérieur à celui de la tuyauterie d'alimentation. Within the waveguide, means can be found to channel the powdery product generated. As specified above, said means can consist of an air curtain or a tube transparent to microwaves and arranged to prevent clogging. We previously insisted on the diameter of such a tube which must be greater than that of the supply piping.
Il ressort des propos ci-dessus que le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention n'est ni compliqué, ni volumineux. It appears from the above remarks that the device for implementing the method of the invention is neither complicated nor bulky.
L'invention est illustrée sur l'unique dessin - figure 1 - joint à la présente description. The invention is illustrated in the single drawing - Figure 1 - attached to this description.
Sur celui-ci, on a représenté en coupe une installation de séchage / atomisation, au sein de laquelle le procédé de l'invention est mis en oeuvre. On this, there is shown in section a drying / atomization installation, within which the method of the invention is implemented.
Le liquide à traiter - solution ou suspension - est stocké en (1). Il est injecté, grâce à la buse (2) dans le guide d'onde (3). Son débit d'injection est régulé en (4) (pompe dont le moteur est asservi à un débitmètre). The liquid to be treated - solution or suspension - is stored in (1). It is injected, thanks to the nozzle (2) into the waveguide (3). Its injection rate is regulated in (4) (pump whose motor is slaved to a flow meter).
Le guide d'onde (3) est de forme parallélépipédique. Sa cavité est adaptée, côté magnétron par des vis d'impédance (5) et côte opposé audit magnétron, par un piston de court circuit (6). Le réglage desdites vis (5) et dudit piston (6) permet de positionner un maximum de puissance au niveau de l'axe d'injection. The waveguide (3) is of parallelepiped shape. Its cavity is adapted, magnetron side by impedance screws (5) and side opposite to said magnetron, by a short circuit piston (6). The adjustment of said screws (5) and of said piston (6) makes it possible to position a maximum of power at the level of the injection axis.
Ledit guide d'onde comporte, en vis-à-vis, deux orifices (7 et 8), l'un supérieur (7) pour l'introduction du liquide dans le guide d'ondes (3), l'autre inférieur (8) pour l'évacuation des gaz et de la poudre. On a vu que le diamètre desdits orifices devait être inférieur à 20 mm (en 2450 MHz), pour éviter toute fuite d'onde significative. Said waveguide has, facing each other, two orifices (7 and 8), one upper (7) for the introduction of the liquid into the waveguide (3), the other lower ( 8) for the evacuation of gases and powder. We have seen that the diameter of said orifices should be less than 20 mm (at 2450 MHz), to avoid any significant wave leakage.
Le liquide puis la poudre générée sont canalisés au sein dudit guide d'onde (3) par un rideau d'air (9). Pour générer ledit rideau d'air, on envoie en (10) de l'air comprimé. The liquid and then the powder generated are channeled within said waveguide (3) by an air curtain (9). To generate said air curtain, compressed air is sent to (10).
Ledit air ainsi que les vapeurs générées lors du séchage sont évacués en (11), par extraction. Said air and the vapors generated during drying are removed in (11) by extraction.
On récupère en (12), à l'aide d'une vis sans fin d'extraction, le produit sec, sous la forme d'une poudre. En (13), on a schématisé un filtre décolmatable plan, qui retient ladite poudre. Régulièrement on décolmate ledit filtre par contre-pression. The dry product is recovered in (12), using an endless extraction screw, in the form of a powder. In (13), there is shown schematically a flat cleanable filter, which retains said powder. The filter is regularly unclogged by back pressure.
A titre d'exemple, on précise qu'un dispositif de ce type - sans rideau d'air - a été utilisé pour le séchage l atomisation, selon l'invention, d'une solution aqueuse contenant, en poids, 50 % d'eau, 50 % de silice. By way of example, it is specified that a device of this type - without air curtain - was used for spray drying, according to the invention, of an aqueous solution containing, by weight, 50% of water, 50% silica.
A l'intérieur d'un guide d'onde parallélépipédique, à section rectangulaire, fonctionnant en mode TE 010, sous une puissance de 5 kW micro-ondes environ en 2450 MHz, on a généré une cavité résonnante (de dimensions : 100 mm environ x 86,6 mm x 43,3 mm). Au sein de ladite cavité, le champ électrique passe par un seul maximum (dit ventre de puissance). Au niveau de celui-ci, le guide d'onde est percé de part en part. Les orifices d'injection et de récupération ont le même diamètre : 4 > = 16 mm. La solution colloïdale de silice a été injectée à raison de 4 kg/h environ sous 0,5 bars environ, au niveau de l'orifice supérieur. La température dans le guide d'onde est d'environ 100 - 1100C. Inside a parallelepipedic waveguide, with rectangular section, operating in TE 010 mode, under a power of 5 kW microwave at around 2450 MHz, a resonant cavity has been generated (of dimensions: about 100 mm x 86.6 mm x 43.3 mm). Within said cavity, the electric field passes through a single maximum (called the power belly). At this level, the waveguide is drilled right through. The injection and recovery ports have the same diameter: 4> = 16 mm. The colloidal silica solution was injected at a rate of approximately 4 kg / h at approximately 0.5 bars, at the level of the upper orifice. The temperature in the waveguide is around 100 - 1100C.
En partie inférieure du guide, on a récupéré une poudre de silice, relativement uniforme, à raison de 2 kg/h environ. In the lower part of the guide, a relatively uniform silica powder was recovered, at a rate of approximately 2 kg / h.
Pour obtenir un tel résultat, selon l'art antérieur, la chambre du sécheur / atomiseur aurait dû présenter un volume d'environ 3 m3. To obtain such a result, according to the prior art, the dryer / atomizer chamber should have had a volume of approximately 3 m3.
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