WO2009109730A2 - Procede de commande d'une installation de deshydratation au moyen de zeolites - Google Patents

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    • F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
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Definitions

  • the present invention relates to a method of controlling a dewatering plant employing zeolites.
  • Such an installation comprises an enclosure which is provided with means for its evacuation, generally a suction pump for the air contained in the enclosure, and which receives containers of products to be dewatered and zeolite cassettes.
  • the evacuation of the enclosure causes evaporation of the water initially contained in the products and the water vapor thus produced is adsorbed by the zeolites.
  • the zeolite cassettes are arranged to close the product tanks in such a way that the air and the water vapor coming from the tanks and the products are sucked through the zeolite cassettes. reinforcing the dehydration by subjecting a maximum of air from the tank to the action of the zeolites which will further form a sieve preventing the passage of aromas.
  • the adsorption of water by the zeolites is an exothermic reaction which causes a rise in the temperature of the zeolites. This rise in temperature, if it is too great, can be detrimental to the adsorption capacity of the zeolites.
  • the invention relates to a method for controlling a zeolite dehydration plant, which method makes it possible to remedy the problem mentioned above. above .
  • a method of controlling a dehydration plant comprising an enclosure which is provided with means for evacuating it and which receives at least one tray of products to be dehydrated and zeolites, characterized in that the method comprises the step of controlling a vacuum velocity as a function of a temperature of the zeolites to maintain it in the vicinity of an optimum adsorption temperature.
  • the method of the invention allows operation of the plant under optimal dehydration conditions by maintaining the temperature of the zeolites near their optimum adsorption temperature.
  • a maximum adsorption capacity of the zeolites is maintained regardless of the nature of the products to be dehydrated and the water content thereof.
  • the regulation of the speed of evacuation is performed according to a temperature rise slope of the zeolites.
  • the rate of evacuation can thus be maximized as a function of the temperature of the zeolites so as to avoid an uncontrolled increase thereof.
  • FIG. 1 is a schematic view of an installation suitable for implementing the invention
  • FIG. 2 is a sectional view of a set of products / cassette of zeolites
  • FIG. 3 is a diagram showing, in the form of curves, an example of variation of the control parameters of the installation.
  • this installation comprises a tubular enclosure 1 having one end closed by a bottom and an opposite end hermetically closable by a door provided with sealing means known per se.
  • the chamber 1 is connected to vacuum means comprising a vacuum pump 2 connected to the chamber 1 by an isolation valve 3.
  • the chamber 1 is further provided with an adjustable setting device. atmosphere, generally designated 4, comprising a quick-adjusting valve 5 and a fine-adjusting valve 6.
  • the vacuum pump and the valves are connected to a control module 7 comprising a computer unit arranged to execute a control program of these organs.
  • a vacuum sensor 13, known per se, is fixed in a stitch communicating with the interior of the enclosure and connected to the control module 7.
  • the enclosure 1 comprises positioning means, such as shelves, for tanks 8, open upwards and intended to receive the products to be dehydrated, and cassettes 9 containing zeolites. .
  • the cassette 9 includes a side frame having a bottom opening and an upper opening which are closed by a grid having mesh sizes sufficient to retain the zeolites while allowing air and water vapor to pass therethrough.
  • the cassette 9 is provided with a temperature probe 14 having an active end extending in the middle of the zeolites and a projecting end of the cassette 9 and connected to the control unit 7.
  • the cassette 9 rests on the tray 8 by a positioning frame 10 having an outer periphery provided with a centering flange 11 projecting upwards and downwards to ensure a centering of the cassette 9 on the tray 8 and a lower periphery provided with a seal of sealing 12 intended to be in contact with the edge of the upper opening of the tray 8 and the edge of the lower opening of the cassette 9.
  • the method of the invention is implemented by the control program executed by the control module 7.
  • This method comprises the step of regulating a vacuum rate as a function of a temperature of the zeolites to maintain it in the vicinity of an optimum adsorption temperature. More precisely here, speed regulation evacuation (the absolute pressure in the chamber is readable on the vacuum curve shown in A in Figure 3) is performed according to a temperature rise curve zeolites. The regulation is carried out by the control module 7 as a function of the difference between the temperature measured by the probe and the target temperature of the ideal theoretical curve of temperature rise of the adsorbent, a curve stored in the control unit. control 7 for example in the form of time / temperature or pressure / temperature pairs (this curve is shown in B in Figure 3).
