FR2868329A1 - Procede et appareil de separation d'une solution - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la séparation d'une solution.Elle se rapporte à un procédé de séparation d'une solution qui comprend une étape d'atomisation d'une solution contenant une substance voulue sous forme d'un brouillard dans un atomiseur (1) destiné à former un fluide mixte constitué de brouillard et d'air, et une étape de collecte du brouillard du fluide mixte obtenu par utilisation d'une membrane de transmission d'air (51) ne transmettant pas la substance voulue du brouillard, le fluide mixte étant mis au contact d'une surface primaire de la membrane (51), et la pression à la surface primaire est supérieure à la pression à la surface opposée, si bien que l'air du fluide mixte peut traverser la membrane de transmission d'air (51) afin qu'une partie de l'air contenu dans le fluide mixte soit séparée.Application à la concentration du saké.
Description
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La présente invention concerne un procédé et un appareil de séparation d'une solution qui sépare un alcool de concentration accrue à partir d'une solution alcoolique, telle que le saké (vin de riz japonais) ou les 5 matières premières du saké.
L'inventeur a mis au point un appareil de séparation d'alcool, qui est une matière voulue présentant une propriété physique de concentration en surface (voir la demande mise à l'inspection publique de brevet japonais n 2001-314 724).
Avec ce type d'appareil de séparation, une chambre d'atomisation à ultrasons de structure fermée est remplie d'une solution alcoolique, et cette solution placée dans la chambre est atomisée sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore avec un oscillateur ultrasonore. L'appareil de séparation provoque l'agrégation et la collecte du brouillard atomisé, et sépare une solution alcoolique de concentration accrue. Plus précisément, l'appareil de séparation sépare une solution alcoolique de concentration accrue en matière voulue de la matière suivante.
Dans le cas d'un alcool qui se déplace rapidement vers la surface et a une propriété physique de concentration en surface, la concentration d'alcool est élevée en surface. Lorsque la solution subit une oscillation dans cet état sous l'action d'oscillations ultrasonores, de fines gouttelettes liquides sont projetées dans l'air sous forme d'un brouillard depuis la surface de la solution par l'énergie d'oscillation ultrasonore. Le brouillard éjecté dans l'air a une concentration d'alcool accrue. La raison en est que c'est la solution de surface dont la concentration d'alcool est accrue qui est projetée sous forme d'un brouillard. En conséquence, une solution de concentration accrue d'alcool peut être séparée par agrégation et collecte du brouillard. Dans ce procédé, une solution alcoolique de concentration élevée peut être séparée sans chauffage de la solution. Une matière voulue peut ainsi être séparée à une concentration élevée. En outre, comme un chauffage n'est pas nécessaire, l'appareil de séparation présente 2868329 2 l'avantage de permettre la séparation de la matière voulue sans détérioration de sa qualité.
Dans l'appareil décrit, la solution est atomisée sous forme d'un brouillard dans de l'air qui circule. La raison pour laquelle de l'air circule est que le brouillard contenu dans l'air et la matière voulue vaporisée à partir du brouillard ne peuvent pas être complètement collectés. Ainsi, lorsque de l'air qui contient une partie de matière voulue qui ne peut pas être collectée est évacuée à l'extérieur, la matière voulue disparaît et augmente les pertes, si bien que l'air circule vers la chambre d'atomisation ultrasonore sans être évacué à l'extérieur. Pour cette raison, la chambre d'atomisation ne reçoit pas d'air frais et l'air qui circule contient de la matière voulue. Par ailleurs, lorsqu'une solution est destinée à être atomisée dans un brouillard de concentration élevée, le rendement de production d'un brouillard de matière voulue diminue lorsque l'air contient la matière voulue. Lors de l'atomisation de la matière voulue dans un brouillard, celui-ci peut être produit efficacement par augmentation de l'importance du déséquilibre entre la surface de la solution et le côté de la phase gazeuse. Cependant, lorsque l'air contenu dans la chambre d'atomisation contient déjà une concentration élevée d'alcool, l'alcool est presque à l'état d'équilibre entre la surface de la solution et la phase gazeuse si bien que le brouillard d'alcool ne peut pas être produit avec un bon rendement.
La raison pour laquelle l'air dont la matière voulue telle que l'alcool a été collectée circule vers la chambre d'atomisation est que l'air contient la matière voulue. En conséquence, l'air qui circule vers la chambre d'atomisation contient la matière voulue telle que l'alcool et le rendement d'atomisation de la matière voulue sous forme d'un brouillard est réduit. Ce problème peut être résolu par collecte totale de la matière voulue avant circulation de l'air vers la chambre d'atomisation. Cependant, en réalité, la matière voulue contenue dans l'air ne peut pas être totalement collectée, si bien que 2868329 3 la matière voulue contenue dans l'air qui circule réduit le rendement de production du brouillard.
En outre, avec un appareil classique, l'air est refroidi afin que le brouillard subisse l'agrégation et la collecte. Pour cette raison, l'air refroidi circule vers la chambre d'atomisation. Cependant, lors de l'atomisation de la solution sous forme d'un brouillard dans la chambre d'atomisation, le rendement de production du brouillard diminue lorsque la température de la solution est basse.
Ce problème peut être résolu par chauffage de la solution. Cependant, un tel chauffage nécessite de l'énergie thermique. La consommation totale d'énergie augmente alors, de même que la consommation d'énergie pour la concentration de la solution.
En outre, avec un appareil classique, l'air est refroidi pour l'agrégation de brouillard, et ceci accroît la consommation d'énergie. En particulier, comme l'air utilisé comme véhicule gazeux pour le transport du brouillard est refroidi pour l'agrégation du brouillard, la quantité d'air à refroidir augmente lorsque la concentration du brouillard contenu dans l'air diminue, et une quantité importante d'énergie est consommée pour le refroidissement de l'air. Pour qu'un brouillard soit produit avec un bon rendement dans la chambre d'atomisation ultrasonore, il faut que la concentration du brouillard par rapport à l'air soit réduite comme décrit précédemment. Cependant, lorsque la concentration de brouillard par rapport à l'air diminue, l'énergie de refroidissement d'air augmente. Lorsque la quantité de brouillard par rapport à l'air augmente pour que cet inconvénient soit évité, le brouillard ne peut pas être produit avec un rendement élevé dans la chambre d'atomisation ultrasonore.
L'invention a été réalisée pour la solution des problèmes précités posés par la technique antérieure. Elle a pour objet un procédé et un appareil de séparation d'une solution telle que la solution peut être efficacement séparée avec une consommation réduite d'énergie de refroidissement et analogue, grâce à une collecte efficace du brouillard et une production efficace du brouillard.
2868329 4 Dans un premier aspect, l'invention concerne un procédé de séparation d'une solution qui comprend une étape d'atomisation d'une solution contenant une substance voulue sous forme d'un brouillard dans un atomiseur pour la production d'un fluide mixte constitué de brouillard et d'air, et une étape de collecte du brouillard du fluide mixte obtenu dans l'étape d'atomisation. Dans ce procédé de séparation, dans l'étape de collecte, une membrane de transmission d'air ayant une certaine porosité est utilisée afin qu'elle transmette l'air mais qu'elle ne transmette pas la substance voulue contenue dans le brouillard. Avec ce procédé de séparation, le fluide mixte est mis au contact d'une surface primaire de la membrane de transmission d'air, et la pression à la surface primaire est rendue supérieure à la pression à la surface secondaire, c'est-à-dire du côté opposé, si bien que l'air du fluide mixte peut traverser la membrane 51 afin qu'une partie ou la totalité de l'air contenue dans le fluide mixte soit séparée.
L'atomiseur peut atomiser la solution sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore. Par exemple, cette oscillation ultrasonore peut avoir une fréquence supérieure ou égale à 1 MHz.
Avec un procédé de séparation de solution dans un second aspect de l'invention, au cours de l'étape de collecte, le fluide mixte dont une partie de l'air a été séparée par la membrane 51 peut subir un refroidissement supplémentaire pour permettre l'agrégation et la collecte du brouillard. Avec ce procédé de séparation, le fluide mixte, dont le brouillard a été séparé par refroidissement et agrégation après la séparation d'une partie de l'air par la membrane, peut circuler et parvenir à l'atomiseur. En outre, dans le procédé de séparation selon l'invention, l'air séparé du fluide mixte par la membrane 51 de transmission d'air peut parvenir à l'atomiseur.
Un appareil de séparation d'une solution selon le premier aspect de l'invention comporte une chambre d'atomisation à laquelle est transmise une solution qui contient une substance voulue, un atomiseur destiné à disperser la solution dans la chambre d'atomisation dans 2868329 5 de l'air sous forme d'un brouillard pour la production d'un mélange ou fluide mixte d'air et de brouillard dans la solution, et un séparateur d'air raccordé à la chambre d'atomisation et destiné à séparer l'air du fluide mixte.
