WO2003083462A1 - Procede et dispositif de mesure des temperatures de cristallisation et de fusion d'un produit - Google Patents

Procede et dispositif de mesure des temperatures de cristallisation et de fusion d'un produit Download PDF

Info

Publication number
WO2003083462A1
WO2003083462A1 PCT/FR2003/000917 FR0300917W WO03083462A1 WO 2003083462 A1 WO2003083462 A1 WO 2003083462A1 FR 0300917 W FR0300917 W FR 0300917W WO 03083462 A1 WO03083462 A1 WO 03083462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
product
temperature
cooling
crystallization
substance
Prior art date
Application number
PCT/FR2003/000917
Other languages
English (en)
Inventor
Stéphane PALLUEL
Original Assignee
Palluel Stephane
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Palluel Stephane filed Critical Palluel Stephane
Priority to AU2003232300A priority Critical patent/AU2003232300A1/en
Publication of WO2003083462A1 publication Critical patent/WO2003083462A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
    • G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for characterizing a substance by measuring the crystallization and melting temperatures.
  • the invention relates more particularly to a device for semi-continuous measurement of the crystallization and melting temperatures of a partially or fully purified chemical compound.
  • the crystallization and melting temperatures are parameters commonly used for the characterization of products. They are also significantly modified by the impurities contained in a body and therefore give a relevant indication of its degree of purity.
  • the measuring devices existing in the prior art are static laboratory devices requiring a sample taking and a manipulation work to carry out a measurement outside the production line. They have many drawbacks such as packaging problems, destruction of the sample, discontinuity of the measurement, late reactivity on the manufacturing process.
  • US Pat. No. 4,024,753 discloses a method and equipment for the continuous and automated analysis of the crystallization point of liquid substances. This complex method requires pressure measurements, the use of an isomorphic crystalline body and especially concerns relatively volatile petroleum products. It is applicable for substances whose crystallization temperature varies between -30 ° C and ambient temperature. This method cannot therefore be extended to other fields.
  • the heating and cooling means are not suitable for other uses, in particular for a wider temperature range
  • the present invention therefore aims to overcome the drawbacks of the prior art by proposing a method for measuring the temperatures of crystallization and melting automatically, directly on the production line, without taking samples and semi-continuously.
  • This object is achieved by a process for characterizing a substance by semi-continuous measurement of the crystallization and melting temperatures, characterized in that it comprises the following stages:
  • the method according to the invention comprises an analysis of the profile of the temperature curve as a function of time which is carried out on a computer or a microprocessor comprising a memory for the digital acquisition of the measurements supplied by the thermal sensor.
  • the substance to be characterized passes through the conduit surrounding the inner part of a tube with at least a double jacket, the actuation of the cooling means comprising the opening of at least one valve for circulating a refrigerant fluid in said tube with at least a double jacket, the stopping of these cooling means comprising the closing of at least one valve to stop the circulation of the coolant, said heating means being placed on the side of the wall opposite to that in contact With the refrigerant fluid
  • the so-called singular points to be determined are located at the front of a level of the curve of evolution of the temperature measured as a function of time.
  • Another object of the invention is to propose an apparatus measuring semi-continuously automatically the crystallization and melting temperatures and which is easily installed on a production line.
  • a device for semi-continuous measurement of the crystallization and melting temperatures of a liquid product to be characterized comprising a conduit in which the product circulates, means for cooling said product in contact with the wall of said conduit. , means for reheating said product, means for controlling the passage from heating to cooling of said product, characterized in that it is inserted into a pipe and in that it comprises a thermal sensor at the outlet of said first conduit, a connection between said sensor and a memory of a central unit, said memory storing in the form of data the measurements of said sensor, a software for exploiting this data implementing means of calculation of the central unit for repeatedly evaluating in the same time interval the temperature difference, said unit central being connected to said control means for switching on the heating means and stopping the cooling means after the detection of a first characteristic temperature, called crystallization temperature, by said calculation means and vice versa after the detection of a second characteristic temperature, called melting temperature, by said calculation means.
  • the device according to the invention comprises a second conduit having a wall called an exchange wall in contact with said product, the cooling means comprise a refrigerant fluid circulating in said second conduit to force the crystallization of the product to be characterized, and the heating means, intended to force the melting of the product to be characterized, are placed along a wall of the first conduit which is distinct from said exchange wall of the second conduit.
  • the device according to the invention is provided with a double-shell exchanger in the center of which the refrigerant circulates, the temperature of which is maintained below the crystallization temperature of the product to be characterized, said product circulating in the external part. of the double envelope.
  • the double envelope is located on a bypass line of the device and the thermal sensor is placed on the side of the wall separating the product to be characterized from the refrigerant, at a non-zero distance from this wall.
  • the heating means consist of a heating resistor or at least one Peltier effect element.
  • the device according to the invention comprises three concentric tubes, the intermediate tube conveying the product to be characterized, the interior and exterior tube comprising valves at their inlet and outlet and being each traversed by a heat transfer fluid, one of the fluids heat transfer fluids having a temperature below the crystallization temperature of the product to be characterized and the other having a temperature above the melting temperature of the product.
  • the cooling means include Peltier effect elements.
  • the central unit comprises at least one output to a digital / analog converter followed by a conditioner to produce an image output signal of one of the characteristic temperatures measured.
  • control means consist of an actuator for solenoid valves.
  • the invention also relates to a use of the device for the purpose of adjusting a unitary separation / purification operation or of a process leading to the formation of a relatively pure product, by means of the exploitation of the temperatures of crystallization / fusion determined by said device.
  • FIGS. 1, 2 and 3 schematically represent different embodiments of the heat exchanger of the device according to the invention which successively forces the crystallization and the melting of the product to be characterized
  • FIG. 4 is a graph showing the evolution over time of the temperature measured by the thermal sensor of the device according to the invention when the product to be characterized is cooled below its crystallization temperature and then heated above its temperature of fusion,
  • FIG. 7 shows an example of industrial application of the device according to the invention.
  • valves used to regulate the circulation of the heat transfer fluids can be solenoid valves.
  • the device (1) is provided with pipes, a sensor (10) performing temperature measurements, and a heat exchanger called exchanger (11).
  • the thermal sensor (10) is for example a temperature probe (101) with transmitter (102).
  • the analog signal delivered by the transmitter is brought to a measurement acquisition / processing unit (3).
  • the device (1) can be inserted directly into the piping where the process fluid containing the product to be characterized circulates.
  • the exchanger (11) is installed in diversion on a pipe in a preferred but in no way limitative embodiment of the invention, as shown in FIG. 3.
  • the exchanger (11) consists of a triple casing.
  • the product to be characterized circulates in the intermediate tube (B) at a volume flow rate determined by the upstream process and the geometry of the device (1). Initially, before any heat exchange, the temperature at the inlet of the intermediate tube (B) is the same as the outlet temperature (Ts), measured by the thermal sensor (10).
  • Ts outlet temperature
  • the product to be characterized, liquid at its entry into the exchanger (11), is then cooled by a heat transfer fluid called coolant circulating for example against the current in the central tube (A).
  • a system of valves (110, 11) at the inlet and at the outlet of the central tube (A) is actuated by the control means (5) of the device (1), for example an actuator.
  • the circulation of the refrigerant fluid is carried out in the same direction of circulation, co-current.
