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""Procédé de séparation de liquides et de mélanges gazeux
La présente invention concerne un procédé et un disposi- tif de séparation de liquides, dans lesquels le liquide de re- tour ne vient pas en contact direct avec la vapeur qui stéchap- pa
Les types connus et usités d'appareils de distillation et de rectification, surtout ceux qui servent à la fabrication de l'alcool, sont construits sur le principe du contre-courant de la distillation fractionnée, les substances agissant l'une sur l'autre dans l'échange de chaleur, tellesque des vapeurs et des liquides ou le liquide qui sort du condenseur ou déileg- mateur et les vapeurs qui entrent à un état aussi finement divisé que possible produisant une action réciproque des unes sur les autres.
Le but principal des appareils de ce genre con- @
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sixte à séparer en premierfieu, non pas la partie bouillant difficilement, mais la partie 'bouillant facilement, c'est-à- dire à la faire sortir de la matière en traitement* Bien que la partie bouillant difficilement constitue à peu près les 9/10 de la masse à séparer, elle est non seulement mise en com- munication inutilement et obligatoirement avec les parties re- lativement petites de la fraction bouillant facilement, mais encore amenée au liquide (moût) à vaporiser dans l'alambic.
Abstraction faite de ce que ceci exige des appareils de gran- des dimensions et coûteux, le rendement est très faible. Il faut considérer en outre qu'il n'est pas possible d'éliminer complètement la fraction bouillant facilement lorsqu'il s'a- git d'appareils à fonctionnement périodique, à moins que le produit de la condensation ne soit affaibli dans sa teneur moyenne jusqu'à n'être plus que de qualité inférieure. En ou- tre, la blanquette est mélangée avec les vinasses, de sorte que celles-ci sont aussi rendues de qualité inférieure. En- fin, l'élimination de' la blanquette entraîne à de nouveaux frais.
Suivant la présente invention, les vapeurs D sortant de l'alambic, du four, etc... sont envoyées dans le condenseur, d'où elles passent dans le réfrigérant, au lieu d'être en- voyées à travers les fonds de ouissono Pondant leur trajet jusqu'à condenseur, ces vapeurs chauffent les récipients z montés dans l'enceinte 1 et à travers lesquels on fait passer le liquide sortant du condenseur 3 pour le débarrasser de son alcool.
Les récipients à liquide de retour sont montés à po- sition réglable de façon qu'on @ puisse donner au liquide la vitesse de passage exactement réglée qui est nécessaire pour l'élimination complète de l'alcool, ce résultat étant obtenu en donnant plus ou moins de pente à ces récipients. On peut régler cette pente en déplaçant ces récipients individuelle- ment ou en commun, les récipients étant articulés alternative-
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ment les uns sur les autres,/de sorte qu'on puisse les incliner plus ou moins au moyen de leviers lorsqu'ils sont par exem- ple articules d'un seul cote* Le liquide de retour sort du con- denseur par le tuyau 4, entre dans le premier récipient ou seg- ment de tuyau 2 et afécoule par exemple en zigzag vers le bas.
Le liquide de retour est. évacué par le tuyau 5, sans venir en contact direct avec les vapeurs allant au condenseur.
Les récipients 2 à liquide de retour ou de rectification sont fermés, mais ils comportent des ouvertures. Ils ont une forme étudiée pour empêcher la fraction bouillant difficile- ment de se développer et de s'étaler. rendant que cette frac- tion est débarrassée de l'alcool et sort condensée de l'appa- reil, la fraction légère sort par les ouvertures 25 et se mélan- ge avec les vapeurs venant de l'alambic ou d'autres comparti- ments, en s'enrichissant par conséquent, puis va au condenseur.
Les récipients de rectification ou à liquide de retour sont de préférence tubulaires, de petit diamètre et ils ont une longueur déterminée pour que la fraction légère puisse s'échapper facile. ment et que la fraction lourde soit retenue, ou ne puisse pas se développer. Il faut néanmoins que le liquide de retour soit divisé en filets aussi petits que possible afin que la chaleur soit cédée rapidement, pour séparer la fraction légère, et que le liquide bouillant difficilement sorte de l'appareil par la voie la plus courte après avoir été débarrassé de l'alcool.
On obtient ce résultat en montant plusieurs groupes de récipients de ce genre, 6. 7,8 etc..., (figure 3) en parallèle* Pour obte- nir un produit de haute qualité, on peut du reste modifier sui- vant la figure 3 l'appareil 'représenté dans les figures 1 et 2, c'est-à-dire monter plusieurs condenseurs 3, 9,la en série, le liquide de retour qui sort de chacun de ces condenseurs pas, sant dans des récipients particuliers entourés par une envelop- pe 11. La fraction légère qui se sépare du liquide dans les
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enveloppes poursuit son chemin vans pouvoir arriver dans des ré- cipients où la teneur en alcool est plus faible.
Par l'opération ainsi décrite, on évite une circulation à vide du liquide de retour, de la blanquette et des flegmes avec les vapeurs, contrairement à ce qui a lieu dans les appa- reils connus jusqu'ici.
Tout appareil connu peut être transformé suivant l'inven- tion ; il suffit, en effet, d'entourer sa colonne d'une envelop- pe 12 (figure 5). Les vapeurs sortant de l'alambic sont envoyées dans le condenseur ou déflegmateur. Le liquide de retour pas- sant sur les fonds à ébullition, S'écoule vers le bas, est dé- barrassé de son alcool et ne retourna plus à l'alambic comme jusqu'ici, mais sort au contraire de l'appareil. Ceci raccour- cit notablement la colonne.
On peut augmenter sensiblement la puissance des appareils à colonnes en montant dans l'alambic (figure 4), les appareils tels que les récipients à liquide de retour ou récipients de rectification. Cela est possible sans grands frais dans les appareils déjà existants, sans qu'il soit nécessaire de les mo- difier.
Les récipients peuvent être établis en spirale ou en for- me de serpentins. L'un des serpentins est monté dans le bâti du liquide de retour et comporte de petites ouvertures permet- tant à la fraction légère de s'échapper; le deuxième serpentin 13 sert de condenseur et son agencement est tel qu'il compor- te (figure 4) aux points les plus bas des raccords 14 pour le tuyau 15 ramenant le liquide de retour au serpentin 2 pour lui enlever son alcool. L'alcool sortant des condenseurs par les raccords 16 va au réfrigérant 17. Les masses liquides à sépa- rer, réglées-automatiquement par des récipients à évaporation, peuvent être envoyées par un déplacement en avant dans les alambics, ce qui permet d'éviter également l'évaparation de la masse (moût) dont l'alcool a déjà été séparé.
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On fait passer la massede préférence dans des récipients tubulaires parallèles ouverts en haut et reilés en série de façon à former une chaîne* Ces récipients peuvent être dépla- cs de façon qu'on puisse régler la pénis du liquide qui les traverse et faire varier ainsi la vitesse de passage de la mas- se à débarrasser de son alcool pour qu'elle ne s'évapore pas inutilement.
L'appareil représenté schématiquement par la figure 4 per- met de réaliser une distillation ou rectification poussée, très loin,
Les figures 6 et 7 représentent un appareil utilisable particulièrement pour tirer parti des vapeurs des fours de bou- langerie On sait, en effet, que la pâte est formée de farine, d'eau, de levain et de levure et que la fermentation qui se produit dégage de l'alcool. Pendant la cuisson dans le four (à une température de 200 à 270 C). cet alcool se dégage de la pâte avec de l teau sous forme de mélange gazeux qui s'échappe inutilisé par la cheminée.