L'intérieur du séparateur d'air est cloisonné par une membrane de transmission d'air ayant une porosité telle qu'elle transmet l'air et ne transmet pas la substance voulue, et crée ainsi à l'intérieur un passage primaire de circulation du fluide mixte et un passage secondaire d'évacuation d'air. Un organe d'évacuation forcée d'air est raccordé au passage secondaire d'évacuation d'air du séparateur. Avec un tel appareil de séparation, l'organe d'évacuation forcée d'air évacue l'air du passage secondaire de manière forcée afin que la pression à la surface primaire de la membrane de transmission d'air soit supérieure à la pression à la surface secondaire de cette membrane, si bien que l'air contenu dans le fluide mixte peut être transmis à travers la membrane en permettant une séparation de l'air du fluide mixte qui circule dans le passage primaire.
Un appareil de séparation d'une solution selon le second aspect de l'invention comporte une chambre d'atomisation à laquelle est transmise une solution contenant une substance voulue, un atomiseur destiné à disperser la solution dans la chambre d'atomisation dans de l'air sous forme d'un brouillard pour la production d'un mélange ou fluide mixte d'air et de brouillard dans la solution, et un séparateur d'air raccordé à la chambre d'atomisation pour la séparation d'air du fluide mixte.
L'intérieur du séparateur d'air est cloisonné par une membrane de transmission d'air ayant une porosité telle qu'elle transmet de l'air mais ne transmet pas la substance voulue, et forme ainsi à l'intérieur un passage primaire destiné à la circulation du fluide mixte et un passage secondaire d'évacuation d'air. Un compresseur destiné à augmenter la pression du fluide mixte et à le transmettre à la chambre d'atomisation est raccordé au passage primaire du séparateur d'air. Avec cet appareil de séparation, le compresseur chasse le fluide mixte de la chambre d'atomisation dans le passage primaire afin que la 2868329 6 pression à la surface primaire de la membrane de transmission d'air soit supérieure à la pression à la surface secondaire de cette membrane, si bien que l'air contenu dans le fluide mixte peut traverser la membrane et de l'air est séparé du fluide mixte qui circule dans le passage primaire.
Le procédé et l'appareil de séparation décrits précédemment présentent des avantages car la solution peut être séparée efficacement avec une consommation réduite d'énergie de refroidissement et analogue, grâce à la collecte efficace du brouillard avec une production efficace du brouillard. La raison en est que, avec le procédé et l'appareil de séparation décrits précédemment, le fluide mixte formé de l'air et du brouillard de la solution contenant la substance voulue produite par l'atomiseur est mis au contact d'une surface primaire d'une membrane de transmission d'air ayant une porosité telle qu'elle transmet l'air mais ne transmet pas la substance voulue contenue dans le brouillard, et la pression à la surface primaire est supérieure à la pression à la surface secondaire, c'est-à-dire au côté opposé, si bien que l'air du fluide mixte traverse la membrane et de l'air du fluide mixte est séparé. Le fluide mixte dont l'air a été séparé a donc une plus faible quantité d'air et il contient la substance voulue à l'état sursaturé, si bien qu'une concentration élevée de la substance voulue peut être collectée avec un rendement extrêmement bon.
La membrane de transmission d'air peut comporter un organe formant filtre obtenu par revêtement d'une surface d'une céramique par une zéolite. L'atomiseur peut comporter un oscillateur ultrasonore destiné à atomiser la solution sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore et une alimentation ultrasonore raccordée à l'oscillateur ultrasonore afin que de l'énergie électrique à hautes fréquences soit transmise à l'oscillateur ultrasonore qui peut ainsi osciller.
Avec l'appareil de séparation selon l'invention, le brouillard peut être collecté par raccordement d'un séparateur à cyclone, à plaque perforée, de désembuage, à chevrons, d'épuration, à tour de pulvérisation et à collecteur électrostatique, au côté de sortie ou d'entrée du séparateur d'air.
Avec l'appareil de séparation selon l'invention, une chambre collectrice destinée à agréger et collecter le brouillard du fluide mixte peut être raccordée à un côté de sortie du passage primaire formé dans le séparateur d'air. En outre, avec l'appareil de séparation selon l'invention, un échangeur de chaleur de refroidissement peut être disposé dans la chambre collectrice, et le brouillard peut subir une agrégation et une collecte par refroidissement du fluide mixte avec l'échangeur de chaleur de refroidissement.
Dans l'appareil de séparation selon l'invention, une chambre collectrice peut être raccordée à la chambre d'atomisation si bien que de l'air obtenu par séparation d'air dans le séparateur d'air et dont le brouillard a été séparé dans la chambre collectrice, peut être transmis à la chambre d'atomisation. En outre, avec l'appareil de séparation selon l'invention, le passage secondaire d'évacuation d'air du séparateur d'air peut être raccordé à la chambre d'atomisation si bien que l'air séparé du fluide mixte par la membrane de transmission d'air du séparateur d'air peut parvenir à la chambre d'atomisation.
En outre, avec le procédé et l'appareil de séparation qui assurent une agrégation et une collecte du brouillard par refroidissement du fluide mixte dont une partie de l'air a été séparée par la membrane, la substance voulue peut être collectée efficacement avec une consommation réduite d'énergie de refroidissement. La raison en est que le fluide mixte dont l'air a été séparé par la membrane contient une quantité réduite d'air si bien que, lors du refroidissement, la substance voulue peut être collectée efficacement avec un refroidissement réduit.
En outre, avec le procédé et l'appareil de séparation qui font circuler dans la chambre d'atomisation le fluide mixte dont le brouillard a été séparé par refroidissement et agrégation après séparation d'une partie de l'air par la membrane, le brouillard peut être produit efficacement avec réduction de la consommation d'énergie. La raison en est que, étant donné que le fluide mixte nécessitant un refroidissement réduit circule vers la chambre d'atomisation, la solution peut être atomisée sous forme d'un brouillard avec réduction de la consommation d'énergie de chauffage de la solution dans la chambre d'atomisation.
En outre, le procédé et l'appareil de séparation selon lesquels l'air séparé du fluide mixte par la membrane de transmission est transmis à la chambre d'atomisation présentent l'avantage de permettre une atomisation efficace de la solution sous forme d'un brouillard dans la chambre d'atomisation. La raison en est que l'air séparé du fluide mixte ne contient pas la substance voulue. En outre, comme l'air séparé du fluide mixte par la membrane de transmission d'air est de l'air réglé à une température optimale pour la production du brouillard dans la chambre d'atomisation, le brouillard peut être produit efficacement par transmission de l'air à la chambre d'atomisation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma d'un appareil de concentration d'une solution selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est un schéma d'un appareil de concentration de solution selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est un concentration d'une solution réalisation de l'invention; la figure 4 est un schéma d'un appareil de concentration de solution selon un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une coupe représentant schématiquement un exemple de chambre d'atomisation ultrasonore et d'atomiseur ultrasonore schéma d'un appareil de selon un autre mode de la figure 6 est une coupe agrandie d'un exemple de structure de raccordement d'un oscillateur ultrasonore et d'une plaque amovible; la figure 7 est une vue en plan de la plaque 5 amovible de la figure 6; la figure 8 est une coupe représentant un état dans lequel la plaque amovible est fixée à la chambre d'atomisation ultrasonore; la figure 9 est une coupe agrandie représentant une structure de raccordement de la plaque amovible et de la chambre d'atomisation ultrasonore représentée sur la figure 8 la figure 10 est une vue en perspective agrandie en partie en coupe représentant un autre exemple de structure de raccordement de l'oscillateur ultrasonore et de la plaque amovible; la figure 11 est une coupe agrandie dans l'autre exemple de structure de raccordement de l'oscillateur ultrasonore et de la plaque amovible; la figure 12 est une coupe agrandie d'un autre exemple de structure de raccordement de l'oscillateur ultrasonore et de la plaque amovible; la figure 13 est une coupe d'un autre exemple de disposition de la plaque amovible dans la chambre 25 d'atomisation ultrasonore; la figure 14 est un graphique représentant la quantité d'éthanol absolu dans l'air en fonction de la température à diverses pressions; la figure schématiquement un la figure schématiquement un et est une coupe représentant exemple de chambre collectrice; 16 est une coupe représentant autre exemple de chambre collectrice; la figure 17 est une 35 schématiquement un autre exemple de Un appareil de séparation l'invention atomise une solution coupe représentant chambre collectrice. d'une solution selon contenant une matière voulue qui se déplace rapidement vers une surface de liquide et a une propriété physique de concentration de surface, sous forme d'un brouillard, puis sépare la solution par collecte du brouillard. Selon l'invention, les solutés et solvants de la solution ne sont pas spécifiquement limités. Bien que l'eau soit utilisée essentiellement comme solvant selon l'invention, des solvants organiques tels qu'un alcool peuvent être utilisés à la place de l'eau. Les solutions qui suivent contenant des matières voulues peuvent être utilisées à titre d'exemples: (1) le saké raffiné, la bière, le vin, le vinaigre, 10 la mirine (saké sucré utilisé pour la cuisson), les spiritueux, le shochu (spiritueux japonais), le cognac, le whisky et les liqueurs, (2) des solutions contenant un parfum, un ingrédient aromatique ou un ingrédient suave tel que le pinène, le 15 linalool, le limonène ou des polyphénols, (3) des solutions contenant un composé organique considéré comme un alcane ou un cycloalcane, qui sont des hydrocarbures saturés, un alcène, un cycloalcène et un alcyne, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, des thioéthers et des hydrocarbures aromatiques, ainsi que des composés obtenus par leur liaison, (4) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs halogènes d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (5) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs groupes hydroxyles d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (6) des solutions contenant une substance obtenue 40 par substitution par un ou plusieurs groupes amino d'au 2868329 11 moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (7) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs groupes carbonyles d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (8) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs groupes carboxyles d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (9) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs groupes nitro d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (10) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs groupes cyano d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (11) des solutions contenant une substance obtenue par substitution par un ou plusieurs groupes mercapto d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique tel qu'un alcane, un cycloalcane (qui sont des hydrocarbures saturés), un alcène, un cycloalcène et un alcyne (qui sont des hydrocarbures insaturés), un éther, un thioéther et un hydrocarbure aromatique, ou un composé obtenu par liaison d'un tel composé, (12) des solutions contenant une substance obtenue 10 par substitution par un ou plusieurs ions métalliques d'au moins un atome des substances voulues indiquées en (3) à (11), (13) des solutions contenant une substance obtenue par remplacement par une ou plusieurs molécules arbitraires parmi les molécules indiquées en (3) à (11) d'un ou plusieurs atomes d'hydrogène, atomes de carbone ou groupes fonctionnels arbitraires contenus dans les substances voulues indiquées en (3) à (11).
