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r R1iECTIOS A LA. &'I".I.. CO:NTJ:1fUE DES JUS SUCEES . # .
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Cette invention a trait "a la fabrication du sucre et
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plus particulièrement au réglage automatique d*un procède
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de traitement de jus aacchar itères, tel que law carbtin,a ""' tione Suivant la pratique actuellement en usage dans la fa" brication du sucre à leaide de betteraves, fabrication;
laquelle la présente invention est particulièrement -applica- ble, le jus est soumis a une défécation, en particulier par un traitement à la chaux suivi d*un traitement par l'annys dride carbonique, en vue de l'élimination des impuretés ## Cette phase est généralement réalisée sur des charges suez cessivest principalement à cause de la nécessité de terminer le traitement à l'anhydride carbonique quand le jus a/atteint un degré prédéterminé d*alcalinité,
'des écarts avec ce de
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gré dans un sens comme dans 1*autre occasionnant des effets
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nuisibles dans les opérations subséquentes ainsi qu*il-est
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bien connut
Le but principal de l'invention est d'assurer un ré- glage automatique qui permette d'effectuer la défécation du jus par un procédé continu'et qui maintienne le jus ayant subi la déféoation entre les limites requises de l'alcalini- té. A cet effet, il est nécessaire de prévoir des moyens pour déterminer d'une façon continue l'alcalinité du jus ayant subi la défécation à mesure qu'il quitte l'appareil ;
et ceci est réalisé, avec succès en raison de la découverte que, dans le jus sucré ayant subi la défécation entre des échelles d'alcalinité comprenant les limites nécessaires pour la défécation, l'alcalinité, du jus est proportionnelle à sa résistance éleotrique. * Le réglage est par conséquent effectué en disposant sur le trajet du jus évacué ou d'une partie de.ce jus des électrodes convenablement espacées et reliées à des moyens influencés par des variations se produi- sant dans la résistance pour régler un des agents de déféca- tion qui influencent l'alcalinité. Ces agents sont ordinai- rement le lait de chaux ( ou le saccharate de calcium dans les installations de traitement des mélasses) et l'anhydride car- bonique, le premier augmentant l'alcalinité et le second lucidité.
Toutefois, on a trouvé qu'il est plus commode d'appliquer le réglage au dispositif d'alimentation en anhy- dride carbonique..
Dans le procédé usuel de carbonatation, on introduit d'abord de la chaux et une faible quantité de cette chaux se dissout dans le jus; pour former une solution saturée avec un excès de chaux en suspension. En connexion avec cette invention, on a trouvé que le gaz anhydride carbonique réa- git principalement, sinon entièrement, avec la chaux en solution. Aussitôt qu'une certaine quantité de chaux a été éliminée de la solution par une telle réaction, il s'en dis-
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sout une nouvelle quantité provenant de l'excès en suspen- sion, de sorte que, pendant le traitement à l'anhydride carbonique , il se dissout constamment de la chaux en même temps qu'il s'en élimine par réaction avec le gaz.
On a trouvé que la chaux en suspension n'a pas le même effet que la chaux dissoute sur la résistance électrique du jus. On a par conséquent déterminé que, dans le but d'obtenir un enregistrement exact de l'alcalinité éventuelle du jus, qui devrait contenir sensiblement moins de chaux que la quan tité requise pour la saturation, les électrodes de mesure de la résistance ne doivent pas être situées dans la zone de réaction, endroit où la chaux existe en suspension, mais doivent être situées en un point suffisamment éloigné pour que la chaux ait le temps de se dissoudre complètement avant que la mesure soit faite.
On soumet le jus ayant subi la défécation à un traite- ment propre à éliminer les impuretés solides en suspension; et il est extrêmement désirable que ces impuretés soient en* levées par sédimentation ,lorsque cela est possible, à cause de la simplicité de l'appareil de sédimentation et des faibles frais d'entretien qu'il entraîne* Toutefois, les ca- ractéristiques de précipitation des solides produits par ,les procédés de carbonatation antérieurs, et en particulier le fait qu'une telle carbonatation était effectuée sur des charges succesives, ont introduit des difficultés dans l'em- ploi de l'appareil de sédimentation continu normal.
