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"Procédé perfectionne pour déshydrater des végétaux de caractère organique."
La présente invention concerne un procédé pour déshydrater des végétaux de caractère organique, plus spé- cialement applicable dans les cas où ces substances ou pro- duits sont mis en tas ou en piles pour être traités au moyen d'un agent de dessication artificielle tel que l'air chaud.
On a constaté que la déshydratation artificielle d'une masse de matière végétale composée par exemple de cé- réales, de fourrage ou d'autres plantes fraîches, est régie principalement par le tassement de la masse et que le degré ce déshydratation dépend en grande partie du degré de tas-
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sement et du temps que celui-ci exige pour se produire. De l'examen du tassement d'une masse de matière de ce genre, il ressort que ce tassement varie de zéro à la partie supé- rieure à un maximum à la partie inférieure de la masse et produit dans celle-ci une réaction qui dépend principale- ment de la pression et de la température auxquelles l'air chaud est introduit et réparti dans cette masse de matière.
On a aussi constaté que la déshydratation artifi- cielle d'une masse de matière du genre indiqué est affectée de façon appréciable par le caractère animé de la matière qui dépend de sa condition physiologique et des moyens na- turels qui font mourir la plante, et qu'il se produit pendant la déshydratation certains effets, dûs à des causes natu- relles, qui constituent des facteurs importants du traite- ment satisfaisant de la masse de matière, en outre de l'ef- fet de l'évaporation artificielle qui est produite par l'air chaud.
Les effets naturels mentionnés ci-dessus sont pro- duits par un certain nombre de réactions physiques ou phy- siologiques et de réactions chimiques qui se produisent dans la masse de matière. Ces réactions physiques ou physiologi- ques comprennent l'exsudation et la transpiration, en plus de la réaction due au tassement.
On a constaté que l'exsuda- tion, c'est-à-dire l'expulsion de l'humidité contenue dans la matière sous forme liquide, varie directement avec le degré du tassement produit et la pression qui en résulte, et que la transpiration, c'est-à-dire l'évacuation de l'humidité de la plante fraîche sous forme de vapeur, varie directe- ment avec des facteurs physiques tels que la vitesse du dépla- cement de l'air chaud à, travers la masse de matière, le pour- centage d'humidité de l'air chaud arrivant à la matière et des conditions déterminées de température.
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Les réactions chimiques mentionnées ci-dessus com- prennent la respiration) l'action bactérienne et l'oxydation chimique et sont du genre des réactions exothermiques ayant pour résultat la production de chaleur. On a constaté que la quantité de chaleur ainsi produite dépend des facteurs ou conditions suivantes.
La respiration, ou le dégagement d'é- nergie par l'organisme vivant dû à la combustion d'hydra- tes de carbone, produit une certaine chaleur d'oxydation qui se dégage jusqu'à, ce que la céréale ou plante s'échauffe et atteigne la température à laquelle elle meurt, L'action bac- térienne, due au développement de bactéries en présence de l'humidité, produit une quantité de chaleur d'oxydation qui s'accroît matériellement lorsqu'est atteinte la phase à la- quelle les organismes colibacillaires cessent d'agir et les bacilles générateurs de chaleur commencent à se développer.
L'oxydation chimique, due à la présence d'eau et à, la com- binaison du -carbone avec l'oxygène, produit une quantité de chaleur d'oxydation qui varie avec la température à la- quelle la réaction s'effectue et augmente considérablement quand cette température s'élève.
Une étude de ces réactions naturelles a montré qu'elles se produisent dans la masse de matière de la fa- çon décrite ci-dessous, et que les effets de ces réactions sont matériellement influencés par les conditions dans les- quelles l'air chaud est introduit dans cette masse de matière.
Comme l'air chaud est habituellement introduit au centre de la masse de matière et distribué de la dans celle-ci, cette masse est progressivement chauffée concentriquement et il en résulte que ses parties centrales atteignent rapidement la température de l'air introduit et qu'il faut quelques heures avant que les parties périphériques de la masse at-
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teignent cette température. L'évaporation artificielle pro- duite par l'air chaud s'effectue donc en une zone concentri- que qui s'étend graduellement vers la surface extérieure de la masse au fur et à mesure de la progression du traitement.
Les parties restantes plus froides de la masse sont entre- temps sous l'influence des réactions chimiques mentionnées ci -dessus, qui se produisent dans des zones concentriques séparées suivant les différentes conditions de température et de pression qui prévalent autour de la zone d'évapora- tion artificielle, ces dernières zones concentriques -étant repoussée vers l'extérieur et éliminées graduellement à mesure que la zone d'évaporation artificielle $*étend comme on l'a dit ci-dessus et la masse périphérique graduellement chauffée aux diverses températures auxquelles ces réactions cessent respectivement de se produire.