Les matières voulues contenues dans les solutions précitées se déplacent rapidement vers la surface et présentent une propriété physique de concentration en surface. La concentration de la matière voulue est élevée à la surface. Lorsque la solution à la surface est atomisée sous forme d'un brouillard, le brouillard a une concentration accrue en matières voulues. En conséquence, l'agrégation et la collecte du brouillard permettent une augmentation de la concentration de matières voulues. Ainsi, un composé contenant une concentration accrue de matières voulues peut être séparé de la solution. Bien que l'atomiseur destiné à atomiser la solution en surface sous forme d'un brouillard ne soit pas spécifiquement limité, il peut s'agir d'un atomiseur qui fait osciller la solution à une fréquence ultrasonore, d'un atomiseur qui évacue la solution par un capillaire et atomise électrostatiquement la solution au niveau d'une électrode, ou analogue.
La description qui suit concerne un appareil et un
procédé de séparation d'une solution de concentration accrue d'alcool à partir d'une solution contenant l'alcool comme matière voulue par la production d'un brouillard par oscillation ultrasonore. Cependant, la matière voulue n'est pas limitée à un alcool selon l'invention. Toute matière voulue qui se déplace rapidement vers la surface et a la propriété physique d'être plus concentrée en surface peut être séparée. En outre, l'atomiseur qui atomise une solution sous forme d'un brouillard n'est pas limité à un atomiseur fonctionnant par oscillation ultrasonore. Un atomiseur électrostatique ou analogue peut par exemple être utilisé.
L'appareil de séparation représenté sur les figures 1 à 4 comporte une chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 ayant une structure fermée à laquelle est transmise une solution, un atomiseur 1, 201, 301, 401 destiné à atomiser la solution qui se trouve dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 sous forme d'un brouillard, un séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 destiné à séparer l'air d'un fluide mixte ou mélange formé d'air et du brouillard atomisé dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404, une chambre collectrice 5, 205, 305, 405 destinée à assurer l'agrégation et la collecte du fluide mixte dont une partie de l'air a été séparée par le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050, et un organe de transport forcé 35, 2035, 3035, 4035 destiné à transporter le fluide mixte.
La solution est transmise à la chambre d'atomisation 404 par une pompe 4010. La chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 n'atomise pas la totalité de la solution qui lui est transmise sous forme d'un brouillard. La raison en est que, si toute la solution étant atomisée et collectée dans la chambre collectrice 5, 205, 305, 405, la concentration de matière voulue, par exemple d'alcool de la solution collectée dans la chambre collectrice 5, 205, 305, 405, serait la même que celle de la solution transmise à la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404. Avec la solution transmise à la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404, la concentration de la matière voulue diminue lorsque la quantité de solution diminue par atomisation en un brouillard. En conséquence, la concentration de matière voulue contenue dans le brouillard diminue aussi progressivement. La solution présente dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 est remplacée par une nouvelle solution lorsque la concentration de la matière voulue diminue.
Une solution qui contient la matière voulue, par exemple à une concentration de 10 à 50 % en poids, est atomisée dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404. Lorsque la concentration de matière voulue diminue, la solution de la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 est remplacée par une nouvelle solution. La solution est remplacée de manière discontinue, c'est-à-dire dans un procédé dans lequel la solution est remplacée par une nouvelle chaque fois qu'une période prédéterminée s'est écoulée. Cependant, un réservoir 4011 de solution de réserve contenant une solution peut être raccordé à la chambre d'atomisation 404 par une pompe4010 si bien que la solution peut être transmise constamment depuis le réservoir 4011. Dans cet appareil, la chambre d'atomisation 404 reçoit une solution du réservoir 4011 avec évacuation de solution de la chambre 404 si bien que la réduction de concentration de la matière voulue, telle que l'alcool, dans la solution de la chambre d'atomisation 404 est évitée. En outre, comme l'indique la flèche B de la figure 4, la solution de la chambre d'atomisation 404 peut être évacuée vers l'extérieur sans circulation dans le réservoir 4011, si bien que la réduction de concentration de matière voulue contenue dans le réservoir 4011 peut être évitée.
La solution contenue dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 est atomisée sous forme d'un brouillard par l'atomiseur 1, 201, 301, 401. Le brouillard produit par l'atomiseur 1, 201, 301, 401 a une concentration de matière voulue supérieure à celle de la solution. Dans ce cas, l'atomiseur 1, 201, 301, 401 produit un brouillard à partir de la solution par atomisation et le brouillard est agrégé et collecté, si bien qu'une solution de concentration accrue peut être efficacement séparée.
L'atomiseur 1, 201, 301, 401 comprend plusieurs oscillateurs ultrasonores 2, 202, 302, 402 et une alimentation ultrasonore 3, 203, 303, 403 qui transmet de l'énergie électrique à hautes fréquences à ces oscillateurs ultrasonores 2, 202, 302, 402. L'atomiseur 1, 201, 301, 401 atomise de préférence la solution par oscillation ultrasonore à une fréquence supérieure ou égale à 1 MHz. L'utilisation de cet atomiseur 1, 201, 301, 401 présente l'avantage de permettre l'atomisation de la solution sous forme d'un brouillard constitué de gouttelettes extrêmement fines, et permet la concentration de la solution à des valeurs accrues. Selon l'invention, l'atomiseur n'est pas limité à un atomiseur à oscillation ultrasonore et, avec un oscillateur ultrasonore, la fréquence d'oscillation peut être rendue inférieure à 1 MHz.
L'atomiseur 1, 201, 301, 401 qui fait osciller la solution à une fréquence ultrasonore disperse la solution depuis la surface W sous forme d'un brouillard avec une concentration supérieure à celle de la solution présente dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404. Lorsque la solution est soumise à l'oscillation ultrasonore, des colonnes liquides P apparaissent à la surface W de la solution. Le brouillard est produit à la surface des colonnes liquides P. Dans le cas de l'atomiseur 81 représenté sur la figure 5, des oscillateurs ultrasonores 82 de l'atomiseur 81 sont destinés à être tournés vers le haut, au fond de la chambre d'atomisation 84 remplie de la solution. Les oscillateurs ultrasonores 82 émettent des ondes ultrasonores vers le haut depuis le fond, vers la surface de la solution W, et soumettent la surface de la solution W à une oscillation ultrasonore pour la production des colonnes liquides P. Des oscillateurs ultrasonores 82 émettent des ondes ultrasonores en direction verticale.
L'atomiseur 81 représenté sur les dessins comprend plusieurs oscillateurs ultrasonores 82 et une alimentation ultrasonore 83 qui fait osciller ces oscillateurs 82 à une fréquence ultrasonore. Les oscillateurs ultrasonores 82 sont fixés par une structure étanche au fond de la chambre d'atomisation 84. L'appareil qui fait osciller la solution à une fréquence ultrasonore avec les oscillateurs 82 produit très efficacement un brouillard à partir de la solution.
Les oscillateurs ultrasonores 82 sont fixés à une plaque amovible 812 par une structure étanche comme indiqué sur les figures 6 et 7. La plaque amovible 812, à laquelle sont fixés plusieurs oscillateurs ultrasonores 82, est fixée à un carter 813 de la chambre d'atomisation 84 afin qu'elle puisse être fixée par une structure étanche telle que représentée sur les figures 8 et 9, et séparée. La plaque amovible 812 est fixée au carter 813 de la chambre d'atomisation 84, et chaque oscillateur ultrasonore 82 fait osciller la solution de la chambre 84 à une fréquence ultrasonore.