Les solides produits par une carbonatation continue suivant l'in- vention se déposent facilement et proprement et peuvent être enlevés dans des dispositifs de sédimentation normaux*
En général, la forme de réalisation préférée de l'in- vention comprend un traitement préliminaire du jus par du lait de chaux à une allure ou taux fixe, et le traitement
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subséquent du jus ainsi traité dans une série de cuves de carbonatation, préférablement disposées de façon que le jus descende vers l'évacuation pendant que le gaz, introduit près de 1 partie inférieure, s'élève, ce qui assure les avantages du contre-courant.
Une faible partie du jus sor- tant de la dernière cuve de carbonatation est conduite en- tra les électrodes servant à mesurer la résistance, les- quelles électrodes sont reliées à un indicateur de résis- tance convenable. L'opérateur peut régler l'alimentation en gaz selon l'indication de l'indicateur ;ou bien ce dernier peut être relié électriquement à un dispositif qui sort à actionner un obturateur automatique réglant la quan- tité de gaz délivrée et qui est disposé pour ouvrir ou fer- mer partiellement l'obturateur selon les fluctuations qui ae produisent dans la résistance du jus carbonate..
On a trouvé quil est préférable de n'appliquer le réglage du gaz qu'au gaz délivré à la dernière cuve de carbonatation, et des résultats meilleurs ont aussi été obtenus en faisant circu- ler de nouveau une partie importante du jus carbonate, car on a trouvé expérimentalement qu'une telle disposition produit des résultats plus uniformes. D'autres caractéristi que$ de l'invention seront mises en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant aux dessins anne- xéa dans lesquels
Fige 1 est une vue de coté de l'appareil.
Fig. 2 en est un plan.
Fig. 3 est une coupe verticale à plus grande échelle du régulateur de température et de la coupelle à électrodes
Fig. 4 est une vue schématique de l'installation élec- trique.
Fig. 5 et 6 sont des vues simplifiées du mécanisme régu-
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lateur représenté dans les positions d'ouverture et de fer- meture, respectivement.
Le réservoir à lait de chaux 1 monté sur un socle 2 et muni d'un tuyau d'alimentation 3 est relié par une pompe
4 et un tuyau 5 à raccord 6 . Le réservoir à jus sucré 7 muni d'un tuyau d'alimentation 8 , lequel tuyau est régie par un obturateur 9 commandé par un flotteur 10 ,est re- lié par une pompe 11 et un tuyau 12 au raccord 6 commun!- quant par un tuyau d'alimentation 13 à la cuve de carbona- tation 14 , ce tuyau délivrant son contenu contre une chi- cane interne 15 munie d'un orifice de sortie étroite 16 à l'intérieur de la cuve.
Le conduit de sortie 17 de la première autre 14 débite dans la seconde cuve de carbonatation 18 vers le niveau du jus. Un tuyau à écume 19 relie les cuves, la cuve 18 comportant une cheminée à écume 20 . Le conduit de sortie 21 de la cuve 18 est relié par un raccord 22 à un tuyau de recirculation 23 relié à une pompe 24 montée sur un socle 25 . Cette pompe est munie d'un tuyau montant 26 aboutissant au raccord 6,et comportant des branchements 27 28 aboutissant à la cuve 14 au-dessus et au-dessous. du niveau du jus, respectivement Les tuyaux sont munis de robinets convenables.
L'installation de gaz anhydride carbonique comprend un tuyau d'admission 30 muni de branchements 31 et 32 qui com- portent des admissions de vapeur 33 , 35 munies de robinets 34, 36 et des branchements 37. 38 qui s'étendent en tra- vers des cuves et qui sont perforés pour la sortie du gaz.
Un robinet 39 commande le branchement 31 , tandis qu'un ro- binet 40 muni d'un mécanisme de commande 41 commande le bran- chôment 32 .
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Un tuyau d'évacuation 42 passe à travers un appareil de chauffage 43 et pénètre dans une chambre d'alimenta- tion 63 de l'appareil de décantation ou de clarification.