  • the refrigerant may be water at 20 ° C if the melting temperature of the product is higher, for example of the order of 50 ° C. It is also possible to use as coolant aqueous solutions, methanol, organic liquids or a gas.
  • the exchanger is dimensioned so that the volume flow rate of the product to be characterized is not excessively high, in order to allow efficient heat exchange.
  • the volume flow rate of the refrigerant fluid is preferably greater than that of the product to be characterized in the case of a large volume flow rate in the intermediate tube (B).
  • the refrigerant thus lowers the outlet temperature (Ts) so as to cause crystallization of the product to be characterized in the sensitivity zone of the thermal sensor (10).
  • Ts outlet temperature
  • Such a change of state is detected by the acquisition / operation unit (3) of the temperature measurements carried out by the thermal sensor (10).
  • the acquisition / operation unit (3) automatically activates control means (5), a logic actuator for example, to close and open the valves (110, 111, 112 , 113) of the exchanger (11), so that the circulation of the coolant is cut and a hot fluid circulates in the outer tube (C) of the triple jacket of the exchanger (1 1).
  • the valve system (1 12, 1 13) for the hot fluid is analogous to the system used for the refrigerant.
  • the hot fluid can for example be steam at 100 ° C. if the melting temperature of the product is of the order of 50 ° C. It is also possible to use aqueous solutions, methanol, organic liquids or gaseous compounds as hot fluid.
  • the hot fluid thus increases the outlet temperature (Ts) so as to cause the melting of the product to be characterized being in the solid state in the sensitivity zone of the thermal sensor (10).
  • This change of state is detected by the acquisition / operation unit (3) on the basis of the temperature measurements carried out by the thermal sensor (10).
  • This unit (3) then automatically activates, a few moments later, control means (5) for performing the opposite operation to that described above and carried out during the detection of crystallization.
  • the refrigerant circulating in the central tube (A) will cool the product to be characterized. It is therefore a question, from the moment when the temperature of said product drops, of a second heat exchange cycle to successively cause crystallization and melting of the product to be characterized.
  • the exchanger consists of a double envelope in the center of which can circulate the refrigerant.
  • the heating means are formed of a thermal resistance (1 14).
  • Other variants using Peltier effect elements or any other element making it possible to heat the product to be characterized are obviously conceivable.
  • the exchanger (1 1) in a preferred embodiment of the invention, is heat insulated.
  • the tubes in which the fluids circulate can be of ordinary steel, stainless steel or any other weakly insulating material.
  • a Peltier effect element can also make it possible to cool the product, which makes it possible to remove the central tube (A).
  • the refrigerant flows in a coil (S).
  • the surface through which the product to be characterized is cooled or heated must be large in order to optimize the heat transfer.
  • other exchanger variants (11), with a different geometry or with a triple jacket in which the refrigerant circulates on the outside and the hot fluid circulates inside are also possible.
  • These acquisition means can also be a memory (32) of a central unit (3) which is part of the acquisition / exploitation unit (3).
  • These acquisition means store the measurements of the sensor (10) in the form of data representative of points on a temperature curve as a function of time.
  • display means of said acquisition / exploitation unit (3) can present this evolution curve on a graph.
  • FIG. 4 illustrates the variation of the temperature (T s ) measured by the sensor (10) during a heat exchange cycle comprising a cooling phase (20) then a heating phase (40) of the product to be characterized.
  • the product to be characterized is kept liquid by the circulation of the hot fluid, which circulates for example in the outer tube (C).
  • the heat transfer is essentially by convection, according to a so-called convective regime (21), the part of the transfer linked to conduction being low and that linked to radiation being negligible for the type of exchanger (11). used in the device (1) according to the invention.
  • convective regime 21
  • the outlet temperature (T s ) drops rapidly. This cooling (20) causes the product to crystallize along the cold walls (115), as shown in Figure 5a and the heat transfer becomes less efficient.
  • the thermal sensor (10) placed at the outlet of the conduit (B) traversed by the product to be characterized is preferably close to the cold walls (115).
  • the crystallization of the product on the sensor (10) is more quickly observed.
  • the sensor (10) should also not be placed in contact or too close to a cold wall (115) because it must be avoided that said sensor (10) is permanently covered with a crust.
  • the outlet temperature curve (T s ) obtained by the display means has a singular point, called crystallization point (Te), due to the almost instantaneous fall of the contribution of convection to heat transfer in the sensitivity zone of the sensor (10). This fall is manifested, from the point of crystallization, by a plateau on the curve. Said singular point is characteristic of the crystallization phenomenon.
  • the cooling phase (20) continuing, the outlet temperature (Ts) begins to drop again, slowly, according to a conduction regime (22).
  • the crystallization point is determined with precision by means of calculation of the central unit (30) which carry out, for example by means of software for processing the data of said memory (32), continuous monitoring of the measured temperature difference (Ts) at regular and short time intervals. As soon as the difference, in absolute value, between two successive temperatures falls below a determined threshold, during the cooling phase (20), an average calculated between the two temperatures by said calculation means is recorded by an additional memory ( 33) of the central unit (30). Display means can enter the value obtained in a display window, this value being designated as that of the crystallization point (T c ).
  • control means (5) automatically stop the cooling means and start (2) the heating means, for example by actuating one or more switches.
  • these control means (5) of the device (1) are activated by the acquisition / operation unit (3) to close the valves of the coolant (110, 111) and open those of the hot fluid (112, 113).
  • the period of time between the determination of the crystallization temperature (Te) and the start (2) of the heating phase (40) is short enough but long enough to observe the decrease in the outlet temperature (Ts) according to the regime conduction (22).
  • the outlet temperature (Ts) changes in the opposite direction to the cooling phase (20), first of all slowly rising according to the conduction regime (41) .
  • the solid product gradually melts around the thermal sensor (10), as illustrated in FIGS. 5b and 5c, and the melting of the product in the sensitivity zone of the sensor (10) causes the appearance of a level substantially horizontal on the outlet temperature curve (T s ) as a function of time.
  • the crystallization point (Te) during the cooling phase (20) a singular point is detected.
  • the corresponding temperature, at the start of said plateau is therefore determined, recorded, displayed in a display window and designated as the melting point (T) during the heating phase (40).
  • the end of the reheating phase after the melting causes, after the so-called melting stage, a rapid rise in the temperature measured at the outlet: it is a reheating in convective regime (41).
  • the hot walls (116) are different from the cold walls (115). Heating (40) carried out with hot walls (116) different from cold walls (115) makes it possible in fact to prevent the crust of crystallized product from coming loose in blocks in the sensitivity zone of the thermal sensor (10), which would distort the measurement of the melting point (Tp).
  • the thermal sensor (10) is provided with a conventional temperature probe such as a Pt 100 or Pt 1000 probe.
  • the transmitter (102) can be mounted directly in the sensor (10 ) and delivers a standardized output signal according to the 4-20 mA standard, the scale ranging for example from 40 to 60 ° C for a product to be characterized which melts around 50 ° C.
  • the acquisition / exploitation unit (3) notably comprises an analog / digital converter (31) at the input of the central unit (30) and at least one digital / analog converter (34) at one output.
  • a conditioner (52) is placed at an output of the central unit (30), before the control means (5), to allow the control of these control means (5) from the central unit (30).
  • the control means (5) can be logical.