La plaque amovible 812 représentée sur les figures 6 et 7 comporte une plaque avant 812A et une plaque arrière 812B. La plaque avant 812A et la plaque arrière 812B sont empilées afin qu'elles entourent les oscillateurs ultrasonores 82 entre la plaque avant 812A et la plaque arrière 812B avec une structure étanche. La plaque avant 812A a des trous débouchants 812a. La plaque avant 812A et la plaque arrière 812B entourent et fixent les oscillateurs ultrasonores 82 afin que les surfaces d'oscillation 82A se trouvent dans les trous débouchants 812a. La plaque arrière 812B a des parties évidées 812b dans lesquelles sont logés les oscillateurs ultrasonores 82. Dans la plaque amovible 812 de la figure 6, les parties évidées 812b sont formées dans la plaque arrière 812B, mais elles peuvent être placées dans la plaque avant pour le logement des oscillateurs ultrasonores. Sur la figure 6, la référence 812c désigne des trous débouchants et la référence 819 un fil d'alimentation.
Pour qu'une structure étanche soit formée entre les oscillateurs ultrasonores 82 et la plaque avant 812A, un organe de garniture 816 est placé entre les oscillateurs ultrasonores 82 et la plaque avant 812A. Dans le cas de l'atomiseur 81 représenté sur la figure 6, un autre organe de garniture 816 est aussi placé entre les oscillateurs 82 et la plaque arrière 812B pour la formation d'une structure étanche. Cependant, avec l'atomiseur, la structure étanche n'est pas toujours nécessaire entre les oscillateurs et la plaque arrière. La raison en est que, lorsque la plaque amovible forme une structure étanche entre les oscillateurs et la plaque avant, la fixation de la plaque amovible à la surface inférieure du carter de la chambre d'atomisation peut empêcher les fuites de solution de la chambre d'atomisation. L'organe de garniture 816 peut être un joint torique de caoutchouc élastique. L'organe de garniture 816 sous forme d'un joint torique est placé à la périphérie externe de la surface d'oscillation 82A des oscillateurs 82 et à la surface de la plaque avant 812A placée en regard. L'organe de garniture 816 forme une structure étanche entre la surface d'oscillation 82A des oscillateurs 82 et la plaque avant 812A et empêche les fuites d'eau à cet endroit. De plus, la périphérie externe des oscillateurs ultrasonores 82 et la plaque arrière 812B sont raccordées par une structure étanche.
L'organe de garniture 816 est formée de caoutchouc élastique tel que le "Teflon", une silicone, un caoutchouc naturel ou synthétique ou analogue. Les organes de garniture 816 sont disposés entre les oscillateurs ultrasonores 82 et la plaque avant 812A, et entre les oscillateurs ultrasonores 82 et la plaque arrière 812B, afin qu'ils présentent une déformation élastique et un écrasement. Les organes de garniture 816 sont en contact intime avec les surfaces des oscillateurs ultrasonores 82, de la plaque avant 812A et de la plaque arrière 812B, sans aucun espace pour la formation d'une structure étanche dans les parties de raccordement. L'organe de garniture 816 peut être un organe métallique de forme annulaire constitué d'un métal tel que le cuivre, le laiton, l'aluminium ou l'acier inoxydable.
Avec la plaque amovible 812 représentée sur les figures 6 et 7, la plaque avant 812A et la plaque arrière 812B sont raccordées par une charnière 817 placée à une extrémité de chaque plaque. La plaque avant 812A et la plaque arrière 812B de la plaque amovible 812 peuvent être ouvertes pour la fixation et la séparation faciles des oscillateurs ultrasonores 82. Lorsque les oscillateurs 82 doivent être remplacés, la plaque avant 812A et la plaque arrière 812B sont ouvertes. Dans cet état, les anciens oscillateurs sont retirés et les nouveaux oscillateurs 82 et les nouveaux organes de garniture 816 sont mis en position prédéterminée. Ensuite, la plaque avant 812A et la plaque arrière 812B sont fermées si bien que le remplacement des oscillateurs ultrasonores 82 est terminé.
En outre, la plaque arrière 812B et la plaque avant 812A qui sont fermées sont raccordées à une extrémité de chaque plaque opposée à la charnière 817 par une vis de fixation (non représentée) ou sont raccordées par fixation au carter 813 de la chambre d'atomisation 84.
L'atomiseur précité 81 forme une structure étanche à l'aide de l'organe de garniture 816, mais il peut aussi former une structure étanche par remplissage des emplacements correspondant à l'organe de garniture par un matériau d'étanchéité. En outre, avec l'atomiseur 81 représenté sur la figure 6, la plaque amovible 812 est composée de deux plaques métalliques ou de deux plaques non métalliques dures de la plaque avant 812A et de la plaque arrière 812B, mais la plaque amovible 812 peut aussi être formée d'une seule plaque comme indiqué sur les figures 10 à 12. Les plaques amovibles 1012, 1112 et 1212 sont des plaques métalliques ou non métalliques dures. Les plaques amovibles 1012, 1112 et 1212 ont des parties évidées 1012b, 1112b et des trous débouchants 1212a pour le logement des oscillateurs ultrasonores 102, 112, 122.
Dans l'atomiseur 101 de la figure 10, l'oscillateur ultrasonore 102 est placé dans la partie évidée 1012b de la plaque amovible 1012 et des organes de garniture 1016 sont placés aux périphéries supérieure et inférieure de l'oscillateur ultrasonore 102. En outre, une plaque annulaire 1018 est fixée à une ouverture de la plaque amovible 1012. La plaque annulaire 1018 repousse l'organe de garniture 1016 placé à la face supérieure de l'oscillateur ultrasonore 102 et ainsi cet oscillateur 102 est fixé dans la partie évidée 1012b de manière étanche.
La partie évidée 1012b a un trou débouchant 1012c à sa partie inférieure. Un fil de connexion 1019 s'étend vers l'extérieur par le trou débouchant 1012c. Sur la figure 10, la référence 1012A représente une surface d'oscillation.
2868329 19 Dans l'atomiseur de la figure 11, l'oscillateur ultrasonore 112 placé dans la partie évidée 1112b de la plaque amovible 1112 est fixé par un matériau d'étanchéité 1120, avec une structure étanche, sans l'organe de garniture ni la plaque annulaire. Avec cet oscillateur 112, un fil de connexion 1119 passe par un trou 1112c qui débouche à la partie inférieure de la partie évidée 1112b. Le trou débouchant 1112c par lequel passe le fil 1119 est rempli du matériau d'étanchéité 1120 si bien qu'une structure étanche est formée et empêche les fuites d'eau. Sur la figure 11, la référence 1112A désigne une surface d'oscillation.
Dans l'atomiseur 121 de la figure 12, la plaque amovible 1212 a un trou 1212a qui traverse. L'oscillateur ultrasonore 122 est fixé à la face inférieure de la plaque amovible 1212 si bien que la surface d'oscillation 122A est placée sous le trou débouchant 1212a. Pour la fixation de l'oscillateur 122 à la plaque amovible 1212, un organe 1221 de fixation est fixé à la face inférieure de la plaque amovible 1212. L'oscillateur ultrasonore 122 est fixé par une structure étanche à la plaque amovible 1212, avec les organes de garniture 1216 placés aux périphéries supérieure et inférieure de l'oscillateur 122. L'organe de fixation 1221 est un organe annulaire à gradin ayant une partie évidée et une partie externe de flasque, et il est fixé à la plaque amovible 1212 par vissage de vis 1222 de fixation qui passent à travers la partie externe de flasque, dans la plaque amovible 1212. L'organe de fixation 1221 repousse l'organe de garniture 1216 placé à la face inférieure de l'oscillateur 122 par le fond de la partie évidée, si bien que l'oscillateur 122 est fixé à la plaque amovible 1212 de manière étanche. L'organe de fixation 1221 a un trou débouchant 1221A à la partie inférieure de la partie évidée. Un fil de connexion 1219 passe vers l'extérieur par le trou débouchant 1121A.
Les figures 8 et 9 sont des vues de l'atomiseur 81 fixé à la chambre d'atomisation 84. Cette chambre 84, représentée sur les figures, a des ouvertures 813A à la face inférieure du carter 813. La plaque amovible 812 est fixée afin que les ouvertures 813A soient fermées de manière étanche. La plaque amovible 812 est fixée de manière étanche au carter 813 par un organe de garniture 823. Des organes métalliques de fixation 824 sont fixés à la face inférieure du carter 813 pour fixer la plaque amovible 812 à celui-ci. Les organes métalliques de fixation 824 ont une forme en L. Des vis de fixation 825 qui traversent les organes de fixation 824 repoussent et fixent la plaque amovible 812 contre le carter 813 de la chambre d'atomisation 84. Les oscillateurs 82, fixés à la chambre 84 dans cette structure, font osciller la solution vers le haut depuis la face inférieure du carter 813 vers la face supérieure à une fréquence ultrasonore. La plaque amovible 812 est montée de façon amovible à la face inférieure du carter 813 de la chambre 84 d'atomisation afin que les ouvertures 813A soient fermées.