  • the ideal theoretical temperature rise curve of the zeolite is experimentally established for each product to be treated. This curve is between that of a product with 100% free water (pure water) and 100% bound water (freeze-dried product at the end of sublimation).
  • the control module 7 regulates the evacuation speed by acting on the isolation valve 3 and the venting device 4.
  • the control module 7 controls the closing of the isolation valve 3 for a temperature of the zeolites close to a set temperature and then a cyclic opening of the adjustable venting device 4 to ensure accurate adjustment.
  • Closing of the isolation valve 3 of the vacuum pump 2 is controlled when the difference between the measured temperature and the set temperature is below a certain predetermined value.
  • control module 7 acts first on the quick-adjusting valve 5 and then on the fine-adjustment valve 6.
  • the program of the control module 7 will include a setting of the speed of evacuation so to avoid the pumping phenomena that could be caused by the differences in dimensioning of the vacuum pump and the associated vacuum control members.
  • the maximum rate of evacuation will be determined experimentally for each product. This additional parameterization works by using a comparison between the measured vacuum and the vacuum setpoint.
  • the control module will respect this setting by acting on the isolation valve 3 and the venting device 4.
  • FIG. 3 shows, by way of comparison, the curve C showing the variation of the temperature of the zeolite when the evacuation is carried out too rapidly.
  • the invention is not limited to the embodiment described but encompasses any variant within the scope of the invention as defined by the claims.
  • the proposed adsorption rate control system is usable for installations of different capacities.
  • the process of the invention can be used with any type of dehydration plant using zeolites, contained in one or more cassettes or else in other containers, for domestic or industrial purposes ...
  • the vacuum control means may be different from those described and include in particular one or more isolation valves of the vacuum pump and one or more venting valves.
  • the control module 7 may comprise a computer or a programmable controller.

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Abstract

Procede de commande d'une installation de deshydratation comprenant une enceinte (1) qui est pourvue de moyens (2,3) de sa mise sous vide et qui recoit au moins un bac (8) de produits a deshydrater et au moins une cassette (9) contenant des zeolites, Ie procede comprenant l'etape de reguler une vitesse de mise sous vide en fonction d'une temperature des zeolites pour maintenir celle-ci au voisinage d'une temperature optimale d' adsorption.

Description

Procédé de commande d'une installation de déshydratation au moyen de zéolites
La présente invention concerne un procédé de com- mande d' une installation de déshydratation mettant en œuvre des zéolites.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Une telle installation comprend une enceinte qui est pourvue de moyens de sa mise sous vide, généralement une pompe d'aspiration de l'air contenu dans l'enceinte, et qui reçoit des bacs de produits à déshydrater et des cassettes de zéolites. La mise sous vide de l'enceinte provoque une évaporation de l'eau initialement contenue dans les produits et la vapeur d' eau ainsi produite est adsorbée par les zéolites. Dans les installations de ce type les plus performantes, les cassettes de zéolites sont agencées pour fermer les bacs à produits de telle manière que l'air et la vapeur d'eau provenant des bacs et des produits est aspiré au travers des cassettes de zéolites, renforçant la déshydratation en soumettant un maximum d'air provenant du bac à l'action des zéolites qui vont en outre former un tamis empêchant le passage des arômes. Ces installations sont particulièrement intéressantes puisqu'elles permettent de déshydrater les pro- duits tout en maintenant les arômes sur ceux-ci, préservant les qualités organoleptiques des produits.
L'adsorption de l'eau par les zéolites est une réaction exothermique qui provoque une élévation de la température des zéolites. Cette élévation de la tempéra- ture, si elle est trop importante, peut être préjudiciable à la capacité d'adsorption des zéolites.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention concerne un procédé de commande d'une installation de déshydratation au moyen de zéolites, ce procédé permettant de remédier au problème mentionné ci- dessus .
RESUME DE L'INVENTION
II a été constaté que l'élévation de la température des zéolites est d'autant plus importante que le pourcentage d'eau libre est fort : l'élévation de température peut alors être très rapide et incontrôlable avec un risque important de dépassement de la température optimale d'adsorption des zéolites. Ce phénomène s'accompagne d'un effet mémoire se traduisant par une di- minution substantielle de la quantité d' eau adsorbable par les zéolites (en regard de la quantité nominale d'eau adsorbable déterminée par les courbes théoriques d'adsorption) .
