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pour : DISPOSITIF POUR L'EXTRACTION DES MATIERES GRASSES A BASSE TEMPERATURE.
On sait que l'extraction des matières grasses contenues dans les corps d'origine végétale et animale tels que graines oléagineuses, peaux, déchets de tannerie, os, laines, se fait généralement au moyen d'un solvant quelconque dans des appareils appropriés, à la pression atmosphérique ou à une pression supérieure à celle-ci.
Cette opération doit se faire à une température assez élevée et présente-les divers inconvénients suivants :
1/ perte élevée de solvant, pouvant atteindre de 0,8 à 1,2 % ,
2/ risques d'incendie et d'explosion résultant de
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la température élevée à laquelle est portée la matière à extraire et qui provoque souvent une auto-inflammation,
S/ détérioration de certaines matières animales telles que la peau, les os, et les laines par suite de la haute température à laquelle se fait l'extraction,
4/ perte de rendement par suite de la réduction en poudre de ces matières résultant de cette haute tempé- rature,
5/ consommation élevée de vapeur,
6/ entretien coûteux des appareils nécessitant des arrêts plus ou moins longs.
On a proposé pour éviter certains de ces inconvé - nients d'effectuer l'extraction sous un vide partielce qui permet d'abaisser la température nécessaire à l'opé - ration. !fais les dispositifs qui ont été envisagés à cet effet ont conduit à des installations extrêmement complexes et coûteuses ; de plus le? résultats obtenus ont été peu satisfaisants, l'extraction se faisant incomplètement et la perte de solvant étant environ trois fois plus forte que celle qui résulte du procédé d'extraction ordinaire, à la pression atmosphérique.
La présente invention, au contraire, a pour objet un dispositif permettant d'opérer dans d'excellentes condi- tions l'extraction à basse pression et par suite à basse température, au moyen d'un appareillage relativement simple dont la plus grande partie des organes se trouvent à un même niveau et qui est en conséquence d'une surveillance facile.
Un mode d'exécution de l'invention est représenté à titre d'exemple sur la figure annexée.
L'installation comporte un extracteur 1 dont la chambre de chauffe est constituée par des tubes verticaux
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2 sertis entre deux plaques 3 et 3' . Les tubes 2 sont chauffés extérieurement par de la vapeur vive, arrivant par la tubulure 4, l'eau condensée étant évacuée, par la tubulure 5 et la canalisation 6 dans les purgeurs 7 et 7' .
Au dessus de la chambre de chauffe, dans l'extrac- teur 1, sont disposés deux fonds perforés superposés 8 et 9, le second étant recouvert d'une toile et destiné à retenir les poudres et poussières qui viendraient encras - ser les tubes 2. Une soupape de sûreté est représentée en
58.
L'extraction comporte en outre un gueulard de char- gement 10, un gueulard de déchargement 11, une entrée de vapeur vive 12 et une entrée d'air 13. Le solvant initiale- ment contenu dans le récipient 14 pénètre dans l'extracteur
1 par la tubulure 15 après avoir traversé le réchauffeur tubulaire 16. Pour maintenir le niveau constant dans le récipient 14 et mettre le solvant à l'abri de toute carbu- ration, la partie inférieure du récipient 14 est reliée par une canalisation 17 munie d'un robinet 18 avec un bac à niveau constant 19 rempli d'eau et comportant un trop- plein 20. Le solvant pénètre dans les tubes du réchauffeur
16 qui sont chauffés extérieurement par de la vapeur vive admise en 21. L'eau de condensation est évacuée par le ro - binet 22 et le purgeur automatique 23.
La partie supérieure de l'extracteur 1 est reliée par la canalisation 24 munie d'un robinet 25 avec un ré - frigérant 26 formé de deux plaques 27 et 27' entre lesquelles sont sertis les tubes 28. L'eau froide arrive en 29, cir - cule autour des tubes 28 et ressort par le trop-plein 30.
En outre la chambre de chauffe de l'extracteur 1 est reliée par la tubulure 31, servant à l'extraction de l'air, et la/canalisation 32 avec le réfrigérant 26. Celui-ci
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est mis en communication par la canalisation 33 munie d'un robinet 34 avec une pompe à vide 35, refoulant l'air dans un laveur 36.
Le solvant condensé qui s'accumule à la partie in - férieure du réfrigérant 26 est aspiré en 37 par la pompe à piston plongeur 38, munie d'une soupape de refoulement à ressort 39 et d'un amortisseur 40. Cette pompe refoule le solvant par le conduit 59 dans le récipient 14.
Le solvant qui, dans l'extracteur, s'est chargé des matières grasses, se rend par la tubulure 41 dans le distilleur 42 placé à un niveau inférieur à celui du sol.