  • the operating software allows programming of the measurement modes.
  • the acquisition of the output temperature data (T s ) is carried out digitally via a field bus.
  • the acquisition / exploitation unit (3) is a simple automaton, having at least one microprocessor whose calculation means make it possible in particular to obtain the characteristic temperatures (Te, TF ).
  • the device (1) delivers an output signal (51) image of the melting temperature (T F ) or crystallization temperature (Te) measured, for example in 4-20 mA or 0 -10 V.
  • the central unit (30) for this includes at least one output to a digital / analog converter (34) followed by a conditioner (50). It is also possible to envisage for the device (1) an output with digital communication. With such an output signal (51), the device (1) can be coupled to a process control tool such as a regulator.
  • the level observed is horizontal or slightly inclined.
  • Parameters of the acquisition / operation unit (3) can be adjusted, in particular the value of the threshold against which the absolute value of the difference between two successive temperatures is compared.
  • the comparison with said threshold can be carried out for example by a comparison module associated with the calculation means of the central unit (30).
  • the adjustment of said threshold makes it possible to adapt the device (1) for a process which results in a product with more or less quantity of impurities.
  • the threshold should not be too low, in particular if the purity of the product varies very significantly during the process. Even if the composition of the product to be characterized changes during an operation, the variation in the rate of change of the measured temperature (Ts) is sufficiently abrupt for the characteristic temperatures (Te, TF) to be determined precisely by the device according to the invention (1).
  • the device according to the invention makes it possible to determine the characteristic temperatures (Te, T F ) even in the absence of a temperature plateau, for example in the case of a rapid alternation of crystallization / fusion in the sensitivity zone of the sensor ( 10).
  • Te, T F characteristic temperatures
  • a correlation can be established between the melting temperature (TF) and the purity by storing at least one correspondence table in a memory (35) of the central unit (30 ).
  • the value of the purity of the product is, for example, displayed by means of controlled display means, for example by the central unit (30).
  • These display means may comprise at least one display of the electroluminescent type or with a liquid crystal screen or any other equivalent type. to display.
  • the electrical output signal (51) can be the image of the result of the purity of the product.
  • An example of industrial application of the invention is a use for a distillation process with a continuous feed (F).
  • the acquisition / operation unit (3) via the microprocessor of the central unit (30), for example delivers a standardized signal to an actuator to allow carry out the process.
  • a regulator for conducting the distillation process In the case of a distillation column (6), obtaining the characteristic crystallization (Te) and melting (TF) temperatures allows, in addition to product control, regulation of the reflux rate (R) of the column (6).
  • the quality of the distillate (D) containing the product to be characterized is determined with precision using the device according to the invention (1).
  • One of the advantages of the device (1) according to the invention is to respond in a simple manner to the need to regularly check the purity of a product resulting from a process.
  • a conventional analysis instrument such as an industrial chromatograph, for example, costs much more than such an easy device (1).
  • the device (1) is perfectly suited for rapidly detecting a drop in product quality, and therefore for regulating the process accordingly, automatically for example.
  • the invention therefore provides monitoring of the quality of a product to be characterized, without sampling, which makes it possible to ensure continuous control of manufacturing processes.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif (1) de mesure semi-continue des températures de cristallisation et de fusion d'un produit liquide à caractériser, comprenant un conduit (B) dans lequel passe ledit produit, des moyens de refroidissement dudit produit en contact avec la paroi dudit conduit (B), des moyens de réchauffement dudit produit, des moyens de commande (5) du passage du chauffage au refroidissement dudit produit, caractérisé en ce qu'il s'insère dans une tuyauterie et en ce qu'il comporte un capteur (10) pour mesurer l'évolution de la température en sortie (Ts) dudit premier conduit et une unité d'acquisition/exploitation (3) des mesures du capteur (10) pour déterminer les températures caractéristiques de cristallisation (Tc) et de fusion (TF) dudit produit, ladite unité d'acquisition/exploitation (3) activant lesdits moyens de commande (5) pour forcer alternativement la cristallisation et la fusion dudit produit.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DES TEMPERATURES DE CRISTALLISATION ET DE FUSION D ' UN PRODUIT
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de caractérisation d'une substance par mesure des températures de cristallisation et de fusion. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif permettant la mesure en semi-continu des températures de cristallisation et de fusion d'un composé chimique partiellement ou totalement purifié.
Les températures de cristallisation et de fusion sont des paramètres couramment employés pour la caractérisation de produits. Elles sont en outre notablement modifiées par les impuretés contenues dans un corps et donnent dès lors une indication pertinente sur son degré de pureté.
Les dispositifs de mesure existant dans l'art antérieur sont des appareils de laboratoire statiques nécessitant une prise d'échantillon et un travail de manipulation pour effectuer une mesure en dehors de la ligne de production. Ils présentent de nombreux inconvénients tels que les problèmes de conditionnement, la destruction de l'échantillon, la discontinuité de la mesure, la réactivité tardive sur le procédé de fabrication.
Il est connu par le brevet US 4 024 753 une méthode et un équipement pour l'analyse continue et automatisée du point de cristallisation de substances liquides. Cette méthode complexe nécessite des mesures de pression, l'utilisation d'un corps cristallin isomorphe et concerne surtout des produits pétroliers relativement volatils. Elle est applicable pour des substances dont la température de cristallisation varie entre -30°C et la température ambiante. Cette méthode ne peut donc pas être élargie à d'autres domaines.
Il est connu aussi par le brevet US 4 383 770 un instrument pour déterminer le point de congélation d'un liquide sur une route. Cet instrument comporte des moyens de refroidissement du liquide recueilli ainsi que des moyens de réchauffement de ce liquide. L'instrument permet de refroidir l'échantillon liquide jusqu'à ce que se forme un solide puis de réchauffer l'échantillon. Durant cette opération, une sonde de température donne les variations de température à partir desquelles le point de congélation du liquide recueilli peut être déterminé. Un tel instrument peut se révéler précis mais nécessite une prise d'échantillon et est principalement destiné à la mesure de la température de congélation de l'eau salée ou de l'eau de pluie, dans le but de savoir s'il faut saler une route lorsque la température ambiante risque d'atteindre moins de 0°C. Les moyens de chauffage et de refroidissement ne sont pas adaptés pour d'autres utilisations, notamment pour une gamme de température plus large La présente invention a donc pour objet de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un procédé de mesure des températures de cristallisation et de fusion de façon automatique, directement sur la ligne de production, sans prise d'échantillon et de manière semi-continue.
Ce but est atteint par un procédé de caractérisation d'une substance par mesure semi-continue des températures de cristallisation et de fusion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- circulation dans un conduit de la substance à caractériser, sous forme liquide,
- mesure en continu de la température de la substance à caractériser à l'aide d'un capteur thermique placé en sortie dudit conduit, ledit capteur étant relié à un système d'acquisition reportant l'évolution de la température mesurée en fonction du temps, actionnement de moyens de refroidissement pour refroidir la substance à caractériser, la température des moyens de refroidissement étant inférieure à la température de cristallisation de ladite substance, lesdits moyens de refroidissement n'étant séparés de ladite substance que par une paroi,
- détection de la température de cristallisation de ladite substance lors de la phase de refroidissement par détermination d'un point singulier de la courbe d'évolution de la température mesurée en fonction du temps par le capteur thermique et arrêt des moyens de refroidissement, suivi du déclenchement de moyens de chauffage, dont la température est supérieure à la température de fusion de la substance,
- détection de la température de fusion de la substance lors de la phase de réchauffement par détermination d'un deuxième point singulier de la courbe d'évolution de la température mesurée en fonction du temps par le capteur thermique.