Une plaque amovible peut être immergée dans la solution placée dans la chambre d'atomisation 134 afin que celle-ci oscille à une fréquence ultrasonore, comme représenté sur la figure 13. Cette structure facilite la disposition d'une plaque amovible 1312 sur la chambre d'atomisation 134 de manière amovible. Avec l'atomiseur 131 immergé dans la solution, l'oscillateur ultrasonore est fixé de manière étanche à la plaque amovible 1312, sauf à sa surface d'oscillation, avec une structure représentée par exemple sur la figure 11. Sur la figure 13, la référence 133 désigne une alimentation ultrasonore.
Si l'oscillateur ultrasonore 2, 202, 302, 402 ou l'alimentation ultrasonore 3 échauffe la solution présente dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 à une température élevée, la qualité peut être détériorée. Un refroidissement forcé de l'oscillateur ultrasonore 2, 202, 302, 402 permet la solution de ce problème. En outre, l'alimentation ultrasonore 3, 203, 303, 403 est aussi de préférence refroidie. L'alimentation ultrasonore 3, 203, 303, 403 ne chauffe pas directement la solution mais chauffe le milieu environnant, de sorte que la solution est chauffée indirectement. L'oscillateur ultrasonore 2, 202, 302, 402 et l'alimentation 3 peuvent être refroidis par disposition d'un tube de refroidissement couplé thermiquement, c'est-à-dire par disposition d'un tube de 2868329 21 refroidissement à leur contact. Le tube de refroidissement refroidit l'oscillateur et l'alimentation ultrasonore par circulation d'un liquide ou fluide de refroidissement refroidi par un refroidisseur ou d'eau de refroidissement, par exemple de l'eau souterraine ou d'alimentation.
En outre, l'appareil de séparation représenté sur la figure 4 comporte un mécanisme 4075 de réglage de température destiné à régler la température de la solution présente dans la chambre d'atomisation 404. Le mécanisme 4075 de réglage de température comprend un refroidisseur 4076 destiné à refroidir la solution afin que la température de la solution soit prédéterminée. Ce mécanisme 4075 de réglage de température détecte la température de la solution contenue dans la chambre d'atomisation 404 avec un capteur 4077 de température et commande le refroidisseur 4076 afin que la température de la solution ne dépasse pas 30 C. Ainsi, l'appareil de séparation, qui règle la température de la solution à l'aide du mécanisme 4075, permet une augmentation de la solubilité des bulles transmises par le générateur de bulles 4028.
La température de la solution affecte le rendement d'atomisation de la solution sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore. Lorsque la température de la solution s'abaisse, le rendement d'atomisation de la solution sous forme d'un brouillard diminue. Lorsque la température de la solution diminue, la détérioration de la qualité du produit peut être réduite. Cependant, si la température de la solution est basse, le rendement d'atomisation de la solution sous forme d'un brouillard diminue si bien que la température de la solution est mise à une valeur à laquelle la solution peut être atomisée efficacement sous forme d'un brouillard, par prise en considération des propriétés de la substance voulue qui changent avec la température. Une substance voulue dont la qualité ne se détériore pas ou qui ne pose pas de problèmes même à température élevée peut être efficacement atomisée sous forme d'un brouillard par augmentation de la température de la solution.
En outre, avec l'appareil de séparation représenté sur la figure 4, de l'air est soufflé par un mécanisme 4027 à ventilateur vers une colonne liquide P produite à la surface W de la solution par oscillation ultrasonore dans la chambre d'atomisation 404. Le mécanisme à ventilateur 4027 représenté sur la figure possède un ventilateur 4029 destiné à souffler de l'air vers la colonne liquide P. Ainsi, l'appareil de séparation qui souffle l'air vers la colonne liquide P avec le mécanisme à ventilateur 4027 présente un avantage car il permet une atomisation efficace de la solution sous forme d'un brouillard depuis la surface de la colonne liquide P. Cependant, l'appareil de séparation selon l'invention ne doit pas toujours comporter un mécanisme à ventilateur pour souffler de l'air vers la colonne liquide, tel que représenté sur les figures 1 à 3.
Le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 sépare l'air du fluide mixte transmis depuis la chambre d'atomisation 4. L'intérieur du séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 est divisé en un passage primaire 52, 2052, 3052, 4052 et un passage secondaire d'évacuation d'air 53, 2053, 3053, 4053 par une membrane de transmission d'air 51, 2051, 3051, 4051. Le passage primaire 52, 2052, 3052, 4052 est raccordé à l'atomiseur 1, 201, 301, 401 pour la circulation du fluide mixte. Le passage secondaire d'évacuation d'air 53, 2053, 3053, 4053 évacue l'air qui est séparé du mélange fluide par passage à travers la membrane de transmission d'air 51, 2051, 3051, 4051.
La membrane de transmission d'air 51, 2051, 3051, 4051 ne transmet que de l'air mais pas la substance voulue. En conséquence, cette membrane 51, 3051, 4051 est un tamis moléculaire sous forme d'une membrane de porosité telle qu'elle transmet l'air mais ne transmet pas la substance voulue. L'air est constitué d'environ 80 % d'azote et 20 % d'oxygène. En conséquence, la membrane de transmission d'air 51, 2051, 3051, 4051 est une membrane ayant une porosité telle qu'elle transmet l'azote et l'oxygène. La porosité de cette membrane 51, 2051, 3051, 4051 est de préférence de 0,4 à 0,5 nm. Cette membrane 51, 2051, 3051, 4051 transmet l'air formé d'azote et d'oxygène qui sont plus petits que la dimension de pores mais ne transmet pas la substance voulue telle que l'éthanol dont la dimension est supérieure à celle des pores. La membrane précitée de transmission d'air 51, 2051, 3051, 4051 de cette porosité est fabriquée par exemple par revêtement d'une surface d'une céramique par une zéolite.
Le passage primaire 52, 2052, 3052, 4052 du séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 est raccordé à la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 afin que le fluide mixte soit au contact de la surface primaire de la membrane 51, 2051, 3051, 4051. En outre, dans l'appareil des figures 1, 3 et 4, le passage secondaire d'évacuation d'air 53, 3053, 4053 est raccordé à un organe d'évacuation forcée d'air 54, 3054, 4054 et, dans l'appareil de la figure 2, le passage primaire 2052 est raccordé à un compresseur 2055, afin que la pression à la surface primaire soit supérieure à la pression à la surface secondaire qui lui est opposée. Ainsi, l'air du fluide mixte peut traverser la membrane 51, 2051, 3051, 4051 pour qu'une partie ou la totalité de l'air du fluide mixte soit séparée.
L'organe d'évacuation forcée d'air 54, 3054, 4054 est une pompe aspirante, telle qu'une pompe à vide qui aspire et évacue l'air de manière forcée. Le côté d'aspiration de l'organe d'évacuation forcée d'air 54, 3054, 4054 est raccordé au passage secondaire 53, 3053, 4053 d'évacuation d'air afin que l'air soit évacué à force dans le passage secondaire d'évacuation d'air 53, 3053, 4053. Ce passage secondaire 53, 3053, 4053 à partir duquel l'air est évacué a une pression inférieure à la pression atmosphérique et a donc une pression inférieure à celle du passage primaire 52, 3052, 4052. En d'autres termes, la pression dans le passage primaire 52, 3052, 4052 est plus élevée que celle dans le passage secondaire 53, 3053, 4053. Lorsque le système est dans cet état, l'air du fluide mixte est transmis à travers la membrane de transmission 51, 3051, 4051 et passe du passage primaire 52, 3052, 4052 au passage secondaire d'évacuation d'air 53, 3053 et 4053 pour être séparé du fluide mixte.
Dans l'appareil de la figure 2, le compresseur 2055 chasse le fluide mixte dans le passage primaire 2052. Le côté d'aspiration du compresseur 2055 est raccordé à la chambre d'atomisation 204. Le passage secondaire 2053 d'évacuation d'air débouche à l'atmosphère ambiante. Cependant, un organe d'évacuation forcée d'air peut être raccordé au passage secondaire d'évacuation d'air pour réduire la pression de ce passage secondaire à une valeur inférieure ou égale à la pression atmosphérique. Le compresseur 2055 met le fluide mixte sous pression supérieure ou égale à la pression atmosphérique et chasse le fluide mixte dans le passage primaire 2052, de sorte que la pression dans le passage primaire 2052 est rendue supérieure à celle du passage secondaire d'évacuation d'air 2053. Dans cet état, l'air contenu dans le fluide mixte traverse la membrane de transmission d'air 2051 étant donné la différence de pression entre la surface primaire et la surface secondaire. L'air transmis par la membrane 2051 est transporté du passage primaire 2052 au passage secondaire 2053 et est donc séparé du fluide mixte. La structure peut augmenter la différence de pression entre la surface primaire et la surface secondaire de la membrane de transmission d'air 2051. Pour cette raison, l'air du fluide mixte se sépare rapidement.
La raison en est que le compresseur 2055 peut chasser le fluide mixte dans le passage primaire 2052 à une pression élevée.