Ce distilleur comporte à sa partie inférieure un faisceau tubulaire 43 disposé entre deux plaques 44, 44' . Il reçoit en 45 de l'eau froide qui ressort en 46, et en 47 de la va- peur vive. Le trop-plein d'eau est représenté en 48. En outre dans ce distilleur plongent deux tuyaux 49 et 50, servant le second de barboteur de vapeur et le premier de tuyau d'évacuation des corps gras. Une canalisation 51 con- duit, pendant la distillation, les vapeurs de solvant dans le réfrigérant 26. Le distilleur est complété par une tubulure d'admission de vapeur vive 52 et par une tubulure de dégagement d'air 53.
Chacun des purgeurs 7 et 7' est relié par une cana- lisation munie d'un robinet 54 et 54' à la partie supérieure du réfrigérant ; la tubulure qui relie chacun d'eux à la canalisation 6 est munie d'un robinet 55, 55' ; une tubu - lure 56, 56' permet l'arrivée de vapeur vive tandis aue l'eau est chassée à la partie inférieure par 57,57' .
Le fonctionnement est le suivant : la matière à traiter est introduite par le gueulard 10 dans l'extracteur 1. On commence par ouvrir les robinets 25 et 34 de manière
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à évacuer au moyen de la pompe à vide 35 l'air contenu dans le réfrigérant 26 et dans l'extracteur 1. On ouvre alors le robinet 15 et on introduit dans l'extracteur le solvant qui s'est convenablement chauffé en traversant les tubes de réchauffage 16. Le solvant entre en ébullition dans les tubes de la chambre de chauffe qui sont chauffés exté - rieurement par la vapeur admise en 4. Afin d'éviter les poches d'air qui peuvent diminuer la surface de chauffe des tubes, on fait communiquer la chambre 2 avec le ré - frigérant 26 par la tubulure 31 et la canalisation 32.
L'air est aspiré en même temps qu'une légère quantité de vapeur et l'ébullition se produit uniformément dans tous les tu - bes de la chambre 2. L'eau qui se condense dans cette chambre est évacuée par la canalisation 6 alternativement dans les purgeurs 7 et 7' ,chacun de ces appareils étant dès qu'il est rempli, isolé et remplacé par l'autre par la manoeuvre des robinets 55 et 55' . L'eau qui remplit le purgeur est évacuée par 57 ou 57' au moyen d'un jet de vapeur introduit par 56 ou 56' . Lorsque l'un des purgeurs est ainsi vidé d'eau ou ferme le robinet 57 ou 57' et on ouvre le robinet 54 ou 54' de manière que la vapeur restant dans la purgeur soit aspirée. Le purgeur est ainsi mis sous vide et prêt à recevoir une nouvelle charge d'eau.
Dès que la distillation du solvant est commencée, il se produit une élévation de température qui est décelée par un thermomètre situé à la partie supérieure de l'ex - tracteur. On arrête alors la pompe à vide 35 et le vide est, pendant le reste de l'opération, uniquement maintenu à l'aide du réfrigérant 26 la pompe 35 n'étant remise en marche que lorsque le vide a tendance à baisser : dansce cas la pompe 35 refoule l'air, qui peut éventuellement
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être carburé, dans le laveur 36 qui retient le solvant.
Au bout de quelques heures de marche on ferme le robinet 15, on réduit dans la mesure du possible le volume de la solution dans l'extracteur par évaporation du sol - vant et on évacue la solution concentrée par la canalisa - tion 41, munie d'un robinet 41' , dans le distilleur 42 au'on a mis au préalable sous vide. A cet effet on a ouvert l'admission de vapeur vive 48 ainsi que le robinet 53.
L'air est chassé et s'échappe par 53 ; en ferme les rob- nets 48 et 53 dès que la vapeur y apparait. On ouvre alors le robinet de la canalisation 45 pour laisser pénétrer
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l'eau froide qui refroidit extérieurement les tubes 43 rapidement et condense/la vapeur dans le distilleur 42 : le vide est ainsi établi en quelques instants.
Lorsque la première solution concentrée est passée de l'extracteur 1 dans le distilleur 42, on ferme le ro - binet 41' et on réadmet du solvant dans l'extracteur de manière à continuer l'opération dans les mêmes conditions.
On évacue ensuite, par 46, l'eau de réfrigération du faisceau tubulaire 43 ; ouvre les deux robinets da la canalisation 51 ainsi que l'admission de vapeur du bar- boteur 50. La vapeur se condense dans le réfrigérant 26, ou elle se mélange avec la vapeur venant de l'extracteur 1.
L'eau et le solvant sont extraits: du réfrigérant par la pompe 38 et refoulée par la canalisation 59 dans le ré - cipient 14 où leur séparation s'effectue automatiquement et le solvant revient dans le circuit.