Selon une autre particularité, le procédé selon l'invention comporte une analyse du profil de la courbe de température en fonction du temps qui est effectuée sur un ordinateur ou un microprocesseur comprenant une mémoire pour l'acquisition numérique des mesures fournies par le capteur thermique.
Selon une autre particularité, la substance à caractériser passe dans le conduit entourant la partie intérieure d'un tube à au moins double enveloppe, l'actionnement des moyens de refroidissement comprenant l'ouverture d'au moins une vanne pour faire circuler un fluide réfrigérant dans ledit tube à au moins double enveloppe, l'arrêt de ces moyens de refroidissement comprenant la fermeture d'au moins une vanne pour stopper la circulation du fluide réfrigérant, lesdits moyens de chauffage étant placés du côté de la paroi opposée à celle en contact avec le fluide réfrigérant Selon une autre particularité, les dits points singuliers à déterminer sont situés à l'avant d'un palier de la courbe d'évolution de la température mesurée en fonction du temps.
Un autre but de l'invention est de proposer un appareil mesurant de façon automatique en semi-continu les températures de cristallisation et de fusion et qui s'installe facilement sur une ligne de production.
Ce deuxième but est atteint par un dispositif de mesure semi-continue des températures de cristallisation et de fusion d'un produit liquide à caractériser, comprenant un conduit dans lequel circule le produit, des moyens de refroidissement dudit produit en contact avec la paroi dudit conduit, des moyens de réchauffement dudit produit, des moyens de commande du passage du chauffage au refroidissement dudit produit, caractérisé en ce qu'il s'insère dans une tuyauterie et en ce qu'il comporte un capteur thermique en sortie dudit premier conduit, une liaison entre ledit capteur et une mémoire d'une unité centrale, ladite mémoire stockant sous forme de données les mesures dudit capteur, un logiciel d'exploitation de ces données mettant en œuvre des moyens de calcul de l'unité centrale pour évaluer de manière répétée dans un même intervalle de temps la différence de température, ladite unité centrale étant reliée audits moyens de commande pour mettre en marche les moyens de chauffage et arrêter les moyens de refroidissement après la détection d'une première température caractéristique, dite température de cristallisation, par lesdits moyens de calcul et inversement après la détection d'une deuxième température caractéristique, dite température de fusion, par lesdits moyens de calcul.
Selon une autre particularité, le dispositif selon l'invention comporte un second conduit ayant une paroi dite paroi echangeuse en contact avec ledit produit, les moyens de refroidissement comprennent un fluide réfrigérant circulant dans ledit second conduit pour forcer la cristallisation du produit à caractériser, et les moyens de chauffage, destinés à forcer la fusion du produit à caractériser, sont placés le long d'une paroi du premier conduit qui est distincte de ladite paroi echangeuse du second conduit.
Selon une autre particularité, le dispositif selon l'invention est muni d'un échangeur double enveloppe au centre duquel circule le fluide réfrigérant dont la température est maintenue en dessous de la température de cristallisation du produit à caractériser, ledit produit circulant dans la partie extérieure de la double enveloppe.
Selon une autre particularité, la double enveloppe est située sur une ligne de dérivation du dispositif et le capteur thermique est placé du côté de la paroi séparant le produit à caractériser du fluide réfrigérant, à une distance non nulle de cette paroi. Selon une autre particularité, les moyens de chauffage sont constitués d'une résistance chauffante ou d'au moins un élément à effet Peltier.
Selon une autre particularité, le dispositif selon l'invention comprend trois tubes concentriques, le tube intermédiaire véhiculant le produit à caractériser, le tube intérieur et extérieur comportant des vannes à leur entrée et sortie et étant traversé chacun par un fluide caloporteur, un des fluides caloporteurs ayant une température inférieure à la température de cristallisation du produit à caractériser et l'autre une température supérieure à la température de fusion du produit. Selon une autre particularité, les moyens de refroidissement comportent des éléments à effet Peltier.
Selon une autre particularité, l'unité centrale comprend au moins une sortie vers un convertisseur numérique/analogique suivi d'un conditionneur pour produire un signal de sortie image d'une des températures caractéristiques mesurées.
Selon une autre particularité, les moyens de commande sont constitués d'un actionneur d'électrovannes.
L'invention concerne également une utilisation du dispositif à des fins de réglage d'une opération unitaire de séparation/purification ou d'un procédé aboutissant à la formation d'un produit relativement pur, par l'intermédiaire de l'exploitation des températures de cristallisation/fusion déterminées par ledit dispositif.
Cet objectif est atteint par une utilisation du dispositif selon l'invention, caractérisée en ce que le dispositif, installé directement sur une ligne de production, sert à piloter et optimiser une unité de synthèse ou de séparation/purification du produit à caractériser telle qu'une colonne de distillation. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1 , 2 et 3 représentent schématiquement différents modes de réalisation de l'échangeur de chaleur du dispositif selon l'invention qui force successivement la cristallisation et la fusion du produit à caractériser,
- la figure 4 est un graphique représentant l'évolution dans le temps de la température mesurée par le capteur thermique du dispositif selon l'invention lorsque le produit à caractériser est refroidi en dessous de sa température de cristallisation puis chauffé au-dessus de sa température de fusion,
- les figures 5a, 5b et 5c représentent le phénomène de changement d'état du produit à caractériser, - la figure 6 représente un schéma synoptique de la chaîne de traitement du signal,
- la figure 7 représente un exemple d'application industrielle du dispositif selon l'invention.
L'invention va être à présent décrite en référence aux figures 1 , 2, 3 et 6. A titre d'exemple, les vannes utilisées pour réguler la circulation des fluides caloporteurs peuvent être des électrovannes.
Le dispositif (1 ) selon l'invention est doté de tuyauteries, d'un capteur (10) effectuant des mesures de température, et d'un échangeur de chaleur dit échangeur (11 ). Le capteur thermique (10) est par exemple une sonde de température (101 ) avec transmetteur (102). Le signal analogique délivré par le transmetteur est amené vers une unité d'acquisition/d'exploitation (3) des mesures. Le dispositif (1 ) peut s'insérer directement dans la tuyauterie où circule le fluide de procédé contenant le produit à caractériser. L'échangeur (11 ) est installé en dérivation sur une tuyauterie dans un mode de réalisation préféré mais nullement limitatif de l'invention, comme représenté à la figure 3.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 , l'échangeur (11 ) est constitué d'une triple enveloppe. Le produit à caractériser circule dans le tube intermédiaire (B) à un débit volumique déterminé par le procédé en amont et la géométrie du dispositif (1 ). Initialement, avant tout échange de chaleur, la température à l'entrée du tube intermédiaire (B) est la même que la température de sortie (Ts), mesurée par le capteur thermique (10). Le produit à caractériser, liquide à son entrée dans l'échangeur (11 ), est alors refroidi par un fluide caloporteur dit fluide réfrigérant circulant par exemple à contre-courant dans le tube central (A). Pour cela, un système de vannes (110, 1 11 ) à l'entrée et à la sortie du tube central (A) est actionné par les moyens de commande (5) du dispositif (1 ), par exemple un actionneur. Dans un autre mode de réalisation, non représenté, la circulation du fluide réfrigérant est effectuée dans le même sens de circulation, à co-courant. Le fluide réfrigérant peut être de l'eau à 20°C si la température de fusion du produit est plus élevée, par exemple de l'ordre de 50°C. Il est possible également d'utiliser comme fluide réfrigérant des solutions aqueuses, du méthanol, des liquides organiques ou un gaz. L'échangeur est dimensionné pour que le débit volumique du produit à caractériser ne soit pas excessivement élevé, afin de permettre un échange de chaleur efficace. Le débit volumique du fluide réfrigérant est de préférence supérieur à celui du produit à caractériser dans le cas d'un débit volumique important dans le tube intermédiaire (B). Le fluide réfrigérant abaisse ainsi la température en sortie (Ts) de manière à provoquer la cristallisation du produit à caractériser dans la zone de sensibilité du capteur thermique (10). Un tel changement d'état est détecté par l'unité d'acquisition/exploitation (3) des mesures de températures réalisées par le capteur thermique (10).