La chaleur d'oxyda- tion qui est produite par les réactions exothermiques com- me on l'a dit ci-dessus, aide ainsi chauffer la masse de matière jusqu'à un degré qui dépend principalement de la température initiale de l'air introduit.
Le procédé de déshydratation suivant la présente invention consiste essentiellement à commander ou régler le tassement de la masse de matière en traitement et à pro- voquer ou accélérer les réactions naturelles qui se produi- sent dans cette masse, en introduisant un agent de dessica- tion artificielle tel que l'air chaud dans cette masse de matière, dans des limites de température, de pression et de volume qui sont déterminées ou choisies et coordonnées de manière à augmenter le plus possible raclure de la déshydra- tation et à. utiliser le mieux possible les effets des réac- tions exothermiques.
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La température initiale de l'air chaud introduit doit être telle qu'on retire le plus grand bénéfice possi- ble de la propriété que possède l'air chaud d'extraire l'hu- midité, cette propriété étant beaucoup plus marquée aux températures élevées qu'aux basses températures, et des ef- fets calorifiques des réactions exothermiques qui sont augmentés et accélérés par l'emploi d'air à des températures plus élevées, L'avantage qu'il y a à employer une température initiale relativement élevée ressortira des considérations suivantes. En ce qui concerne l'évaporation artificielle, la quantité d'humidité extraite par un volume donné d'air chauffé a 82 C. est à peu près dix fois plus grande que celle extraite à une température initiale de 44 C.
Pour ce qui est des réactions exothermiques, la quantité de cha- leur produite par oxydation chimique à une température de 93 C. est à peu près quinze fois plus grande que celle qui est produite à 37 C. De même, la quantité de chaleur d'o- xydation due à l'action bactérienne qui commence à se pro- duire aux environs de 40 C., augmente jusqu'à ce que la tem- pérature s'élève à peu près à 51 C. lorsque les organismes colibacillaires cessent d'agir, et augmente encore au-delà de cette dernière température par suite du développement des bacilles générateurs de chaleur, jusqu'à, ce qu'une tem- pérature d'environ 70 C. soit atteinte, à laquelle les ba- cilles générateurs de chaleur cessent d'agir, et au-delà de laquelle seule l'oxydation chimique se produit.
En ou- tre, la chaleur d'oxydation due à la respiration se dégage jusqu'à ce que la matière atteigne une température d'environ 49 C., à laquelle les céréales ou plantes meurentet la res- piration cesse. Toutefois, l'air introduit ne doit pas d'au- tre part être chauffé à une température qui pourrait avoir
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un effet nuisible ou contraire sur la matière particulière en traitement ou sur le produit final de celle-ci.
La détermination ou le choix des limites de tem- pérature les plus favorables pour l'air employé au traite- ment de différentes matières est régi par les considéra- tions qui précèdent. Ainsi, dans le cas de plantes fourra- gères croissant à la surface du sol, comme le foin par exem- ple, l'effet voulu serait produit en employant une tempéra- ture initiale comprise entre 710 c. et 93 c., tandis que dans le cas de céréales susceptibles d'être détériorées par une chaleur excessive, comme le froment par exemple, on obtien- drait des résultats satisfaisants en employant une tempéra- ture initiale comprise entre 54 C. et 68 C.
Toutefois, dans le cas de certaines racines comestibles et autres pro- duits non susceptibles d'être détériorés par un excès de chaleur, l'air introduit pourrait être chauffé initialement à des températures plus élevées, de 93 C. à 1180' C. par exemple, suivant la nature et le caractère des plantes ou produits considérés. Si l'on employait une température ini- tiale sensiblement inférieure aux températures les plus basses mentionnées ci-dessus, les propriétés que possède l'air chaud d'extraire l'humidité diminueraient hors de proportion et les effets calorifiques des réactions exother- miques ne seraient pas utilisés au mieux.
Par l'emploi d'air chauffé initialement aux tem- pératures mentionnées ci-dessus, on provoque et on accélère le plus qu'il est possible la naissance des diverses réac- tions exothermiques dans la masse de matière, en zones concentriques séparées, ainsi qu'on l'a déjà expliqué, l'oxydation chimique qui a lieu dans la zone voisine de la zone intérieure d'évaporation artificielle et de respira- Ion s'effectuent dans la zone voisine de la surface exté-
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rieure de la masse de matière, tandisque l'action bacté- rienne se développe dans la zone comprise entre les zones d'oxydation chimique et de respiration,
jusqu'à ce qu'au cours de l'opération on atteigne successivement les phases auxquelles ces réactions exothermiques cessent respective- ment de se produire comme on l'a dit ci-dessus.
