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Procédé de refroidissement.
Lors du traitement du vin par le froid artificiel, on pro- duit momentanément un abaissement de température du vin pour provoquer la précipitation de matières albuminoïdes et autres.
Lors du refroidissement intense des huiles il s'agît de sépa- rer la paraffine et d'autres constituants, sous la forme de cristaux, de flocons ou sous une autre forme, du'-dissolvant restant. Lors de la congélation du moût on produit l'expul- sion, par cristallisation, d'une partie de la teneur en eau pour obtenir une solution plus fortement concentrée. Lors- qu'on congelé de la tourbe humide on parvient après le ramol- lissement à éliminer facilement l'eau antérieurement combi- née. Dans tous ces cas, qui ne constituent que des exemples,
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il s'agit de refroidir une substance le plus souvent liquide pour produire un changement physique ou chimique et séparer des parties de la matière.
Après la réalisation de la sépara- tion il est en outre possible et le plus souvent désirable de laisser s'échauffer à nouveau les produits obtenus. Ceci se fait dans le cas de constituants liquides en général de telle manière que dans dès dispositifs échangeurs le liquide forte- mentrefroidi est utilisé pour faire subir au'liquide à re- froidir un refroidissement préalable avant son traitement.Le procédé suffit lorsque comme pour le vin la proportion de substances solides séparées est relativement minime et que la consommation de froid sert par conséquent principalement à refroidir le liquide,
Il y a toutefois de nombreuses opérations dans lesquelles la proportion des constituants séparés Sous la forme solide- glace, neige, cristaux de composition quelconque- est considé- rable,
par exemple lorsque la congélation est employée pour augmenter dans une forte mesure la concentration du liquide restant,. La consommation de froid sert alors en grande partie à l'extraction de la chaleur latente mise en liberté lors de la formation de neige, de glace ou de cristaux - Sa récupéra- tion dans des appareils échangeurs n'est pas possible lorsque la fusion ultérieure de la neige, de la glace ou des cristaux fournit une quantité de chaleur plus grande que celle corres- pondant au refroidissement de la matière à traiter jusqu'à la température à laquelle se produit la formation de neige,
de glace ou de cristaux** La mesure de la chaleur pouvant être ré- cupérée des constituants solides séparés est encore réduite dans le cas de substances liquides par le fait que la matière à traiter entre tout d'abord de préférence en échange de cha- leur avec le liquide âoncentré obtenu lors du traitement par le froid.
Il. en résulte que jusqu'à présent une grande partie de la chaleur nécessaire pour l'échauffement des constituants séparés est tirée de l'espace ambiant par un long repos ou
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bien est fournie par un chauffage artificiel avec dépense particulière d'énergie* Il est connu dans les machines rigori fiques à vide à plusieurs étages d'utiliser le liquide résiduel sortant de l'évaporateur du dernier étage pour précipiter une partie de vapeur provenant des évaporateurs des autres otages, dans des condenseurs à mélange, après quoi le reste de vapeur est comprimé et liquéfié dans un ou plusieurs condenseurs à refroidissement par eau. Ce procédé représenteune complication non désirée en général parce qu'il nécessite une subdivision de l'évaporateur en plusieurs étages.
Si la proportion des cons- tituants séparés sous la forme solide est considérable, le pro- cédé perd en outre de son importance car il n'utilise que le froid superflu du liquide résiduel et non le froid superflu des constituants séparés,
La présente invention a pour objet un procédé dans lequel le froid emmagasiné dans la substance traitée est employé pour améliorer le mode de travail de la machine de refroidisse- ment, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer la subdivision, possible en elle-même, de l'évaporateur en plusieurs étages.
Tandis que le procédé connu décrit pour la machine frigorifi- que à vide utilise le froid superflu contenu dans le liquide résiduel pour liquéfier partiellement les vapeurs avant leur compression, le froid est employé suivant la présente invention pour liquéfier les vapeurs comprimées de l'agent réfrigérant, Le mode de fonctionnement qui est, à la base de la présente invention résulte de la figure 1.On a désigné sur cette figu- re par 1 le compresseur d'une machine frigorifique qui aspire les vapeurs de l'évaporateur 2 et les refoule dans le liqué- facteur 3. La matière liquéfiée s'écoule par la soupape régla- ble 4 dans l'évaporateur. Dans la chambre 5 se trouve la matiè- re à refroidir. Elle entre en 6 avec une température de 20 par exemple et sort en 7 avec une température de 5 .
La chambre 8 sert à recevoir l'agent de refroidissement par lequel est absorbée la chaleur mise en liberté lors de .liquéfaction de
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la matière employée dans la machine frigorifique. Comme agent de refroidissement on utilise totalement ou partiellement, sui- vant la présente invention, la matière transformée en 5 par le traitement à froid, matière qui entre en 9 et sort en 10. En Il peut se faire d'une manière quelconque la séparation des constituants de la matière traitée par le froid. La solution concentrée peut servir, dans le dispositif échangeur 20, au refroidissement préalable de la matière à traiter. Le second constituant entre en 9 principalement à l'état solide et sort en 10 à l'état liquéfié.