Quelques instants après la détection de la cristallisation, l'unité d'acquisition/d'exploitation (3) active automatiquement des moyens de commande (5), un actionneur logique par exemple, pour fermer et ouvrir les vannes (110, 111 , 112, 113) de l'échangeur (11 ), de sorte que la circulation du fluide réfrigérant soit coupée et qu'un fluide chaud circule dans le tube extérieur (C) de la triple enveloppe de l'échangeur (1 1 ). Le système de vannes (1 12, 1 13) pour le fluide chaud est analogue au système employé pour le fluide réfrigérant. Le fluide chaud peut être par exemple de la vapeur d'eau à 100°C si la température de fusion du produit est de l'ordre de 50°C. Il est possible également d'utiliser comme fluide chaud des solutions aqueuses, du méthanol, des liquides organiques ou des composés gazeux. Le fluide chaud augmente ainsi la température en sortie (Ts) de manière à provoquer la fusion du produit à caractériser se trouvant à l'état solide dans la zone de sensibilité du capteur thermique (10). Ce changement d'état est détecté par l'unité d'acquisition/exploitation (3) sur la base des mesures de températures réalisées par le capteur thermique (10). Cette unité (3) active alors automatiquement, quelques instants après, des moyens de commande (5) pour effectuer l'opération inverse de celle décrite ci-dessus et réalisée lors de la détection de la cristallisation. Ainsi le fluide réfrigérant circulant dans le tube central (A) va refroidir le produit à caractériser. Il s'agit dès lors, à partir de l'instant où la température dudit produit baisse, d'un deuxième cycle d'échange de chaleur pour provoquer successivement la cristallisation et la fusion du produit à caractériser. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté à la figure 2, l'échangeur est constitué d'une double enveloppe au centre de laquelle peut circuler le fluide réfrigérant. Les moyens de chauffage sont formés d'une résistance thermique (1 14). D'autres variantes utilisant des éléments à effet Peltier ou tout autre élément permettant de réchauffer le produit à caractériser sont évidemment envisageables. L'échangeur (1 1 ), dans un mode de réalisation préféré de l'invention, est calorifuge. Les tubes dans lesquels circulent les fluides peuvent être en acier ordinaire, en acier inoxydable ou tout autre matériau faiblement isolant. Dans une variante de l'invention, un élément à effet Peltier peut permettre aussi de refroidir le produit, ce qui permet de supprimer le tube central (A). Dans le mode de réalisation de l'invention présenté à la figure 3, le fluide réfrigérant circule dans un serpentin (S). Quels que soient les moyens de refroidissement et de chauffage choisis, la surface à travers laquelle le produit à caractériser est refroidi ou chauffé doit être importante pour optimiser le transfert de chaleur. Par ailleurs d'autres variantes d'échangeur (11 ), avec une géométrie différente ou à triple enveloppe dans lesquels le fluide réfrigérant circule du côté extérieur et le fluide chaud circule à l'intérieur sont également réalisables.
L'invention va être à présent décrite en référence aux figures 4, 5a, 5b, 5c et 6.
Des moyens d'acquisition des mesures du capteur thermique (10), constitués notamment d'un enregistreur par exemple, enregistrent l'évolution au cours du temps de la température à la sortie (Ts) de l'échangeur (11 ). Ces moyens d'acquisition peuvent être également une mémoire (32) d'une unité centrale (3) qui fait partie de l'unité d'acquisition/exploitation (3). Ces moyens d'acquisition mémorisent les mesures du capteur (10) sous la forme de données représentatives de points d'une courbe de température en fonction du temps. Dans un mode de réalisation de l'invention, des moyens d'affichage de ladite unité d'acquisition/exploitation (3) peuvent présenter sur un graphique cette courbe d'évolution. La figure 4 illustre la variation de la température (Ts) mesurée par le capteur (10) au cours d'un cycle d'échange de chaleur comportant une phase de refroidissement (20) puis de réchauffement (40) du produit à caractériser. A l'arrêt, le produit à caractériser est maintenu liquide grâce à la circulation du fluide chaud, qui circule par exemple dans le tube extérieur (C). Le cycle débute à l'instant t=0, alors que la température de sortie (Ts) du produit à caractériser, sous forme liquide dans la zone de sensibilité du capteur thermique, commence à baisser. Dans un premier temps le transfert de chaleur se fait essentiellement par convection, selon un régime dit convectif (21 ), la part du transfert liée à la conduction étant faible et celle liée au rayonnement pouvant être négligée pour le type d'échangeur(11 ) utilisé dans le dispositif (1 ) selon l'invention. En régime convectif (21 ), la température de sortie (Ts) baisse rapidement. Ce refroidissement (20) provoque la cristallisation du produit le long des parois froides (115), comme représenté à la figure 5a et le transfert de chaleur devient moins efficace.
Le mode de transfert de chaleur évolue assez rapidement vers un régime de conduction (22) à cause de l'encroûtement du produit le long des parois froides (115). Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, illustré dans les figures 1 , 2, 3 et 5a, 5b, 5c, le capteur thermique (10), placé en sortie du conduit (B) traversé par le produit à caractériser, est de préférence proche des parois froides (115). Ainsi la cristallisation du produit sur le capteur (10) est plus rapidement observée. Toutefois, le capteur (10) ne doit pas non plus être placé au contact ou trop près d'une paroi froide (115) car il faut éviter que ledit capteur (10) soit recouvert d'une croûte en permanence. Lorsque le produit cristallise sur le capteur thermique (10), la courbe de température de sortie (Ts) obtenue par les moyens d'affichage présente un point singulier, dit point de cristallisation (Te), en raison de la chute quasi instantanée de la contribution de la convection au transfert de chaleur dans la zone de sensibilité du capteur (10). Cette chute se manifeste, à partir du point de cristallisation, par un palier sur la courbe. Ledit point singulier est caractéristique du phénomène de cristallisation. La phase de refroidissement (20) se poursuivant, la température en sortie (Ts) recommence à baisser, de manière lente, suivant un régime de conduction (22). Le point de cristallisation est déterminé avec précision par des moyens de calcul de l'unité centrale (30) qui effectuent, par exemple par l'intermédiaire d'un logiciel d'exploitation des données de ladite mémoire (32), un suivi continu de la différence de température mesurée (Ts) à des intervalles de temps réguliers et courts. Dès que la différence, en valeur absolue, entre deux températures successives passe en dessous d'un seuil déterminé, pendant la phase de refroidissement (20), une moyenne calculée entre les deux températures par lesdits moyens de calcul est enregistrée par une mémoire supplémentaire (33) de l'unité centrale (30). Des moyens d'affichage peuvent renseigner la valeur obtenue dans une fenêtre d'affichage, cette valeur étant désignée comme celle du point de cristallisation (Tc). D'autres variantes de l'invention peuvent bien entendu être réalisées pour la détection de cette température caractéristique, par exemple en prenant en compte plusieurs intervalles de temps pour lesquels la variation de température de sortie (Ts) est inférieure à un seuil, en effectuant des calculs à intervalles de temps réguliers de dérivées secondes de la température de sortie (Ts).