Le volume initial d'air chaud introduit dans la masse de matière dépend des dimensions de celle-ci et de- vrait être tel que, pour une matière contenant un maximum d'humidité, il ne se produise pas de condensation préalable dans cette masse dans les limites des températures citées plus haut. Un volume d'air compris entre 255 et 340 mètres cubes à la minute pour une masse de matière de 99 à 127,5 mètres cubes conviendrait dans la plupart des cas pour atteindre le but proposé. Si le volume était relativement moindre, il se produirait dans les parties extérieures de la masse en traitement une condensation préalable due à l'excès d'humidité et de plus, les effets de l'oxydation ne seraient pas utilisés au mieux par suite de la diminution consécutive de la quantité d'oxygène contenue dans l'air introduit.
Si, d'autre part, le volume était relativement plus grand et la température beaucoup plus basse, cela. nui- rait à l'efficacité de la déshydratation.
La pression initiale sous laquelle l'air chaud est introduit devrait être telle que la rapidité du tassement de la masse de matière diminue aussi rapidement que possible et que le volume approprié d'air mentionné ci-dessus soit introduit dans la masse suivant les variations qui se pro- duisent au cours du tassement.
Le tassement relativement rapide de la masse de matière durant la première phase de l'opération, alors que la matière est chauffée par l'air, a
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d'abord pour effet une augmentation proportionnée de la ré- sistance offerte par cette masse au passage de l'air qui la traverse ; toutefois, à mesure que le traitement se poursuit et que la dessiccation de la matière s'effectue; la résis- tance de la masse de matière diminue en rapport avec la di- minution conséquente de la vitesse de tassement et l'augmen- tation de la déshydratation qui se produisent durant les phases suivantes du procédé.
Comme l'air est habituellement aspiré à travers le réchauffeur et refoulé dans la masse de matière au moyen d'un ventilateur actionné mécaniquement, les variations de résistance dues au tassement provoquent des variations correspondantes de la force motrice néces- saire pour refouler le volume voulu d'air chaud dans la masse de matière, et des variations conséquentes du volume et de la température de cet air. Ces variations de volume et de température qui sont relativement minimes dans des conditions normales peuvent cependant être combattues ou rectifiées par l'emploi d'une pression initiale appropriée, avantageusement mesurée en hauteur de colonne d'eau et mise dans l'impossibilité de varier au-delà de certaines limites prédéterminées.
La pression initiale sous laquelle l'air doit être in¯roduit dépend aussi jusqu'à un certain point, en dehors des précédentes considérations, de la teneur en humidité de la salière et devrait être plus forte dans le cas de ma- tières relativement mouillées que dans le cas de matières relativement sèches, proportionnellement au pourcentage d'humidité existant. Lorsqu'on emploie un moteur de 12 à 20 HP pour actionner un ventilateur du type à simple et- fet, on obtiendra des résultats satisfaisants dans la plu-
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part des cas en employant une pression initiale comprise entre 3,75 et 7,5 centimètres de colonne d'eau dans la con- duite amenant l'air à la masse de matière.
Si les variations mentionnées ci-dessus et dues au tassement étaient telles qu'elles dépassent de façon excessive la limite inférieure ou supérieure de l'échelle de pressions indiquée ci-dessus, la force motrice actionnant le ventilateur devrait être variée de façon correspondante de manière à maintenir la pres- sion dans les limites indiquées. Toutefois, dans le cas où l'on emploie un moteur plus puissant et où la capacité du réchauffeur est suffisamment grande, la pression pour- rait être élevée jusque par exemple 10 cm. de colonne d'eau, mais le volume devrait alors être augmenté dans une propor- tion correspondante.
Si l'on utilisait une pression sensiblement plus faible que la moins forte des pressions indiquée ci-dessus, l'augmentation conséquente du tassement aurait pour effet' de diminuer le volume d'air au point de provoquer une pré- condensation; cette augmentation du tassement aurait en ou- tre pour effet de diminuer la vitesse de déplacement de l'air à travers la masse de matière et la rapidité de la déshydra- tation de celle-ci, et tout le procédé, dont l'efficacité dépend des relations mutuelles de tous ces -facteurs et con- ditions, serait déséquilibré.
L'efficacité du procédé est augmentée par l'emploi d'air chauffé de manière à posséder un coefficient d'absorp- tion élevé et un faible pourcentage d'humidité) et débité dans des conditions assurant une distribution égale et une pénétration uniforme de l'air dans toute la masse de matière.