Un tuyau à écume 45 relie le tuyau 42 à la cheminée 20
L'appareil servant à mesurer la résistance comprend un tuyau 46 relié à un tuyau 42 traversant la chambre à vapeur 47 et aboutissant à la coupelle à électrodes 48 cette chambre comportant une admission de vapeur 49 munie d'un robinet 50, commandé par un thermostat 51 , et un conduit de sortie 55 .La coupelle 48 contient deux paires d'électrodes espacées 56, 56' qui peuvent être constituées par du fil de platine et montées dans du verre. Cette cou- pelle délivre son trop plein dans un récipient 57 relié - par un tuyau 58 , une pompe 59 et un tuyau 60 au tuyau d'évacuation 42 .
L'appareil de décantation ou de clarification continu
44 peut être du type à plateaux Dorr bien connu, ce type d'appareil comprenant la chambre d'alimentation 63, un con- duit de sortie 65, des compartiments 66 , 67,73 des organes d'entraînement 68 montés sur un arbre 69 muni d'une commande 70, des excisons 71, des colliers de retenue de boue 72 , des tuyaux de trop plein 74, 75 , 76, une boîte de trop-plein J77 munie d'un tuyau d'évacuation 78, des tuyaux d'évacuation de boue 79, 80 , 81 reliés à des pom. pes 82 ,83, 84 et un tuyau d'évacuation de boue 85 préfé... rablement muni d'un appareil de chauffage 86 .
La boue- se rend à un filtre 87 qui peut être du type à aspiration rota** toire continu avec évacuation de matière solide en 88 et orifice d'échappement de filtrat 89 débitant dans la cuve à jus clair 90 également reliée au tuyau 78.
L'appareil et la tuyauterie sont préférablement isolés et chauffés aux endroits nécessaires pour maintenir des condi,, tions de température uniformes.
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Dans la fig. 4, les électrodes 56, 56'sont reliées respectivement à un régulateur à gaz et à un enregistreur indiquant les variations de résistance. Ces instrumenta sont tous deux du type du galvanomètre et leurs construc- tions sont similaires.Le régulateur est du type à pont de Wheatstone, les deux électrodes 56 formant une branche de résistance et les résistances 91, 92 et 93 formant les autres branches, une résistance shunt réglable 94 ayant pour rôle d'ajuster le pont. Le courant est délivré par des, lignes 103 , 103 et un transformateur 96 aveo rhéostat 95 et disjoncteur 101 en série. Le courant du galvanomètre est réglé par un rhéostat 98 , et la bobine de champ 99 peut être- protégée par une bobine 100 .
L'autre paire d'électrodes 56 est reliée similairement' à un enregistreur identique comportant des pièces désignées par les mêmes nombres de référence affectés du signe primer
Les contacts électriques du régulateur sont reliés aux lignes 102 ,103 par des fils 116 ,117 qui sont reliés par des balais de contact 113, 114 à des disques de contact 107 ,, 108 en matière isolante recevant un mouvement de rota.;
tion d'un moteur 110 .Ces disques portent des segments de contact 111 112 qui touchent périodiquement les balais 113 ,114 et excitent le régulateur à des intervalles dési- rés
Des impulsions électriques produites par le régulateur comme expliqué ci-après sont utilisées par l'entremise d'un relais mécanique pour actionner l'obturateur à gaz* Des con- ducteurs 118 , 122 partant des bornes du régulateur, passent à travers des solénoïdes 121 , 125 disposés autour de noyaux.
119,123 maintenus en position par des ressorts 120 124, a des contacts 136 ,132 . * Le moteur 138 de l'obturateur comporte un induit relié à l'un des fils 102 du réseau et à un contact 131 et une bobine de champ 139 dont une extrémité
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est. reliée à des contacta 134 et 137 et t'autre* 5'des con- tacts 130, 133.
Un interrupteur bipolaire à course dou- ble est relié à chaque noyau de solénoïde ; ses lames 126,
127 touchent normalement les contacts 130. 132 mais peuvent venir toucher des contacta 131, 133 ; et des lames 128
129 touchent normalement les contacts 134 , 136 mais peu- vent venir toucher des contacts 135 , 137 L'obturateur
40 monté, sur le tuyau à gaz 32 est actionné par une roue hélicoïdale 41; portée par la tige de l'obturateur et ac- tionnée par une vis sans fin 141 montée sur l'arbre 140 du moteur 138 .L'arbre peut aussi porter un disque de frein 142 muni d'un sabot de frein 143 pivotant en 144 et actionné par un ressort 145 ,ce sabot étant relié à un so- lénoide 146 qui le soulève quand le moteur 138 relié en travers des bornes du dit solénoïde est excitée.