Une fois la température de cristallisation (Te) déterminée et après un laps de temps assez court, les moyens de commande (5) permettent automatiquement d'arrêter les moyens de refroidissement et de mettre en marche (2) les moyens de réchauffement, par exemple par l'actionnement d'un ou plusieurs interrupteurs. Dans un mode de réalisation de l'invention, ces moyens de commande (5) du dispositif (1 ) sont activés par l'unité d'acquisition/d'exploitation (3) pour fermer les vannes du fluide réfrigérant (110, 111 ) et ouvrir celles du fluide chaud (112, 113). Le laps de temps entre la détermination de la température de cristallisation (Te) et le commencement (2) de la phase de chauffage (40) est assez court mais suffisamment long pour observer la baisse de la température de sortie (Ts) selon le régime de conduction (22).
Lors de la phase de chauffage (40) du produit à caractériser, la température de sortie (Ts) évolue dans le sens inverse de la phase de refroidissement (20), tout d'abord en remontant lentement selon le régime de conduction (41 ). Concrètement, le produit solide fond petit à petit autour du capteur thermique (10), comme illustré par les figures 5b et 5c, et la fusion du produit dans la zone de sensibilité du capteur (10) provoque l'apparition d'un palier sensiblement horizontal sur la courbe de température de sortie (Ts) en fonction du temps. De la même manière que pour le point de cristallisation (Te) lors de la phase de refroidissement (20), un point singulier est détecté. La température correspondante, au début dudit palier, est donc déterminée, enregistrée, affichée dans une fenêtre d'affichage et désignée comme le point de fusion (T ) lors de la phase de réchauffement (40). La fin de la phase de réchauffement après la fusion provoque, après le palier dit de fusion, une remonté rapide de la température mesurée en sortie : c'est un réchauffement en régime convectif (41 ). Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les parois chaudes (116) sont différentes des parois froides (115). Un réchauffement (40) effectué avec des parois chaudes (116) différentes des parois froides (115) permet en effet d'éviter que la croûte de produit cristallisé se détache par blocs dans la zone de sensibilité du capteur thermique (10), ce qui fausserait la mesure du point de fusion (Tp).
Dans une forme de réalisation de l'invention, le capteur thermique (10) est muni d'une sonde de température classique telle qu'une sonde Pt 100 ou Pt 1000. Le transmetteur (102) peut être monté directement dans le capteur (10) et délivre un signal de sortie normalisé suivant le standard 4-20 mA, l'échelle allant par exemple de 40 à 60 °C pour un produit à caractériser qui fond vers 50°C. Dans un mode de réalisation, représenté à la figure 6, l'unité d'acquisition/exploitation (3) comprend notamment un convertisseur analogique/numérique (31 ) à l'entrée de l'unité de centrale (30) et au moins un convertisseur numérique/analogique (34) à une sortie. Un conditionneur (52) est placé à une sortie de l'unité centrale (30), avant les moyens de commande (5), pour permettre le pilotage de ces moyens de commande (5) depuis l'unité centrale (30). Les moyens de commande (5) peuvent être logiques. Dans une variante de l'invention, le logiciel d'exploitation permet la programmation des modes de mesures. Dans une variante de l'invention, l'acquisition des données de température de sortie (Ts) est effectuée de manière numérique par l'intermédiaire d'un bus de terrain. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'unité d'acquisition/exploitation (3) est un simple automate, disposant d'au moins un microprocesseur dont les moyens de calcul permettent d'obtenir notamment les températures caractéristiques (Te, TF).
Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif (1 ) délivre un signal de sortie (51 ) image de la température de fusion (TF) ou de cristallisation (Te) mesurée, par exemple en 4-20 mA ou 0-10 V. L'unité centrale (30) comprend pour cela au moins une sortie vers un convertisseur numérique/analogique (34) suivi d'un conditionneur (50). Il est possible aussi d'envisager pour le dispositif (1 ) une sortie avec communication numérique. Avec un tel signal de sortie (51 ), le dispositif (1 ) peut être couplé à un outil de commande de procédé tel qu'un régulateur.
Selon que le produit à caractériser est pur ou non, le palier observé est horizontal ou légèrement incliné. Des paramètres de l'unité d'acquisition/exploitation (3) peuvent être ajustés, notamment la valeur du seuil auquel est comparée la valeur absolue de la différence entre deux températures successives. La comparaison avec ledit seuil peut être effectuée par exemple par un module de comparaison associé aux moyens de calcul de l'unité centrale (30). L'ajustement dudit seuil permet d'adapter le dispositif (1 ) pour un procédé qui aboutit à un produit avec des impuretés en plus ou moins grande quantité. Ainsi il ne faut pas que le seuil soit trop faible, en particulier si la pureté du produit varie très sensiblement au cours du procédé. Même si la composition du produit à caractériser évolue au cours d'une opération, la variation de la vitesse d'évolution de la température mesurée (Ts) est suffisamment brusque pour que les températures caractéristiques (Te, TF) soient déterminées de manière précise par le dispositif selon l'invention (1 ).
Le dispositif selon l'invention permet la détermination des températures caractéristiques (Te, TF) même en l'absence de palier de température, par exemple dans le cas d'une alternance rapide de cristallisation/fusion dans la zone de sensibilité du capteur (10). Le simple fait qu'il y ait un point singulier, avec changement de pente sur la courbe, entre un régime de convection (21 , 42) et de conduction (22, 41 ), suffit à la détection des températures de cristallisation (Tc) et de fusion (T ).
Dans une variante de l'invention, une corrélation peut être établie entre la température de fusion (TF) et la pureté par la mise en mémoire d'au moins une table de correspondance dans une mémoire (35) de l'unité centrale (30). La valeur de la pureté du produit est, par exemple, affichée par l'intermédiaire de moyens d'affichage contrôlés, par exemple par l'unité centrale (30). Ces moyens d'affichage peuvent comprendre au moins un afficheur de type électroluminescent ou à écran à cristaux liquides ou tout autre type équivalent d'afficheur. Dans ce mode de réalisation, le signal électrique de sortie (51 ) peut être l'image du résultat de la pureté du produit.
L'invention va être à présent décrite en référence à la figure 7.