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Les corps gras sont, après leur épuisement total par barbotage, refoulés dans le tube plongeur 49 par la vapeur envoyée par le robinet 52 et la vapeur du barboteur 50. Grâce au refroidissement du faisceau tubulaire 43 par
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l'eau arrivant de la tubulure 45, le distilleur 42 est de nouveau mis sous vide pour recevoir successivement la deuxième solution concentrée, puis la troisième solution.
Lorsque la dernière solution est passée de l'extrac- teur 1 dans le distilleur 42, on laisse ouvert le robinet 41' et on ferme le robinet 25, séparant ainsi l'extracteur le du réfrigérant. On ouvre/robinet 12 pour envoyer directement de la vapeur dans l'extracteur de manière à expulser le solvant dont la matière première est imprégnée. Les vapeurs chargées de solvant passent par 41, 42 et 51 pour se con - denser dans le réfrigérant 26. L'épuisement est terminé quand le niveau du solvant reste invariable dans le ré - cipient 14. On ferme alors les robinets 12 et 41' et on ouvre le robinet 13 pour permettre la pénétration de l'air dans l'extracteur.
La matière traitée sèche est extraite par le gueulard inférieur 11.
On voit que deux appareils seulement, le réfrigérant et l'extracteur,sont tenus sous vide. Il en résulte que le nombre de fuites possibles est très limité et par suite le solvant ne pourra être que peu carburé.
REVENDICATIONS.
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for: DEVICE FOR EXTRACTING FAT AT LOW TEMPERATURE.
It is known that the extraction of fats contained in bodies of plant and animal origin such as oil seeds, skins, tannery waste, bones, wools, is generally carried out by means of any solvent in suitable devices, to atmospheric pressure or at a pressure greater than this.
This operation must be done at a fairly high temperature and has the following various disadvantages:
1 / high loss of solvent, which can reach 0.8 to 1.2%,
2 / risk of fire and explosion resulting from
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the high temperature to which the material to be extracted is brought and which often causes self-ignition,
S / deterioration of certain animal materials such as skin, bones, and wool as a result of the high temperature at which the extraction takes place,
4 / loss of yield as a result of the reduction to powder of these materials resulting from this high temperature,
5 / high steam consumption,
6 / costly maintenance of devices requiring more or less long stops.
In order to avoid some of these drawbacks, it has been proposed to carry out the extraction under a partial vacuum, which makes it possible to lower the temperature necessary for the operation. make the devices which have been envisaged for this purpose have led to extremely complex and costly installations; more the? The results obtained were unsatisfactory, the extraction being incomplete and the loss of solvent being about three times greater than that which results from the ordinary extraction process, at atmospheric pressure.
The present invention, on the contrary, relates to a device allowing the extraction to be carried out under excellent conditions at low pressure and consequently at low temperature, by means of a relatively simple apparatus, most of which organs are at the same level and which is therefore easy to monitor.
An embodiment of the invention is shown by way of example in the attached figure.
The installation comprises an extractor 1 whose heating chamber is formed by vertical tubes
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2 crimped between two plates 3 and 3 '. The tubes 2 are heated externally by live steam, arriving through the pipe 4, the condensed water being discharged, through the pipe 5 and the pipe 6 in the traps 7 and 7 '.
Above the heating chamber, in the extractor 1, are placed two superimposed perforated bottoms 8 and 9, the second being covered with a cloth and intended to retain the powders and dust which would clog the tubes 2. . A safety valve is shown in
58.
The extraction further comprises a loading mouth 10, an unloading mouth 11, a live steam inlet 12 and an air inlet 13. The solvent initially contained in the container 14 enters the extractor.
1 by the tubing 15 after passing through the tubular heater 16. To maintain the constant level in the receptacle 14 and protect the solvent from any carburization, the lower part of the receptacle 14 is connected by a duct 17 provided with '' a tap 18 with a constant level tank 19 filled with water and having an overflow 20. The solvent enters the tubes of the heater
16 which are heated externally by live steam admitted at 21. The condensation water is discharged by the valve 22 and the automatic drain 23.
The upper part of the extractor 1 is connected by pipe 24 provided with a tap 25 with a refrigerant 26 formed of two plates 27 and 27 'between which the tubes 28 are crimped. The cold water arrives at 29, circulates around the tubes 28 and comes out through the overflow 30.
In addition, the heating chamber of the extractor 1 is connected by the pipe 31, serving for the extraction of air, and the / pipe 32 with the refrigerant 26. The latter
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is put in communication by the pipe 33 provided with a valve 34 with a vacuum pump 35, forcing the air into a washer 36.
The condensed solvent which accumulates in the lower part of the refrigerant 26 is sucked in at 37 by the plunger pump 38, provided with a spring-loaded discharge valve 39 and a damper 40. This pump delivers the solvent. through line 59 into container 14.