Appliqué à la cuisson du pain, le procédé consiste à utiliser les vapeurs ou mélanges gazeux qui se dégagent ainsi dans le four en les faisant passer par l'intermédiaire d'une cheminée dans un condenseur dans lequel la fraction lourde est précipitée au moyen d'un liquide ou son équivalent, dont le point d'ébullition correspond à la tempé- rature maxima nécessaire pour la condensation ou est maintenu @ (C'" à cette température par de l'eau, la fraction légère étant en- suite récupérée dans un réfrigérant par un refroidissement brusque, tandis que la fraction lourde qui se sépare est ren- voyée sous forme de liquide de retour, flegmes, dans les ré- cipients à flegmes ou récipients de rectification en vue de l'extraction complète de l'alcool,
sans venir directement en contact avec les vapeurs allant au condenseur, lesdits réai- pients de rectification étant chauffés par les vapeurs allant au oondenseur ou à la cheminée
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les vapeurs ou mélangea gazeux qui prennent naissance dans la chambre de four 101 sont aspirés dans le coude 103 et dans le bâti 104 grâce au tirage produit par le carneau 102, et ils passent par l'ouverture 105 dans le condenseur 106. Ce condenseur est construit de façon à être alimenté par un liquide correspondant au point d'ébullition de la fraction lourde du mélange gazeux ou par de l'eau de refroidissement maintenue à cette température pour séparer la fraction lourde, La circulation a lieu dans les tubulures 107, 108.
Au conden- seur 106 fait suite un réfrigérant 109, qui précipite la frac- tion légère par un refroidissement brusque au moyen du liquide de refroidissement arrivant par les tubulures 110, 111. cette fraction étant évacuée par les tuyaux 112, 113, tandis que le dernier compartiment est relié à la cheminée 102 au moyen de la tubulure 114. Le condenseur-réfrigérant combine renferme desparois 115 qui forcent les vapeurs ou mélangesgazeux à le traverser dans le sens des flèches. La construction de ce con- denseur réfrigérant peut être telle qu'il y ait entre deux pa- rois 116, 117 des tuyaux réfrigérants.
Toutefois, poux diminuer les frais, on peut aussi adopter une construction dans laquel- le des sections oblongues comportent les tuyaux de communica- tion, de façon que 118 par exemple traverse presque toute la largeur dudit condenseur-réfrigérant. On adopte donc des tuyaux plats à parois juxtaposées de grandes dimensions. Les nombreux petits tuyaux ou les tuyaux plats assurent un échange de cha- leur à action rapide qui provoque la séparation du liquide, Le liquide qui se sépare entre par les tuyaux 119, 120 dans les tuyaux 121, qui comportent une ouverture de passage 122. L'eau de retour de la fraction lourde passe donc de kaut en bas dans les tuyaux 121, les tubulures de raccordement 123 et les ouver- tures 122, puis dans les récipients qui se trouvent au-dessous.
Ces récipients peuvent être constitués par des tuyaux ou avoir aussi des seotions oblongues. Le liquide de retour traverse
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donc l'enceinte 124, et entre dans la tubulure 125 sans venir en contant direct avec les vapeurs ou mélanges gazeux qui mon- tent, mais il vient en contact indirect avec eux, les mélanges gazeux cédant de la chaleur aux eaux de retour qui sont ainsi réchauffées et cèdent l'alcool gabelles contiennent encore, cet alcool s'échasppant par les ouvertures 122 et retournant au condenseur par l'ouverture 105. La séparation de ltalcool est complète et le liquide ne contenant plus d'alcool sort du récipient en 125. La température est maintenue à 85 C, envi- ron dans le condenseur, tandis que celle du réfrigérant peut être d'environ 35 C.
Tour permettre le réglage de la vitesse de retour dans les tuyaux ou récipients condenseurs 121, on peut leur donner une position, réglable, de façon à imprimer à l'eau de retour une vitesse plus ou moins grande suivant la quantité d'alcool contenue dans le liquide.
Grâce à cette disposition, les dimensions de l'appareil sont réduites au minimum et on assure en même temps la récupé- ration complète de l'alcool contenu dans les vapeurs du pain.
Pour compléter le réglage, une boîte inclinée 126 montée au-dessus des tuyaux 121 communique avec un tuyau 121 au moyen de tuyaux 127, de façon que le produit de la condensation dans 119, 120 soit conduit dans le récipient 126 et de là dans les différents tuyaux 121. Suivant la quantité existante, le pro- duit de la condensation est conduit par les tuyaux 127 dans les tuyaux 121. Un autre réglage est encore obtenu au moyen de registres 128 montés au-dessus de l'embouchure des tuyaux 127 et' permettant de faire varier en conséquence la section des tuyaux 127 au moyen de poignées et de tiges filetées.
R àé s u m é.
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