Un exemple d'application industrielle de l'invention est une utilisation pour un procédé de distillation avec une alimentation (F) continue. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'unité d'acquisition/exploitation (3), par l'intermédiaire du microprocesseur de l'unité centrale (30), délivre par exemple un signal normalisé vers un actionneur pour permettre d'effectuer la conduite du procédé. Il est possible d'ajouter au dispositif selon l'invention (1 ) un régulateur pour conduire le procédé de distillation. Dans le cas d'une colonne (6) de distillation, l'obtention des températures caractéristiques de cristallisation (Te) et de fusion (TF) permet, en plus du contrôle du produit, une régulation du taux de reflux (R) de la colonne (6). La qualité du distillât (D) contenant le produit à caractériser est déterminée avec précision à l'aide du dispositif selon l'invention (1 ). L'exploitation de la différence entre les températures caractéristiques (Te, T ) obtenues avec le dispositif (1 ) par rapport aux températures attendues pour le produit pur permet de connaître, par exemple par l'intermédiaire d'une méthode graphique utilisant des abaques ou de tables de correspondance, le taux d'impuretés dans le distillât (D). Ainsi; lorsque par exemple la température de cristallisation (Te) déterminée par le dispositif (1 ) selon l'invention devient trop faible, traduisant la hausse du taux d'impuretés dans le distillât (D), le débit du distillât (D) peut être diminué à l'aide d'un régulateur (7) relié au dispositif (1 ) et d'une vanne de régulation (70), de manière à réajuster le taux de reflux (R). L'un des avantages du dispositif (1 ) selon l'invention est de répondre de manière simple au besoin de contrôler de manière régulière la pureté d'un produit issu d'un procédé. Il n'existe pas d'appareils sur le marché forçant le changement d'état solide/liquide et permettant de contrôler en ligne et en semi- continu un procédé par suivi de températures. Un instrument d'analyse classique comme un chromatographe industriel coûte par exemple bien plus cher qu'un tel dispositif (1 ) facile à installer. De plus, dans le cas d'un procédé bien maîtrisé, pour lequel on connaît la nature du ou des produits secondaires, le dispositif (1 ) est parfaitement adapté pour détecter rapidement une baisse de qualité du produit, et dès lors pour réguler en conséquence le procédé, de manière automatique par exemple. L'invention fournit donc un suivi de la qualité d'un produit à caractériser, sans prélèvement d'échantillon, qui permet d'assurer un contrôle continu de procédés de fabrication.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de caractérisation d'une substance par mesure semi- continue des températures de cristallisation et de fusion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - circulation dans un conduit (B) de la substance à caractériser, sous forme liquide,
- mesure en continu de la température de la substance à caractériser à l'aide d'un capteur thermique (10) placé en sortie du conduit (B), le capteur (10) étant relié à un système d'acquisition reportant l'évolution de la température mesurée en fonction du temps, actionnement de moyens de refroidissement pour refroidir la substance à caractériser, la température des moyens de refroidissement étant inférieure à la température de cristallisation (Te) de la substance, les moyens de refroidissement n'étant séparés de la substance que par une paroi (115),
- détection de la température de cristallisation (Te) de la substance lors de la phase de refroidissement par détermination d'un point singulier de la courbe d'évolution de la température mesurée en fonction du temps par le capteur thermique (10) et arrêt des moyens de refroidissement, suivi du déclenchement de moyens de chauffage, dont la température est supérieure à la température de fusion (Tf) de la substance,
- détection de la température de fusion (TF) de la substance lors de la phase de réchauffement par détermination d'un deuxième point singulier de la courbe d'évolution de la température mesurée en fonction du temps par le capteur thermique (10).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte une analyse du profil de la courbe de température en fonction du temps qui est effectuée sur un ordinateur ou un microprocesseur comprenant une mémoire pour l'acquisition numérique des mesures fournies par le capteur thermique (10).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la substance à caractériser passe dans le conduit entourant la partie intérieure d'un tube à au moins double enveloppe, l'actionnement des moyens de refroidissement comprenant l'ouverture d'au moins une vanne pour faire circuler un fluide réfrigérant dans le tube à au moins double enveloppe, l'arrêt de ces moyens de refroidissement comprenant la fermeture d'au moins une vanne pour stopper la circulation du fluide réfrigérant, les moyens de chauffage étant placés du côté de la paroi (116) opposée à celle en contact avec le fluide réfrigérant.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les points singuliers à déterminer sont situés à l'avant d'un palier de la courbe d'évolution de la température mesurée en fonction du temps.
5. Dispositif (1) de mesure semi-continue des températures de cristallisation et de fusion d'un produit liquide à caractériser, comprenant un conduit (B) dans lequel circule le produit, des moyens de refroidissement du produit en contact avec la paroi du conduit (B), des moyens de réchauffement du produit, des moyens de commande (5) du passage du chauffage au refroidissement du produit, caractérisé en ce qu'il s'insère dans une tuyauterie et en ce qu'il comporte un capteur thermique (10) en sortie du premier conduit, une liaison entre le capteur (10) et une mémoire (32) d'une unité centrale, la mémoire (32) stockant sous forme de données les mesures du capteur (10), un logiciel d'exploitation de ces données mettant en œuvre des moyens de calcul de l'unité centrale (30) pour évaluer de manière répétée dans un même intervalle de temps la différence de température, I' unité centrale (30) étant reliée aux moyens de commande (5) pour mettre en marche les moyens de chauffage et arrêter les moyens de refroidissement après la détection d'une première température caractéristique, dite température de cristallisation (Tc), par les moyens de calcul et inversement après la détection d'une deuxième température caractéristique, dite température de fusion (TF), par les moyens de calcul.
6. Dispositif (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un second conduit (A) ayant une paroi dite paroi echangeuse (115) en contact avec le produit, les moyens de refroidissement comprennent un fluide réfrigérant circulant dans le second conduit (A) pour forcer la cristallisation du produit à caractériser, et les moyens de chauffage, destinés à forcer la fusion du produit à caractériser, sont placés le long d'une paroi (116) du premier conduit (B) qui est distincte de ladite paroi echangeuse (115) du second conduit (A).
7. Dispositif (1 ) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est muni d'un échangeur (11 ) double enveloppe au centre duquel circule le fluide réfrigérant dont la température est maintenue en dessous de la température de cristallisation (Te) du produit à caractériser, le produit à caractériser circulant dans la partie extérieure (B) de la double enveloppe.
8. Dispositif (1 ) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la double enveloppe est située sur une ligne de dérivation du dispositif (1 ) et le capteur thermique (10) est placé du côté de la paroi (1 15) séparant le produit à caractériser du fluide réfrigérant, à une distance non nulle de cette paroi (1 15).
9. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont constitués d'une résistance chauffante (1 14) ou d'au moins un élément à effet Peltier.
10. Dispositif (1 ) selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend trois tubes concentriques, le tube intermédiaire (B) véhiculant le produit à caractériser, le tube intérieur (A) et extérieur (C) comportant des vannes (1 10, 1 1 1 , 1 12, 1 13) à leur entrée et sortie et étant traversé chacun par un fluide caloporteur, un des fluides caloporteurs ayant une température inférieure à la température de cristallisation (Tc) du produit à caractériser et l'autre une température supérieure à la température de fusion (Tf) du produit.
11. Dispositif (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comportent des éléments à effet Peltier.
12. Dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 , caractérisé en ce que l'unité centrale (30) comprend au moins une sortie vers un convertisseur numérique/analogique (34) suivi d'un conditionneur (50) pour produire un signal de sortie (51 ) image d'une des températures caractéristiques mesurées.
13. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que les moyens de commande (5) sont constitués d'un actionneur d'électrovannes.
14. Utilisation du dispositif (1 ) selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisée en ce que le dispositif (1 ), installé directement sur une ligne de production, sert à piloter et optimiser une unité de synthèse ou de séparation/purification du produit à caractériser telle qu'une colonne (4) de distillation.
PCT/FR2003/000917 2002-03-28 2003-03-21 Procede et dispositif de mesure des temperatures de cristallisation et de fusion d'un produit WO2003083462A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003232300A AU2003232300A1 (en) 2002-03-28 2003-03-21 Method and device for measuring the crystallisation and melting temperatures of a product

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR02/03920 2002-03-28
FR0203920A FR2837925B1 (fr) 2002-03-28 2002-03-28 Procede et dispositif de mesure des temperatures de cristallisation et de fusion d'un produit, utilisation pour le pilotage de procedes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003083462A1 true WO2003083462A1 (fr) 2003-10-09

Family

ID=27839286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2003/000917 WO2003083462A1 (fr) 2002-03-28 2003-03-21 Procede et dispositif de mesure des temperatures de cristallisation et de fusion d'un produit

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003232300A1 (fr)
FR (1) FR2837925B1 (fr)
WO (1) WO2003083462A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100559175C (zh) * 2007-08-09 2009-11-11 同济大学 帕尔帖低温微分热分析仪
WO2017152397A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-14 中南大学 Procédé permettant de tester un point de transformation de phase d'un alliage d'aluminium

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2850757B1 (fr) * 2003-02-04 2005-06-03 Univ Nantes Dispositif de controle et/ou de mesure des caracteristiques d'un circuit de fluide aqueux frigoporteur ou caloporteur
FR2885413B1 (fr) * 2005-05-04 2007-06-22 Fusiotech Sarl Procede et dispositif de mesure de la temperature de cristallisation d'un produit

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3577765A (en) * 1967-12-26 1971-05-04 Monsanto Co Apparatus for determining crystalization temperature
US4024753A (en) * 1974-09-13 1977-05-24 Societe Anonyme Dite: Antar Petroles De L'atlantique Method and apparatus for the continuous automatic analysis of the crystallization point of liquid substances
US4383770A (en) * 1981-07-09 1983-05-17 Boschung Mecatronic Ag Apparatus for determining the freezing point of a liquid on or from a road surface
SU1092396A1 (ru) * 1982-11-11 1984-05-15 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Устройство дл непрерывного определени температуры кристаллизации плава
US4601587A (en) * 1983-09-21 1986-07-22 Midwest Research Institute Device and method for determining freezing points
US4627740A (en) * 1984-04-06 1986-12-09 Digital Dynamics, Inc. Self-calibrating temperature probe apparatus and method for use thereof
US4760538A (en) * 1985-02-12 1988-07-26 Compagnie de Raffinage et Distribution-Total France Method and apparatus for determination of the thawing point of jet fuels

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3577765A (en) * 1967-12-26 1971-05-04 Monsanto Co Apparatus for determining crystalization temperature
US4024753A (en) * 1974-09-13 1977-05-24 Societe Anonyme Dite: Antar Petroles De L'atlantique Method and apparatus for the continuous automatic analysis of the crystallization point of liquid substances
US4383770A (en) * 1981-07-09 1983-05-17 Boschung Mecatronic Ag Apparatus for determining the freezing point of a liquid on or from a road surface
SU1092396A1 (ru) * 1982-11-11 1984-05-15 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Устройство дл непрерывного определени температуры кристаллизации плава
US4601587A (en) * 1983-09-21 1986-07-22 Midwest Research Institute Device and method for determining freezing points
US4627740A (en) * 1984-04-06 1986-12-09 Digital Dynamics, Inc. Self-calibrating temperature probe apparatus and method for use thereof
US4760538A (en) * 1985-02-12 1988-07-26 Compagnie de Raffinage et Distribution-Total France Method and apparatus for determination of the thawing point of jet fuels

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 198501, Derwent World Patents Index; Class E35, AN 1985-005314, XP002226362 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100559175C (zh) * 2007-08-09 2009-11-11 同济大学 帕尔帖低温微分热分析仪
WO2017152397A1 (fr) * 2016-03-09 2017-09-14 中南大学 Procédé permettant de tester un point de transformation de phase d'un alliage d'aluminium
US10883946B2 (en) 2016-03-09 2021-01-05 Central South University Method for testing phase transformation point of aluminum alloy

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003232300A1 (en) 2003-10-13
FR2837925B1 (fr) 2005-01-07
FR2837925A1 (fr) 2003-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2771666B1 (fr) Système de mesure de qualité de vapeur
FR2508169A1 (fr) Procede et appareil de determination de la vitesse de corrosion de surfaces d'echange de chaleur
EP0321350B1 (fr) Dispositif de détection d'un phénomène thermique intervenant dans un produit
WO2003083462A1 (fr) Procede et dispositif de mesure des temperatures de cristallisation et de fusion d'un produit
US20180267009A1 (en) Method and device for determining low temperature properties
EP3699478B1 (fr) Dispositif, installation et procédé de fourniture de gaz
EP0192551B1 (fr) Procédé et appareil pour la détermination du point de décongélation des carburéacteurs
WO2000043762A1 (fr) Procede et dispositif de detection de la formation d'un depot de matiere sur une face d'un capteur de flux thermique
FR2700834A1 (fr) Installation pour refroidisseur, notamment pour l'analyse de la pureté d'un gaz.
FR2573871A1 (fr) Procede et dispositif de detection de changement de phase
CN1221802C (zh) 连续测定相变材料寿命的方法及装置
CA2917963A1 (fr) Procede de regulation de chauffage electrique en cas d'ouverture de fenetre
CH624486A5 (fr)
FR2549576A1 (fr) Procede et dispositif de controle de fuite sur un reseau de distribution de fluide
EP3230663A1 (fr) Méthode de gestion de l'alimentation en liquide cryogénique d'un camion de transport de produits thermosensibles
WO2015011415A1 (fr) Sonde de controle de l'encrassement et de la corrosion pour un echangeur a chaleur tubulaire et procede utilisant une telle sonde
FR2885413A1 (fr) Procede et dispositif de mesure de la temperature de cristallisation d'un produit
FR2521301A1 (fr) Procede et dispositif pour l'analyse en continu du point d'ecoulement d'une huile
EP0316496A1 (fr) Procédé de régulation de la température d'une installation de chauffage central
US3457771A (en) Automatic freezing point indicator and method
FR2914749A1 (fr) Dispositif de prelevement automatique successif en ligne d'une serie d'echantillons d'un liquide a analyser ainsi que procede mis en oeuvre suite a l'utilisation de ce dispositif
CH416152A (fr) Procédé de mesure de la pression d'un courant de fluide gazeux
CA1304956C (fr) Procede d'utilisation d'une sonde a choc thermique, sonde et application du procede
FR2538901A1 (fr) Procedes et dispositifs pour integrer le depassement d'un seuil de temperature pendant la duree du depassement
WO2010119220A1 (fr) Dispositif et procede pour la mesure de la temperature du point de rosee d'un element gazeux

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP