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Procédé et appareil de séchage.
La présente invention concerne un procédé de traitement et de séchage de substances déterminées de façon qu'une quantité aussi grande que possible d'eau ou (l'un autre li- quide pouvant être envisagé soit aspirée ou exprimée à l'état liquide avant le séchage proprement dit et extraite (le la matière à 'sécher, ainsi que le dispositif de mise en pratique de ce procédé.
Si l'on fait abstraction de l'eau qui adhère à le, sur- face d'une matière à sécher, l'humidité est généralement fixée de deux façons dans cette matière : sous forme
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d'humidité e.jill.i:ee et sous forme d'humidité 1Â4.osco- ri clue Celle de>; S <¯e LT in¯¯:ic:4iv c.u.i 1,,'w xi=.ic yt 2 CiApillarité est :1'eûei7Ll,f,' dsjas lc& 7c,i&&es.ux .L.:..145, limites sur tout leur pourtour i: ".1' des ;,.' 1Cta.S solide et s'eteu- à<n t j jusÇU'à lu sm'fr.ce de î à: ..;nt 1 é:. e Ces vr,ibbeu
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remplis d'eau ne sont souris ', u11 Eat ioil des ef-'ort capillaires.
Tar l'intervention d'efjforts s T o;o s.i2t à ceux-ci et -plus rcazds çmTeus., on peut donc fcire cix sox- te gue l'huriicli"L)6 à i'ixc.tion capillaire norte a l, surf4- ce de lu matière sous forme de liquide ut s'écoule égale-
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ment sous cette forme.
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:J.ors,clue celle des parties de l'humidité qui est fixée Dur capillarité est en relation uvcc 1:;. surface de 1cl matière, l'humidité h-,-,,,a7osco:piauc- e-at emprisonnëe les
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parois des cellules des corps en .tissa cellulaire. Ces
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parois ne présentent aucun obstacle s.u pK.sss.se de l'huhtidi- té sous forme de vapeur ni dais l'un ni d:'ns l'autre sens, M44is elles sont complètement imperménbles l'haniàit6.
Comme beaucoup de chaleur est fixce sous forme de cha-
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leur de formation de vapeur lorsqu'un liquide passe à l'état de vapeur, et comme la production de cette chaleur
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est toujours accompagnée de fr?JLs considérables, il est clwix quTO22 doit restreindre le plus possible liu*'U-ilîst4- . tion de ce passage dans une opërf'tion de sdahc.Se ration- nellement conduite, En outre, corme l'extraction de l'hu- midité peut Mvoir lieu, sans modification rie son état molé- claire, dans un temps considérc.bleinent plus court que ce- lui qui est nécessaire pour lu formation de vapeur l)u3: évaporation ou vaporisation, on doit chercher Mussi au- tunt que -possible à é1ililiner l'hamiàit± sous forme de li- quide.
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Il résulte de ce qui précède que, plus est grande, des parties de l'humidité fixée par capillarité dans la matière à sécher, celle qu'on peut éliminer sous forme de liquide, plus le séchage est avantageux. Il s'ensuit également qu'il ne peut être g,uestion ici quede la partie de l'humidité qui est fixée par capillarité,
La présente invention apporte un nouveau moyen par le- quel l'humidité, fixée par capillarité peut être éliminée sous forme liquide de le, matière à sécher, et on décrira. ci-dessous un procédé basé sur ce moyen.
Si l'on applique en effet dans la ma.tière à sécher une surpression en arrière de toutes les colonnes d'humidi- té constituées par l'humidité retenue dans les vaisseaux capillaires,, cette surpression exprime l'humidité en ques- tion, ce qui a pour effet d'éliminer sous forme de liqui- de l'humidité fixée par capillarité. On peut d'ailleurs toujours régler la grandeur de cette surpression de fa- çon à obtenir une action suffisamment forte.-
La faon de produire une pareille surpression consis- te à comprimer d'abord l'air ou un autre gaz approprié se trouvant dans la chambre contenant la matière à sécher.
L'humidité emprisonnée dans cette matière sépare :.lors de gr ndes quantités d'air ou du gaz connexe, ces quanti- tés étant d'autant plus grandes que la pression utilisée est plus forte. L'humidité hygroscopique participe aussi à cette séparation, l'air ou le gaz pouvant s'échapper li- brement à travers les parois des cellules.
Lorsque, la presbion est supprimée dans la chambre, l'air ou le gaz absorbés par l'humidité sont libérés et comme. leur pres- sion est plus forte que colle .qui .règne maintenant dans la. chambre, et d'autant plus forte que la compression précé- dente été poussée plus loin, cet air ou ce gaz tendent
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à sléahcldper hors de 1" matière à Géchcr.
Toutefois, comme la majeure partie de 11 1.ir oa ('.0..;r'.z :.!1'0cdeIDIn8ntï absorbes dans lThu,llicli 1:;6 Liiiè i,;;:r Oç(1)illÍ.;,1'it et le. to- talité de l'air ou du gaz absorbes CL7aus l'humidité h gros- copigae rencontrent dans leur tl' jet vers l'extérieur les colonnes d'huiniditë emprisonnées dro1S les *"àisse--u>. aapil- 1l:J.ires, ils poussent celles-ci ë..evtil1t eu#i, (Le sorte gàe cette partie de 1'iiuiJi<",it± sort à la sulvs.ce de 1& :.wië- re a sécher et s'écoule. 2our rmollir lu. !;l<::1.tiè:;:'e à sé- cher et mciliter d'ailleurs s 1r 0t1e' de l'eo.u hors de cette matière, on faît en sorte cac l r <.::11' c;oiaaßir.z d.?-LJS la, OharJ101'e circule à travers le uc-<tièr<:: 1;
80c11e1' :;?é.llC'LC:llt le ch8.u.ffage, (Le ftiçon à la. chauffer. lio;1=:..c le cm.ufi'e a lieu 2.insi au noyen d'air dont li pression est supérieu- re à 14 pression atmosphérique, son cti011 est oonsidM'-'- blement plus grande sae si le cï:^.u::z;,;e v<it lieu <;'.0. [,10- yen d'air à le, pression ""tjlOsJ!hr,iÇ1.tH.. seulement.
Pour expliquer le procède :f)rr un exenpie concret, on le décrira ma,inGez2GUnt dans son application .....u. szech7e du
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bois.
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Dans le dessin '11lJe,é :
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La. figure 1 montre, vue en bout, une installation pour
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la mise en pratique du procède, 1=<. Oh,,'J;111'6 cylindrique appropriée étant l'ej?résel1t&e en coupe.
Les figures 2 et 3 sont des vues de îJtc,11.
Le bois est représente ici sous forme de planches 1 entassées librement sur des ohr-riots x. Ceci pour que l'air ou le gaz utilisé ;puisse se mouvoir librement au- tour du bois, ce qui est s.vztG..geux, 1'{Absorption de lteiir ou du gaz aymàat lieu à travers les Durois dans les cellules du bois. Pour faciliter une oirculution vive,
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on laisse libre, lorsqu'on entasse les pluches, une cheminée 3 recouverte à sa partiel-supérieure.
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les chariots 2 sont introduits dans le récipient cylin- drique T fermé hermétiquement.
Ce- récipient comporte à sa partie inférieure, pour la circulation de l'air, un
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tttr.ibour 4 régnant sur toute sa longueur et ciomport&1it une fente 5 sur sa face supérieure. on peut régler la iar- geur de cette fente oa moyen de plutez2.= 6 (figures 2 et 3) places au-dessus et pouvant être fixes dans une posi- tion appropriée au moyen des trous oblongs 7 et des
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écrous 8> De chaque côté et au-dessus de lu fente 5 se trouve un tube 9 comportant des trous dirigés vers le haut et dans lequel on peut refouler par le tuyau 36
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I)cr le robine't 67 de la vapeur provenkàt de la, conduite maîtresse 10.
A l'intérieur de la chambre T sont disposées des cou- pelles d'aspiration 6' comportait des trous sur les cô-
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ts et reliées uu condenseur KI par des tuyaux 7' et un tuyau 8 t Le condenseur gZ est lui-même relié par un tuyau 9* au récipient B.dans leduel est montée une ,bat- terie thermique de type connu (non représentée) chauffée de façon appropriée au moyen de vapeur venant de la con- duite maîtresse 10 et arrivant par le robinet 11 et le tuyau 12, ainsi qu'un ventilateur ordinaire (également - non représenté) entraîné par le moteur M1.
Ce venti-
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tuteur refoule l'air à travers le to.yti '1;5, l'humeoteur 14, qui reçoit de le, vapeur de la. conduite maîtresse lu par le robinet 15 et le tuyau 16e et à travers le. tulî' 1-1"7 dans le tambour 4. Le condenseur K1 et le condenseur K2 reçoivent leur eau de refroidissement.des puits respectas G1 etG2 par le tuyau 28 portant un robinet 39 et par le tuyau 40 portant un robinet 41, L'eau do-refroidissement utilisée et condensée est aspirée par la pompe à eau VP
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à travers les tuyaux 42> 40 et les robinets 44j 45.
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L'air ou le gaz sont cmnprinés et aspirés p<;,,1' IL pompe
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à air. LP. qui e'st entraînée par le moteur différentiel u:2 .