Le mécanisme régulateur est représenté sur les fig. 5 et 6 et est monté dans un meuble 104 . Le moteur 105 action. ne un arbre 106 portant des cames conductrices 157 , 157' qui sont isolées de cet arbre et reliées aux conducteurs
116 ,, 122 par des balais 179,180. Un cadre fixe 158 porte une barre oscillante 159 qui pivote en 160 et au-des- sus de laquelle l'aiguille 97 du galvanomètre oscille entre des butées 167 . La barre 159 reçoit un mouvement de va-et.. vient vertical par l'entremise d'un bras 161 qui est en con- tact avec une came 162 .
Des leviers 168 et 169 pivotant en 164 et 165 sont munis de prolongements 170 , 171 s'é- tendant au-dessus du .chemin de l'aiguille 87 presque jus- qu'au centre d'oscillation, un espace étant laissé entre levers, extrémités pour le passage de l'aiguille vers le haut.
Un bras Oscillant 172'pivotant en 166 sur un support 163 est muni de goupilles 177, 178 situées sur le trajet des extrémités inférieures des leviers 168 , 169 et au-dessous. du pivot 166 ,les extrémités du bras 172 portant des balais
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isolés 173 ,174 pouvant venir en contact avec les came.8 157 ,157'et reliés au fil 117 .
Le fonctionnement est le suivant :Le lait de chaux et le jus sont-refoulés par les pompes des réservoirs 1 et 7 à la première cuve de carbonatation 14 dans laquelle ils sont soumis à l'action du gaz injecté par les tuyaux 37, la matière évacuée passant par un tuyau 17 dans la seconde cuve 18 dans laquelle elle est soumise à l'action du gaz in- jecté par les tuyaux Sujette injection de gaz est réglée à l'aide de l'obturateur 40 ,de sorte que la matière délivrée au tuyau 42 aura une alcalinité prédéterminée, la distance des tuyaux 38 au tuyau 46 étant suffisante pour permettre à la chaux en suspension résiduelle de se dissoudre* Une fraction importante de la matière sortant de la cuve 18 ( par exemple les deux tiers )
est ramenée à la cuve 14 par le tuyau 23 et les tuyaux y rattachés, le reste passant à travers l'appareil de clarification 44 les matières soli- des déposées passant au filtre 87 avec les solides sortant en 88 , tandis que le filtrat se rend avec le trop-plein de l'appareil de clarification au réservoir 90 On peut intro- duire de la vapeur avec le gaz anhydride carbonique par les tuyaux33, 35.
On éprouve l'alcalinité du jus carbonaté par la frac- tion pénétrant par le tuyau 46 dans la coupelle à électro- des 48 cette fraction étant maintenue a une température constante dans la botte à vapeur 47 . La résistance entre les électrodes 56 détermine la position de l'aiguille du galvanomètre du régulateur ,laquelle aiguille, comme il sera décrit plus loin, actionne l'obturateur 40 pour permet- tre à une quantité de gaz plus ou moins grande de pénétrer dans la seconde cuve de carbonatation, selon que l'alcalini- té du jus est grande ou faible. Les électrodes peuvent être
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nettoyées périodiquement en plongeant ces électrodes dans de l'acide après avoir coupé le courant.
La résistance entre les-électrodes 56'détermine aussi la position de l'ai- guille du galvanomètre enregistreur, qui indique convena- blement la résistance du jus. Ceci assure un contrôle de l'opération et permet un réglage manuel, si on le désire*
On se référera maintenant à l'installation électrique.
La résistance exacte du jus à l'alcalinité requise dépend des dimensions, de l'espacement des électrodes et des di- verses caractéristiques du jus et doit être déterminée expérimentalement de temps à autre. Le pont de Wheatstone du régulateur est réglé de telle sorte que la résistance correcte entre les électrodes 56 placera l'aiguille de gal- vanomètre au milieu de son oscillation entre les extrémités des bras 170 , 171.
Quand la barre oscillante 159 s'élève, l'aiguille s'élève entre les dits bras, et le moteur de réglage du gaz n'est pas influencée Par contre, si la résis- tance est élevée ou faible, l'aiguille se trouve prise soit au-dessous du bras 170 soit au-dessous du bras 171 quand la barre 159 s'élève de nouveau, ce qui fait osciller le bras 168 ( ou 169) et élève le balai 173 ( ou 174 )au con- tact de la came 157 ( ou 157' ) . Comme cette came possède un contour spiral, la durée du contact dépendra de l'éléva- tion du balai, laquelle élévation est à son tour propor- tionnelle à l'amplitude de l'oscillation de l'aiguille 97 étant donné que celle-ci s'approche des pivots 164,165 et produit un mouvement plus grand des bras 168 ,
169 d'une façon proportionnée à l'amplitude de sa déviation. Lorsque la came a terminé sa période de contact, la barre oscillan- te 172 et les bras 168, 169 sont ramenés à leur position normale ou ils sont prêts pour un autre cycle de travail.
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Comme une certaine période de temps doit s'écouler avant que la correction effectuée à l'obturateur 40 pro- duise un changement dans le jus passant à tra.vers la cou- pelle à électrodes 48, il est désirable de prévoir une dis- position pour que les connexions avec les basais 173, 174 , et les cames 157, 15?'ne soient excitées qu'à des inter- valles suffisants pour permettre aux conditions de earbona-; tation de se stabiliser après qu'une correction a été effec-; tuée.
Le fil 117 relié aux-balais 173, 174 n'est excite- que lorsque les balais 113 , 114 sont appliqués simultané- ment sur les bandes de contact 111 ,112 des disques 107, 10S et, en modifiant la longueur de ces bandes, ou en les déportant autour de l'arbre, et en modifiant la vitesse du moteur si nécessaire, on peut obtenir toute fréquence dési- rée dans le fonctionnement du régulateur.
Il ressort de ce qui précède que le régulateur connec- tera soit le fil 118 ,soit le fil 122 aux fils du réseau par les fils 117 , 116,selon les variations qui se pro- duisent dans la résistance du jus* Si le fil 122 est exci- té, le courant passera par le solénoïde 126 et actionnera l'interrupteur relié à son noyau 123 ,de sorte que l'in- duit du moteur 138 sera branché entre les fils du réseau d'énergie électrique par l'entremise de la lame 128 et du-- contact 135 ,tandis que l'extrémité de gauche de l'enrou- lement de champ 139 sera reliée à la ligne 102 par l'entre- mise de la lame 129 et du plot 137 Le moteur 138 tourne- ra alors dans un sens tel qu'il ouvrira l'obturateur 40 et continuera à fonctionner jusqu'à ce que le contact ait été interrompu entre la came 157' et le balais 174 ,
et il
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sera. alors arrêté par l'action du eaèet de frein 34g 1 4 - l''ilTiOl'i: 1 -i-5 01 atanl- I 1 lli QOII4 r%-Idë ill tlilt d?e9-:oit¯Da.r
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l'action du sabot de frein 143 et du ressort 145 ,étant donné le solénoïde 146 est désexcité par la rupture du cou- rant délivré au moteur. La rupture du courant permettra aus- si au ressort 124 de ramener le noyau 123 et son interrup- teur à la position normale.
Le même cycle d'opération$ s'ap- plique si le fil 118 est excité, excepté que c'est le noyau 119 qui se déplace et l'extrémité de droite de l'enroule- ment de champ 139 du moteur 138 qui est connecté à la ligne 102 , ceci ayant pour effet de faire, tourner le moteur 138 en sens inverse pour fermer partiellement l'obturateur
L'enregistreur peut être de tout type à galvanomètre usuel disposé pour indiquer soit directement, soit en ter- mes d'alcalinité la résistance du jus, l'indication pouvant être effectuée soit sur une échelle, soit par un diagramme du type usuel.
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**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.