En outre, avec l'appareil de la figure 2, le côté d'aspiration du compresseur 2055 est raccordé à la chambre d'atomisation 204 par l'intermédiaire d'une chambre collectrice 2060 d'un étage précédent. Avec cet appareil de séparation, un séparateur quelconque à cyclone, à plaque perforée, de désembuage, à chevrons, d'épuration, à tour de pulvérisation ou à collecteur électrostatique peut être raccordé comme chambre collectrice 2060 de l'étage précédent pour collecter le brouillard. Dans l'appareil de séparation de la figure 2, un mécanisme de ce type est placé entre le séparateur d'air 2050 et la chambre d'atomisation 204 pour constituer la chambre collectrice 2060 de l'étage précédent. Dans cet appareil, le fluide mixte dont une partie du brouillard a été collectée dans la chambre collectrice 2060 de l'étage précédent est transmise au séparateur d'air 2050. Cependant, avec l'appareil de séparation, un séparateur quelconque à cyclone, à plaque perforée, de désembuage, à chevrons, à épurateur, à tour de pulvérisation ou à collecteur électrostatique peut être raccordé entre le séparateur d'air et la chambre collectrice pour collecter le brouillard, bien que cette caractéristique ne soit pas représentée sur les dessins.
L'air séparé par le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 est de l'air qui ne contient pas la substance voulue. Dans l'appareil de la figure 1, l'air séparé par le séparateur d'air 550 est transmis à la chambre d'atomisation 4. Dans l'appareil dans lequel l'air séparé par le séparateur 50 et transmis à la chambre d'atomisation 4, le brouillard peut être produit efficacement par atomisation dans cette chambre 4. La raison en est que l'air séparé du fluide mixte par le séparateur 50 ne contient pas la substance voulue. En outre, comme l'air séparé par le séparateur 50 est de l'air réglé à une température optimale pour la production du brouillard dans la chambre d'atomisation 4, le brouillard peut être produit efficacement par transmission d'air à la chambre d'atomisation 4.
Le fluide mixte dont l'air a été séparé par le séparateur 50, 2050, 3050, 4050 a une quantité réduite d'air, c'est-à-dire une plus grande quantité de brouillard par rapport à l'air, si bien que la substance voulue du brouillard est à l'état sursaturé. En conséquence, le brouillard peut être collecté efficacement dans la chambre collectrice 5, 205, 305, 405. Comme l'air est séparé du fluide mixte par le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050, le fluide mixte transmis à la chambre collectrice 5, 205, 305, 405 a une quantité d'air inférieure à celle du fluide mixte évacué de la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404.
Le fluide mixte dont une partie de l'air a été séparée par le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 est transporté vers la chambre collectrice 5, 205, 305, 405.
Le fluide mixte est transmis à la chambre collectrice 5, 205, 305, 405 par un organe de transport forcé 35, 2035, 3035, 4035 formé d'un ventilateur ou d'un compresseur. L'organe de transport forcé 35, 2035, 3035, 4035 est raccordé entre le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 et la chambre collectrice 5, 205, 305, 405 afin que le fluide mixte soit transmis du séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 à la chambre collectrice 5, 205, 305, 405. L'organe de transport forcé 35, 3035, 4035 absorbe le fluide mixte dont une partie de l'air a été séparée par le séparateur d'air 50, 2050, 3050, 4050 et transmet le fluide mixte absorbé à la chambre collectrice 5, 205, 305, 405.
Dans l'appareil représenté sur les figures 3 et 4, un compresseur 3035A, 4035A est utilisé comme organe de transport forcé 3035, 4035. Lorsque le compresseur 3035A, 4035A est utilisé comme organe de transport forcé 3035, 4035, le fluide mixte peut être transmis à la chambre collectrice 305, 405 en étant mis à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Dans cet appareil de séparation, dans la chambre collectrice 305, 405, la pression partielle de vapeur à saturation de la substance voulue en phase gazeuse est rendue inférieure à la pression partielle de vapeur à saturation à la pression atmosphérique, si bien que le brouillard peut s'agréger et être collecté très efficacement.
Le compresseur 3035A, 4035A utilisé peut être du type à piston, du type rotatif, du type à diaphragme, du type "Rischorm" ou analogue. Le compresseur 3035A, 4035A utilisé est de préférence d'un type qui permet le transport du fluide mixte par mise sous pression du fluide mixte entre 0,2 et 1 MPa.
Dans l'appareil qui élève la pression dans la chambre collectrice 305, 405 avec le compresseur 3035A, 4035A formant l'organe de transport forcé 3035, 4035, une vanne d'étranglement 3036, 4036 est raccordée du côté de sortie de la chambre collectrice 305, 405. Cependant, si le débit du fluide mixte transmis à la chambre collectrice par le compresseur est élevé, la vanne d'étranglement n'est pas toujours nécessaire du côté de sortie de la chambre collectrice. La raison en est que, lorsque la résistance opposée au passage du côté de sortie de la chambre collectrice est élevée, le compresseur peut transmettre une grande quantité de fluide mixte à la chambre collectrice pour élever la pression dans la chambre collectrice à une valeur supérieure à la pression atmosphérique. Cependant, lorsque la vanne d'étranglement est raccordée au côté de sortie de la chambre collectrice, la pression dans la chambre collectrice peut être efficacement augmentée au-delà de la pression atmosphérique. La vanned'étranglement 3036, 4036 élève la pression dans la chambre collectrice 305, 405 par augmentation de la résistance opposée au passage du fluide mixte évacué de la chambre collectrice 305, 405. La vanne d'étranglement 3036, 4036 utilisée est une vanne qui permet l'ajustement de la résistance opposée au passage du fluide mixte par ajustement du degré d'ouverture, un tube étroit tel qu'un tube capillaire destiné à accroître la résistance au passage de fluide mixte, ou un tube rempli d'un matériau exerçant une résistance qui élève la résistance de passage du fluide mixte ou analogue. Comme la vanne d'étranglement 3036, 4036 augmente la résistance opposée au passage du fluide, la pression dans la chambre collectrice 305, 405 est accrue.
La figure 14 représente un état dans lequel la quantité d'éthanol qui constitue la matière voulue, contenue dans l'air, formant un fluide mixte, diminue lorsque la pression dans la chambre collectrice augmente à une valeur supérieure à la pression atmosphérique. Comme l'indique ce graphique, l'air du fluide mixte peut contenir une plus grande quantité d'éthanol à l'état gazeux lorsque la température augmente. Cependant, lorsque la pression augmente, la quantité d'éthanol qui peut être contenue à l'état gazeux diminue rapidement. Ainsi, à une température de 30 C, la quantité d'éthanol qui peut être contenue dans de l'air sec diminue considérablement au cinquième environ lorsque la pression est élevée de 0,1 MPa, qui est la pression atmosphérique, à 0,5 MPa. Lorsque la quantité maximale d'éthanol qui peut être contenue à l'état gazeux diminue, une plus grande quantité d'éthanol que la quantité maximale est entièrement à l'état de brouillard sursaturé et peut être collectée efficacement.
L'éthanol contenu à l'état gazeux ne peut pas être agrégé et collecté, à moins qu'il ne soit transformé en brouillard. En outre, même si l'oscillation ultrasonore atomise la substance voulue à l'état de brouillard, cette substance voulue ne peut pas être agrégée et collectée si le brouillard se vaporise à l'état gazeux. Pour cette raison, il est important de collecter la substance voulue, qui a été mise sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore, à un état de brouillard sans vaporisation du brouillard. En outre, même si le brouillard se vaporise, il peut être liquéfié à nouveau à l'état sursaturé et collecté. Ainsi, pour une collecte efficace de la substance voulue, il est important que cette substance voulue une fois mise sous forme de brouillard ne se vaporise dans le fluide mixte qu'en quantité aussi faible que possible. L'invention met en oeuvre une élévation de la pression du fluide mixte contenant le brouillard au-delà de la pression atmosphérique pour réduire la pression partielle de vapeur à saturation de la substance voulue, si bien que la substance voulue contenue dans le fluide mixte est collectée efficacement non sous forme d'un gaz mais sous forme d'un brouillard. La pression partielle de vapeur à saturation peut être réduite par refroidissement du fluide mixte; cependant, le procédé de mise sous pression a une caractéristique telle que le compresseur permet une réduction efficace et extrêmement facile de la pression partielle de vapeur à saturation avec une faible consommation d'énergie. En outre, la mise sous pression avec refroidissement peut encore réduire la pression partielle de vapeur à saturation de la substance voulue si bien que celleci peut être collectée très efficacement.
Lorsque le compresseur 3035A, 4035A comprime le fluide mixte, celui-ci subit une compression adiabatique qui dégage de la chaleur. En outre, lorsque le fluide mixte passe dans la vanne d'étranglement 3036, 4036, il subit une détente adiabatique et se refroidit. Le fluide mixte transmis par le compresseur 3035A, 4035A à la chambre collectrice 305, 405 est de préférence refroidi afin que le brouillard soit collecté efficacement. En conséquence, lorsque de la chaleur est dégagée, le rendement de collecte est faible. Pour que l'acuité de ce problème soit réduite, l'appareil représenté sur la figure 3 possède un échangeur de chaleur 3037 d'évacuation de chaleur destiné à échanger la chaleur entre une partie d'un côté de sortie de la vanne d'étranglement 3036 et une partie d'un côté de sortie du compresseur 3035A et un côté d'entrée de la chambre collectrice 305. Avec le fluide mixte refroidi par détente adiabatique du côté de sortie de la vanne d'étranglement 3036, l'échangeur de chaleur 3037 d'évacuation de chaleur refroidit le fluide mixte chauffé par compression adiabatique par le compresseur 3035A.