The solvent which, in the extractor, has taken on the fat, goes through the pipe 41 into the still 42 placed at a level below that of the ground.
This still comprises at its lower part a tube bundle 43 disposed between two plates 44, 44 '. In 45 it receives cold water which comes out in 46, and in 47 live steam. The water overflow is shown at 48. In addition, two pipes 49 and 50 are immersed in this distiller, the second serving as a steam bubbler and the first as a pipe for discharging fatty substances. A pipe 51 leads, during the distillation, the solvent vapors into the condenser 26. The still is completed by a live vapor inlet pipe 52 and by an air release pipe 53.
Each of the traps 7 and 7 'is connected by a pipe provided with a valve 54 and 54' to the upper part of the condenser; the tube which connects each of them to the pipe 6 is provided with a valve 55, 55 '; a pipe 56, 56 'allows the arrival of live steam while the water is expelled from the lower part by 57.57'.
The operation is as follows: the material to be treated is introduced through the throat 10 into the extractor 1. The first step is to open the taps 25 and 34 so
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to evacuate by means of the vacuum pump 35 the air contained in the condenser 26 and in the extractor 1. The tap 15 is then opened and the solvent which has been properly heated by passing through the tubes is introduced into the extractor. 16. The solvent comes to a boil in the tubes of the heating chamber which are heated externally by the steam admitted at 4. In order to avoid air pockets which can reduce the heating surface of the tubes, we makes the chamber 2 communicate with the refrigerant 26 via the pipe 31 and the pipe 32.
Air is sucked in together with a small amount of steam and boiling occurs uniformly in all the tubes of chamber 2. The water which condenses in this chamber is discharged through line 6 alternately in the traps 7 and 7 ', each of these devices being as soon as it is filled, isolated and replaced by the other by the operation of the valves 55 and 55'. The water which fills the trap is discharged through 57 or 57 'by means of a steam jet introduced through 56 or 56'. When one of the traps is thus emptied of water or closes the valve 57 or 57 'and the valve 54 or 54' is opened so that the steam remaining in the trap is sucked. The trap is thus evacuated and ready to receive a new charge of water.
As soon as the distillation of the solvent has started, a rise in temperature occurs which is detected by a thermometer located at the top of the ex - tractor. The vacuum pump 35 is then stopped and the vacuum is, during the remainder of the operation, only maintained by means of the refrigerant 26, the pump 35 being restarted only when the vacuum tends to drop: in this case the pump 35 delivers the air, which may possibly
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be carburized, in the washer 36 which retains the solvent.
After a few hours of operation, the tap 15 is closed, the volume of the solution in the extractor is reduced as far as possible by evaporation of the solvent and the concentrated solution is evacuated through the pipe 41, provided with 'a tap 41', in the distiller 42 which has been put under vacuum beforehand. For this purpose, the live steam inlet 48 and the tap 53 were opened.
The air is expelled and escapes by 53; closes valves 48 and 53 as soon as steam appears. The tap on line 45 is then opened to allow the
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the cold water which cools the tubes 43 rapidly on the outside and condenses the steam in the still 42: the vacuum is thus established in a few moments.
When the first concentrated solution has passed from the extractor 1 into the still 42, the valve 41 'is closed and the solvent is re-admitted into the extractor so as to continue the operation under the same conditions.
The refrigeration water from the tube bundle 43 is then discharged through 46; opens the two taps in line 51 as well as the steam inlet of the bubbler 50. The steam condenses in the condenser 26, or it mixes with the steam coming from the extractor 1.
The water and the solvent are extracted: from the refrigerant by the pump 38 and delivered through the pipe 59 into the receptacle 14 where their separation takes place automatically and the solvent returns to the circuit.
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The fatty substances are, after their total exhaustion by bubbling, driven back into the dip tube 49 by the steam sent by the tap 52 and the steam from the bubbler 50. Thanks to the cooling of the tube bundle 43 by
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the water arriving from the pipe 45, the distiller 42 is again placed under vacuum to successively receive the second concentrated solution, then the third solution.
When the last solution has passed from extractor 1 into still 42, valve 41 'is left open and valve 25 is closed, thus separating extractor 1e from refrigerant. One opens / tap 12 to send steam directly into the extractor so as to expel the solvent with which the raw material is impregnated. The vapors loaded with solvent pass through 41, 42 and 51 to condense in the condenser 26. The exhaustion is terminated when the level of the solvent remains unchanged in the container 14. The valves 12 and 41 'are then closed. and the valve 13 is opened to allow the penetration of air into the extractor.
The dry treated material is extracted through the lower throat 11.
We see that only two devices, the condenser and the extractor, are kept under vacuum. The result is that the number of possible leaks is very limited and consequently the solvent can only be slightly carburized.
CLAIMS.
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