Si l'on néglige les pertes, il règne, dans l'exemple représenté, en 9 une température de 52 et en 30 environ 0 lorsqu'il s' agit par exemple de glace d'eau et que l'eau de fusion ne doit pas être échauffée au-dessus du point de ro sé e.
Le mode de travail représenté n'est toutefois pas possible de cette manière sans des mesures particulières. Le débit du liquéfacteur à évacuer dans la chambre 8 est plus grand, de la valeur thermique du travail du compresseur, , que le débit d'évaporateur mis en liberté dans la chambre 5. Comme en outre, les matières solides formées en 5 ne représentent qu'une partie de la matière envoyée dans le système, leur chaleur de fusion ne peut suffire seule pour absorber le débit du liquéfacteur.
Il est par conséquent nécessaire de liquéfier une partie des vapeurs formées dans l'évaporateur 2, moyennant l' ernploi d'un autre agent de refroidissement, qui sera principalement de l'eau de refroidissements Ceci peut se faire par le fait qu'on monte un second compresseur 12 en parallèle avec le compresseur 1 et qu'on le fait fonctionner à travers un second liquéfao- teur 13 qui est prefroidi d'une manière connue par de l'eau qui entre par exemple à 10 en 14 et sort en 20 par exemple, en 15. 16 représente la seconde soupape de réglage;
la matière traitée qui subit un.étranglement passe par la conduite 17 dans 1' évaporateur 2 Il est à cet effet indifférent que pour les deux circuits on utilise un évaporateur commun, comme on
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l'a représente ou bien deux évaporateurs séparés.
Il est plus avantageux de monter partiellement l'un a la suite de l'autre les deux circuits, suivant la figure 3. Le compresseur 1 aspire ici la totalité des vapeurs prenant nais- sance dans l'évaporateur 2. Une partie passe par le liquéfac- teur 3. Le reste est refoulé par le second compresseur 12 dans le second liquéfacteur 13 et s'écoule de 1 à, comme on l'a décrit antérieurement, par la soupape de réglage 16 et la conduite 17 dans l'évaporateur 2.
Dans le cas représenté, on peut prendre environ 5 pour la température de liquéfaction dans le liquéfacteur 3 tandis que la température dans le liquéfacteur 13 vaut environ 25 . Si l'on pose en même temps la température d'évaporation régnant dans l'évaporateur 2 égale à environ 10 , le premier circuit fonctionne entre 10 et 5 et le second circuit entre 10 et 25-0*La dépense d'énergie par unité de froid débitée est donc dans le premier circuit notablement moindre que dans, le second circuit, environ la moitié dans l'exemple représentée En comparaison du mode de fonctionnement antérieur pour lequel ce sont les conditions du second circuit qui sont à considé- rer,
il se produit donc une économie considérable d'énergie* Cette économie est d'autant plus élevée qu'est plus grande la proportion de la matière fonctionnant dans le liquéfacteur 3 et entrant à l'état solide* Le nouveau procédé convient donc précisément pour les opérations qui antérieurement étaient @ moins économique*- Un exemple de ceci est offert par la déshydratation de la tourbe suivant le procédé par congélation
L'échange de chaleur entre l'évaporateur 2 ou le liquéfac- teur 3 d'une part et la matière à traiter d'autre part peut se faire dans les chambres 5 et 8 d'une manière quelconque,
par exemple par le fait que la matière à traiter entoure les serpentins de refroidissement dans lesquels se trouve la ma- tière de travail circulant dans la machine frigorifique, ou bien indirectement par le fait que suivant la figure 3 la
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matière 1 traiter 18 est conduite successivement à travers la chambre d'évaporateur 5 et la chambre de liquéfacteur 8 et entre ainsi en échange de chaleur avec la surface de re- froidissement de l'évaporateur 2 ou du liquéfacteur 3 par l'in- termédiaire d'un véhicule de chaleur remplissant la chambre 5, en général de l'air. L'échange de chaleur peut en outre par exemple être améliora par, des moyens de circulation spéciaux tels que des ventilateurs.
La figure 3 est en même temps un exemple de l'application de l'invention à une substance pour laquelle la séparation ne se produit pas, comme aux figures 1 et 2, entre la chambre d'évaporateur 5 et la chambre de liqué- fauteur 8, mais seulement dans la chambre de liquéfacteur 8.
Les corps 18 représentent par exemple des blocs de tourbe qui sont congelés en 5, sont dégelés en 8 et cèdent en conséquence en grande partie leur teneur en eau.
Il est également possible d'employer indépendamment l'un de l'autre au refroidissement du liquéfacteur 3 les deux cons- tituants séparés en 11 suivant les figures 1 et 2; le liqué- facteur 3 peut par exemple être subdivisé en deux parties, dont chacune est refroidie par une partie de la mâtiné divisée..' Revendications.
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