L'échangeur de chaleur 3037 d'évacuation de chaleur fait circuler un fluide réfrigérant à l'intérieur d'un tube de circulation 3038. Une première extrémité du tube de circulation 3038 est couplée thermiquement du côté de sortie de la vanne d'étranglement 3036, et l'autre extrémité du tube de circulation 3038 est couplée thermiquement au côté de sortie du compresseur 3035A. Le fluide réfrigérant qui circule dans le tube de circulation 3038 est refroidi du côté de sortie de la vanne d'étranglement 3036. Le fluide réfrigérant refroidi assure alors le refroidissement du côté de sortie du compresseur 3035A. La partie du tube de circulation 3038 qui est couplée thermiquement, d'une manière qui n'est pas représentée sur les dessins, possède une structure à double tube qui assure un couplage thermique entre le fluide mixte et le fluide réfrigérant.
En outre, l'appareil représenté sur la figure 3 possède un second échangeur de chaleur d'évacuation de chaleur 3039 qui raccorde un côté de sortie de la vanne d'étranglement 3036 à un condensateur 3040 qui refroidit l'échangeur de chaleur de refroidissement 3033. Ce second échangeur de chaleur 3039 d'évacuation de chaleur a la même structure que l'échangeur de chaleur précité d'évacuation de chaleur 3037 et refroidit le fluide réfrigérant du côté de sortie de la vanne d'étranglement 3036. Le fluide réfrigérant refroidi assure le refroidissement du condenseur 3040 pour liquéfier le fluide réfrigérant qui circule dans le condenseur 3040.
Dans l'appareil représenté sur les figures 2 à 4, la chambre d'atomisation 204, 304, 404, le séparateur d'air 2050, 3050, 4050 et la chambre collectrice 205, 305, 405 sont raccordés par un conduit de circulation 2030, 3030, 4030 afin que le fluide mixte circule dans la chambre d'atomisation 204, 304, 404 et la chambre collectrice 205, 305, 405. Dans l'appareil de la figure 1, le côté de sortie de la chambre d'atomisation 4, le séparateur 50 et le côté d'entrée de la chambre collectrice 5 sont raccordés par le conduit de circulation 30, mais le côté de sortie de la chambre collectrice 5 et le côté d'entrée de la chambre d'atomisation 4 ne sont pas raccordés par un conduit de circulation. Dans cet appareil, l'air séparé par le séparateur d'air 50 circule dans la chambre d'atomisation 4.
La chambre collectrice 5, 205, 305, 405 représentée sur les figures 1 à 4 comporte un échangeur de chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 4033 destiné à refroidir et agréger le brouillard. Dans l'échangeur de chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 4033, une ailette (non représentée) est fixée au tube d'échange de chaleur 34, 2034, 3034, 4034. Par circulation d'un fluide réfrigérant de refroidissement ou d'une eau de refroidissement dans le tube d'échange de chaleur 34, 2034, 3034, 4034, l'échangeur de chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 3033 est refroidi. Une partie du brouillard atomisé de la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 est vaporisée sous forme d'un gaz. Le gaz est refroidi par l'échangeur de chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 4033 de la chambre collectrice 5, 205, 305, 405 et est condensé et agrégé pour être collecté. Le brouillard qui circule dans la chambre collectrice 5, 205, 305, 405 entre en collision avec l'échangeur de chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 4033 ou entre en collision avec lui-même pour former une grande agrégation, ou entre en collision avec l'ailette ou analogue de l'échangeur de chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 4033 pour la formation d'une agrégation importante qui peut être collectée sous forme d'une solution. L'air avec le brouillard et le gaz s'agrège et se collecte sous l'action de l'échangeur de 2868329 31 chaleur de refroidissement 33, 2033, 3033, 4033 et circule à nouveau vers la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 par l'intermédiaire du conduit de circulation 30, 2030, 3030, 4030.
Pour une collecte plus rapide du brouillard dans la chambre collectrice, la chambre collectrice 155 de la figure 15 a des buses 156 qui dispersent la solution. Les buses 156 sont raccordées à la partie inférieure de la chambre collectrice 155 par une pompe de circulation 1515.
La pompe de circulation 1515 aspire la solution collectée dans la chambre collectrice 155 et pulvérise la solution aspirée par les buses 156.
Dans l'appareil de concentration représenté sur la figure 15, les buses 156 sont disposées à la partie supérieure de la chambre collectrice 155. Les buses 156 de la partie supérieure pulvérisent la solution vers le bas. La solution pulvérisée par les buses 156 est formée de gouttelettes d'eau suffisamment plus grosses que les gouttelettes du brouillard atomisé par l'atomiseur à ultrasons et tombent rapidement à l'intérieur de la chambre collectrice 155. Dans cette chute, les gouttelettes d'eau entrent en collision avec le brouillard qui flotte à l'intérieur de la chambre collectrice 155 et tombent avec collecte du brouillard. En conséquence, le brouillard qui flotte dans la chambre collectrice 155 peut être collecté rapidement et efficacement.
Dans l'appareil de concentration représenté sur la figure 15, les buses 156 sont disposées à la partie supérieure, mais elles peuvent aussi être disposées à la partie inférieure de la chambre collectrice. Les buses de la partie inférieure pulvérisent la solution vers le haut.
Ces buses pulvérisent la solution à une vitesse telle que la solution entre en collision avec le plafond de la chambre collectrice ou à une vitesse qui provoque un soulèvement de la solution jusqu'au voisinage du plafond.
La solution qui est pulvérisée pour être soulevée au voisinage du plafond change de direction pour retomber au voisinage de plafond et tombe ainsi. En conséquence, la solution pulvérisée vient au contact du brouillard en montant et en descendant et le brouillard est ainsi efficacement collecté.
Plusieurs groupes de plaques déflectrices alignées 167 (non représentées) sont disposés dans la chambre collectrice 165 de la figure 16. Chaque plaque déflectrice 167 est distante des plaques déflectrices adjacentes 167 dont elle est séparée par un espace permettant le passage du brouillard, et elle a une attitude verticale. Le brouillard entre en collision avec la surface des plaques collectrices 167 pour donner une solution, et les plaques collectrices verticales 167 laissent la solution adhérente s'écouler naturellement vers le bas pour être collectée. Les plaques déflectrices 167 de la figure 16 ont une surface non uniforme, si bien que le brouillard vient très efficacement au contact de la surface à collecter.
En outre, un ventilateur 169 qui souffle et agite le brouillard de manière forcée, est disposé dans la chambre collectrice 165 de la figure 16. Le ventilateur 169 agite le brouillard de la chambre collectrice 165. Les gouttelettes de brouillard agitées entrent en collision mutuellement et présentent une agrégation ou viennent en collision avec la surface des plaques déflectrices 167 et présentent une agrégation. Le brouillard agrégé tombe rapidement et est collecté. Le ventilateur 169 de la figure 16 souffle le brouillard de la chambre collectrice 165 vers le bas afin qu'il circule.
En outre, un oscillateur de brouillard 178 destiné à faire osciller le brouillard pour accroître la probabilité de collision du brouillard avec lui-même est disposé dans la chambre collectrice 175 de la figure 17. L'oscillateur 178 comprend un convertisseur d'oscillation électrique-mécanique qui fait osciller le gaz de la chambre collectrice 175, et une alimentation d'oscillation qui pilote le convertisseur d'oscillation électrique- mécanique. Le convertisseur d'oscillation est un haut-parleur destiné à émettre un son à une fréquence audible, un oscillateur ultrasonore destiné à émettre des ondes ultrasonores de fréquence supérieure aux fréquences audibles, ou analogues. Pour que le convertisseur d'oscillation électrique-mécanique puisse provoquer efficacement l'oscillation du brouillard, l'oscillation émise par le convertisseur résonne dans la chambre collectrice 175. Pour que cette résonance soit obtenue, le convertisseur d'oscillation fait osciller le brouillard à une fréquence qui résonne dans la chambre collectrice 175. En d'autres termes, la chambre collectrice 175 est réalisée avec une forme telle qu'elle donne une résonance à l'oscillation émise par le convertisseur d'oscillation électrique-mécanique.
Les ondes ultrasonores sont à des fréquences élevées supérieures aux fréquences audibles par les êtres humains et ne sont pas audibles avec les oreilles. Pour cette raison, lorsque l'oscillateur de brouillard 178 émet des ondes ultrasonores, même si le gaz de la chambre collectrice 175 subit des oscillations intenses, c'est-à-dire même si la puissance de sortie du convertisseur d'oscillation électrique-mécanique est très élevée, l'oscillateur de brouillard ne provoque pas de gêne acoustique des êtres humains. En conséquence, les ondes ultrasonores présentent l'avantage de permettre une oscillation intense du brouillard, et les gouttelettes du brouillard peuvent entrer mutuellement en collision efficacement pour être collectées rapidement.