Il a également été constaté que la mise sous vide rapide de l'enceinte au début du processus de déshydratation entraine une évaporation importante d'eau rapidement adsorbée par les zéolites, provoquant une élévation importante de la température de ces dernières.
Selon l'invention, on prévoit, un procédé de com- mande d'une installation de déshydratation comprenant une enceinte qui est pourvue de moyens de sa mise sous vide et qui reçoit au moins un bac de produits à déshydrater et des zéolites, caractérisé en ce que le procédé comprend l'étape de réguler une vitesse de mise sous vide en fonction d'une température des zéolites pour maintenir celle-ci au voisinage d'une température optimale d' adsorption.
Le procédé de l'invention permet un fonctionnement de l'installation dans des conditions optimales de déshydratation en maintenant la température des zéolites au voisinage de leur température optimale d'adsorption. Ainsi, une capacité maximale d'adsorption des zéolites est maintenue quelles que soient la nature des produits à déshydrater et la teneur en eau de ceux-ci. Avantageusement, la régulation de la vitesse de mise sous vide est réalisée en fonction d'une pente d'élévation en température des zéolites.
La vitesse de mise sous vide peut ainsi être maximisée en fonction de la température des zéolites de manière à éviter une augmentation incontrôlée de celle- ci .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en œuvre particulier non limi- tatif de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
II sera fait référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique d'une ins- tallation apte à la mise en œuvre de l' invention,
- la figure 2 est une vue en coupe d'un ensemble bac de produits / cassette de zéolites,
- la figure 3 est un diagramme montrant, sous forme de courbes, un exemple de variation des paramètres de commande de l'installation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, cette installation comprend une enceinte 1 tubulaire ayant une extrémité close par un fond et une extrémité opposée hermétiquement obturable par une porte pourvue de moyens d' étanchéité connus en eux-mêmes.
L' enceinte 1 est reliée à des moyens de mise sous vide comprenant une pompe à vide 2 reliée à l'enceinte 1 par une vanne d'isolement 3. L'enceinte 1 est en outre pourvue d'un dispositif réglable de mise à l'atmosphère, généralement désigné en 4, comprenant une vanne de réglage rapide 5 et une vanne de réglage fin 6.
La pompe à vide et les vannes sont reliées à un module de commande 7 comportant une unité informatique agencée pour exécuter un programme de commande de ces organes .
Un capteur de vide 13, connu en lui-même, est fixé dans un piquage communiquant avec l'intérieur de l'enceinte et raccordé au module de commande 7.
En référence également à la figure 2, l'enceinte 1 comprend des moyens de positionnement, tels que des étagères, pour des bacs 8, ouverts vers le haut et destinés à recevoir les produits à déshydrater, et des casset- tes 9 contenant des zéolites.
La cassette 9 comprend un châssis latéral ayant une ouverture inférieure et une ouverture supérieure qui sont fermées par une grille ayant des mailles de dimensions suffisantes pour retenir les zéolites tout en lais- sant passer l'air et la vapeur d'eau. La cassette 9 est pourvue d'une sonde de température 14 ayant une extrémité active s' étendant au milieu des zéolites et une extrémité en saillie de la cassette 9 et raccordée à l'unité de commande 7. La cassette 9 repose sur le bac 8 par un cadre de positionnement 10 ayant un pourtour extérieur pourvu d'un rebord de centrage 11 en saillie vers le haut et vers le bas pour assurer un centrage de la cassette 9 sur le bac 8 et un pourtour inférieur pourvu d'un joint d' étanchéité 12 destiné à être en contact avec le bord de l'ouverture supérieure du bac- 8 et le bord de l'ouverture inférieure de la cassette 9.
Le procédé de l'invention est mis en œuvre par le programme de commande exécuté par le module de commande 7.