Avec l'appareil de séparation décrit précédemment, un dispositif qui agrège efficacement le brouillard est disposé dans la chambre collectrice, si bien que le brouillard peut être agrégé très rapidement pour la préparation d'une solution de concentration élevée. En outre, l'appareil de séparation selon l'invention peut comprendre, d'une manière non représentée, à l'intérieur de la chambre collectrice, toutes les buses qui pulvérisent la solution, le ventilateur qui agite le brouillard et l'oscillateur qui fait osciller le brouillard afin que celui- ci soit agrégé très efficacement. En outre, deux dispositifs qui agrègent le brouillard peuvent être incorporés afin que l'agrégation soit très efficace.
La chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 et la chambre collectrice 5, 205, 305, 405 sont de préférence 40 remplies d'un gaz inerte. Dans cet appareil, le gaz inerte empêche la détérioration de qualité de la solution dans la chambre d'atomisation 4, 204, 304, 404 et la chambre collectrice 5, 205, 305, 405. Pour cette raison, une solution de concentration élevée peut être obtenue avec une qualité élevée du produit.
Dans la mesure où la présente invention peut être mise en oeuvre dans différentes formes sans dénaturer l'esprit des caractéristiques essentielles de l'invention, le présent mode de réalisation est uniquement illustratif et en aucun cas restrictif, puisque que la portée de l'invention est définie par la revendication, et tous changements couverts par les revendications ou tous équivalents couverts par les revendications sont considérés comme partie intégrante de la présente invention.
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Claims (26)
1. Procédé de séparation d'une solution comprenant: une étape d'atomisation destinée à atomiser une solution contenant une substance voulue sous forme d'un brouillard dans un atomiseur (1) destiné à former un fluide mixte constitué de brouillard et d'air, et une étape de collecte du brouillard du fluide mixte obtenu dans l'étape d'atomisation, caractérisé en ce que, dans l'étape de collecte, une membrane de transmission d'air (51) de porosité déterminée est utilisée, cette membrane transmettant l'air mais ne transmettant pas la substance voulue contenue dans le brouillard, et le fluide mixte est mis au contact d'une surface primaire de la membrane de transmission d'air (51), et la pression à la surface primaire est supérieure à la pression à la surface secondaire qui est la surface opposée, si bien que l'air du fluide mixte peut traverser la membrane de transmission d'air (51) afin qu'une partie ou la totalité de l'air contenu dans le fluide mixte soit séparée.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'atomiseur (1) atomise la solution sous forme du brouillard par oscillation ultrasonore.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'atomiseur (1) atomise la solution sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore à une fréquence supérieure ou égale à 1 MHz.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pendant l'étape collectrice, le fluide mixte dont une partie de l'air a été séparée par la membrane de transmission d'air (51) subit un refroidissement supplémentaire pour l'agrégation et la collecte du brouillard.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le fluide mixte, dont le brouillard a été séparé par refroidissement et agrégation après séparation d'une partie de l'air par la membrane de transmission d'air (51), circule et parvient à l'atomiseur (1).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air séparé du fluide mixte par la membrane de transmission d'air (51) est transmis à l'atomiseur (1).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue et choisie dans le groupe qui comprend le saké raffiné, la bière, le vin, le vinaigre, la mirine (saké sucré pour la cuisine), des spiritueux, le shochu (spiritueux japonais), le cognac, le whisky et les liqueurs.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution choisie parmi les solutions contenant un parfum, un ingrédient aromatique et un ingrédient suave.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution qui contient un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, les éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques, et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un atome d'halogène d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la 40 solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe hydroxyle d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe amino d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe carbonyle d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe carboxyle d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe nitro d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe cyano d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la solution contenant la substance voulue est une solution contenant une substance obtenue par substitution par au moins un groupe mercapto d'au moins un atome d'hydrogène ou un groupe fonctionnel d'un composé organique qui est choisi parmi les alcanes et cycloalcanes, qui sont des hydrocarbures saturés, les alcènes, les cycloalcènes et les alcynes, qui sont des hydrocarbures insaturés, des éthers, les thioéthers, les hydrocarbures aromatiques et les composés obtenus par liaison des précédents composés organiques.
18. Appareil de séparation d'une solution comprenant: une chambre d'atomisation (4) à laquelle est transmise une solution qui contient une substance voulue, un atomiseur (1) destiné à disperser la solution dans la chambre d'atomisation (4) dans de l'air sous forme d'un brouillard pour la production d'un fluide mixte contenant de l'air et le brouillard de la solution, et un séparateur d'air (50) raccordé à la chambre d'atomisation (4) pour la séparation d'air du fluide mixte, caractérisé en ce que l'intérieur du séparateur d'air (50) est cloisonné par une membrane de transmission d'air (51) ayant une porosité telle qu'elle transmet l'air mais ne transmet pas la substance voulue, en formant, à l'intérieur, un passage primaire (52) pour la circulation du fluide mixte et un passage secondaire d'évacuation d'air (53) pour l'évacuation de l'air, et un organe d'évacuation forcée d'air (54), qui est raccordé au passage secondaire d'évacuation d'air (53) du séparateur d'air (50), évacue l'air du passage secondaire d'évacuation d'air (53) de matière forcée afin que la pression à la surface primaire de la membrane de transmission d'air (51) soit supérieure à la pression à la surface secondaire de la membrane de transmission d'air (51), de sorte que l'air contenu dans le fluide mixte peut être transmis au travers de la membrane de transmission d'air (51) d'une manière telle que l'air est séparé du fluide mixte qui circule dans le passage primaire (52).
19. Appareil de séparation d'une solution comprenant: une chambre d'atomisation (4) à laquelle est transmise une solution qui contient une substance voulue, un atomiseur (1) destiné à disperser la solution dans la chambre d'atomisation (4) dans de l'air sous forme d'un brouillard pour la production d'un fluide mixte contenant de l'air et le brouillard de la solution, et un séparateur d'air (50) raccordé à la chambre d'atomisation (4) pour la séparation d'air du fluide mixte, caractérisé en ce que l'intérieur du séparateur d'air (50) est cloisonné par une membrane de transmission d'air (51) ayant une porosité telle qu'elle transmet l'air mais ne transmet pas la substance voulue, en formant, à l'intérieur, un passage primaire (52) pour la circulation du fluide mixte et un passage secondaire d'évacuation d'air (53) pour l'évacuation de l'air, et un compresseur (55), destiné à mettre sous pression le fluide mixte et à le transmettre à la chambre d'atomisation (4) qui est raccordée au passage primaire (52) du séparateur d'air (50), chasse le fluide mixte de la chambre d'atomisation (4) dans le passage primaire (52) afin que la pression à la surface primaire de la membrane de transmission d'air (51) soit supérieure à la pression à la surface secondaire de la membrane de transmission d'air (51) de sorte que l'air contenu dans un fluide mixte peut être transmis au travers de la membrane de transmission d'air (51) afin que l'air du fluide mixte qui circule dans le passage primaire (52) soit séparé.
20. Appareil selon l'une des revendications 18 et 19, caractérisé en ce que la membrane de transmission d'air (51) comprend un organe de filtre obtenu par revêtement d'une surface d'une céramique par une zéolite.
21. Appareil selon l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que l'atomiseur (1) comprend un oscillateur ultrasonore (2) destiné à atomiser la solution sous forme d'un brouillard par oscillation ultrasonore, et une alimentation ultrasonore (3) raccordée à l'oscillateur ultrasonore (2) pour la transmission d'énergie électrique à haute fréquence à l'oscillateur ultrasonore (2) qui peut ainsi osciller.
22. Appareil selon l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisé en ce que le brouillard est collecté par raccordement d'un séparateur choisi parmi les séparateurs à cyclone, à plaque perforée, de désembuage, à chevrons, à épurateur, à tour de pulvérisation et à collecteur électrostatique, au côté de sortie ou d'entrée du séparateur d'air (50).
23. Appareil selon l'une quelconque des revendications 18 à 23, caractérisé en ce qu'une chambre collectrice (5) destinée à agréger et collecter le brouillard du fluide mixte est raccordée au côté de sortie du passage primaire (52) disposé dans le séparateur d'air (50).
24. Appareil selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur de refroidissement (33) est disposé dans la chambre collectrice (5), et le brouillard est agrégé et collecté par refroidissement du fluide mixte à l'aide de l'échangeur de chaleur de refroidissement (33).
25. Appareil selon l'une quelconque des revendications 18 à 24, caractérisé en ce qu'une chambre collectrice (5) est raccordée à la chambre d'atomisation (4), de sorte que l'air dont une partie d'air a été séparée par le séparateur d'air (50) et dont le brouillard a été séparé dans la chambre collectrice (5) est transmis à la chambre d'atomisation (4).
26. Appareil selon l'une quelconque des revendications 18 à 25, caractérisé en ce que le passage secondaire d'évacuation d'air (53) du séparateur d'air (50) est raccordé ä la chambre d'atomisation (4), de sorte que l'air séparé du fluide mixte par la membrane de transmission d'air (51) du séparateur d'air (50) est transmis à la chambre d'atomisation (4).
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