Ce procédé comprend l'étape de réguler une vitesse de mise sous vide en fonction d'une température des zéolites pour maintenir celle-ci au voisinage d'une température optimale d' adsorption. Plus précisément ici, la régulation de la vitesse de mise sous vide (la pression absolue dans l'enceinte est lisible sur la courbe de vide représentée en A sur la figure 3) est réalisée en fonction d'une courbe d'élévation en température des zéolites. La régulation est effectuée par le module de commande 7 en fonction de la différence entre la température mesurée par la sonde et la température de consigne de la courbe théorique idéale de montée en température de 1 ' ad- sorbant, courbe mémorisée dans l'unité de commande 7 par exemple sous la forme de couples temps / température ou pression / température (cette courbe est représentée en B sur la figure 3) .
La courbe théorique idéale de montée en température de la zéolite est établie de façon expérimentale pour chaque produit à traiter. Cette courbe se situe entre celle d'un produit à 100% d'eau libre (Eau pure) et 100% d'eau liée (Produit lyophilisé en fin de sublimation) .
Le module de commande 7 assure la régulation de la vitesse de mise sous vide en agissant sur la vanne d'isolement 3 et le dispositif de mise à l'atmosphère 4.
Le module de commande 7 commande la fermeture de la vanne d'isolement 3 pour une température des zéolites voisine d'une température de consigne puis une ouverture cyclique du dispositif réglable de mise à l'atmosphère 4 pour assurer un réglage précis.
La fermeture de la vanne d'isolement 3 de la pompe à vide 2 est commandée quand l'écart entre la température mesurée et la température de consigne est infé- rieur à une certaine valeur prédéterminée.
Pour le réglage fin, le module de commande 7 agit d'abord sur la vanne de réglage rapide 5 puis sur la vanne de réglage fin 6.
Le programme du module de commande 7 comportera un paramétrage de la vitesse de mise sous vide afin d'éviter les phénomènes de pompage qui pourrait être provoqués par les différences de dimensionnement de la pompe à vide et des organes de réglage de vide associés. La vitesse maximum de mise sous vide sera déterminée expéri- mentalement pour chaque produit. Ce paramétrage complémentaire fonctionne en faisant appel à une comparaison entre le vide mesuré et la valeur de consigne du vide. Le module de commande respectera ce paramétrage en agissant sur la vanne d' isolement 3 et le dispositif de mise à l'atmosphère 4.
On a représenté sur la figure 3, à titre de comparaison, la courbe C montrant la variation de la température de la zéolite lorsque la mise sous vide est effectuée trop rapidement. Bien entendu, l'invention n'est pas limité au mode mise en œuvre décrit mais englobe toute variante entrant dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications.
Le système de contrôle de vitesse d'adsorption proposé est utilisable pour des installations de capacités différentes.
En particulier, le procédé de l'invention est utilisable avec tout type d' installations de déshydratation utilisant des zéolites, contenues dans une ou plu- sieurs cassettes ou bien encore dans d'autres contenants, à des fins domestiques ou industrielles...
Les moyens de réglage de vide peuvent être différents de ceux décrits et comprendre notamment une ou plusieurs vannes d' isolement de la pompe à vide et une ou plusieurs vannes de mise à l'atmosphère.
Le module de commande 7 peut comprendre un ordinateur ou un automate programmable.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'une installation de déshydratation comprenant une enceinte qui est pourvue de moyens de sa mise sous vide et qui reçoit au moins un bac de produits à déshydrater et des zéolites, caractérisé en ce que le procédé comprend l'étape de réguler une vitesse de mise sous vide en fonction d'une température des zéolites pour maintenir celle-ci au voisinage d'une tempéra- ture optimale d' adsorption.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la régulation de la vitesse de mise sous vide est réalisée en fonction d'une pente d'élévation en température des zéolites.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, l'enceinte étant pourvue d'un dispositif réglable de mise à l'atmosphère et les moyens de mise sous vide comprenant une pompe à vide raccordée à l'enceinte par une vanne d'isolement, la régulation de la vitesse de mise sous vide est obtenue en agissant sur la vanne d'isolement et le dispositif réglable de mise à l'atmosphère.
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant une étape de fermeture de la vanne d'isolement pour une température des zéolites voisine d'une température de consigne.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel cette étape est suivie d' une étape comprenant une étape de réglage précis par ouverture cyclique du dispositif réglable de mise à l'atmosphère.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la vitesse de mise sous vide est régulée de manière à limiter des phénomènes de pompage des moyens de mise sous vide .
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