Le sens dans lequel la pompe à air 11' refoule 1'*1#> ou le gaz est indiqué par les flèches. Du côté de l'rcpira- tion cette pompe peut être mise en communication #vec l'extérieur par l soapmpe V et le tuyau 18, avec le con- denseur g 2 par la soupape 7Ô,, le jouyma 19 et le tuyau 18, et avec la. cloche à gèt.Z G par les taymax GO et 21, la. soupape Tr et les tuyaux 19 et 18. Du c8te du lefoule- ment, elle peut être mise en co1=ànuliic<:tion pc-r le tayau 2 1 soupope ill et le tuyau. 23 avec le tuyèt.U 8 et pa-r suite avec la chambre T, par le tuyau 22, 1<M soupape V 4 et le tuy>R 24 a,vec l'extérieur et par le tuyau 22, le tuyu,u 25, 11;:1. soupape V, 5 et les tuyaux 26 et 20 c.veo 1;> cloche à
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gaz G.
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Le condenseur K2 est en C;0r.1uU1Jic.- tion pir le ta3. a K7 avec le tuyau. 81 et par suite avec lu C11['".101'e T. L'eau qui sréooule des planches 1 est recueillie "tU fond fie 1c- chambre T, d'où. elle coule drns le jot uollecteur S J}ètl' le tuyc\'u 28 et la soupape 29. Lorsque ce pot est plein, on peut le vider par le robinet 30, 1é, ou,;,3e Le fer- roe.l1t lorsqu'il y h une surpression ou une dépression drns la. chambre T. Toutes les tuyauteries Et tous lis réci- pients sont bien étc.l1ches et leurs dimensions 80nt d'ail- leurs telles qu'ils puissent résister a. 1±, 1>:>es sion exté- rieur de l'air ambiant !:t.uSùi bien .u'u- une burpresaion
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intérieure suffisante.
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Le procédé peut être Lis en pr tic^ue de le. f<:çol1 sui- vante à l'aide de l'installation décrite : Les planches 1 sont entassées sur les chariots 2 de la. façon indiquée et ces chariots sont introduits de.D8 la chambre T, qu'on fermé hermétiÇLuelJel1t. On supposera que le gaz utilisé pour If absorption est de l'acide
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carbonique. la cloche à g G est donc remplie d'acide
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carboniques
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Tour faciliter l'extraction de l'humidité c.pilZa.xe
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il faut chauffer le 'bois. On commence de préférence par
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là et à cet effet on met en marche au. moyen du. motgue eze le veutiiatear monté dans le récipient B, ce Yent.M.aenr continue ensuite à marcher sans inteoernBtioà"'nenàant t'oses les phases de l'opération.
Sîluultan4meut le robinet'11 et le tuyau 12 amènent de'1. vgpeur sur 1&¯bAtt,,r#h thex4 Mique du récipient B. On ouvre gs,lemen' t .e xoir"1 de façon à faire entrer de la vapeur 8BS''l'humpo.'<:eNy , , d'air 14 et à humecter l'air chaud venant d.-à- leur par lo Lcya,u 13# air qui passe ensuite, vox le lyn 17 dans le tainbour 4 où. Il se r4.martit et gai est a,,Ie:COU- là vers le haut dans ia cheminée 3 par la fente! 'A cet endroit l'air se répartit partout 'entre les :Lgp ches zal, qu'il chauffe en se xeeoï.;.s're,,¯éie ,: vapeur insufflée par 1 t hume ateli:r' cl'i à;L, 14:iàé'conrlêilznt
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et produisant par suite le' meilleur tr-ansfer-t de '01,491E>Iïe
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possible.
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Lorsque l'air a ainsi chauffé les planches 1,' Il so:'G . entre celles-ci et il est aspiré dsna les oo.noe11Qs' e'Gs0,. spiration 6t dtoû il retourne par les tuyaux fi.et 8, le conàenseaî et le tayan 9; à'1A batterie thermique au récipient B pour recommencer à circuler d'O 1:g, façon 'éé- ' , orite plus hiut.
Il s'agit maeintenant de refouler da laoide oxbon-, ' que clans le chambre Ti ofoot pourquoi on-00,79 les soü-1 papes T. et i . Ji oaase de 1a OEôprqssioq¯r±gnan% nana la. chambre T, de l'acide carbonique venant de la cloche à gaz G est refoulé d,ns la. chambre T en passamt pee les tuyaux 20 et 26, la soupape '' , le tuyau 25, 1 soupa- pe 7 et le tuyau 23, oeoî 4 poux effet de faire monter
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la pression dans cette chambre; dès qu'elle atteint la pression atmosphérique, l'arrivée d'acide carbonique de la. cloche à gaz G cesse. La soupape V5 est alors fermée,
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la pompe à air 12 'mise en -1,rche et la. soupape Va ouverte.
La pompe à air 12 aspire (le l'acide crboniue de lu clu- che à gaz G à travers les tuyaux 20 et 21, la soupape V2 et les tuyaux 19 et 18 pour le refouler par le tuyau 22,
3 la soupape V., et le tuyau 23 dans la chambre T où la. cir-
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culation est maintenue sans interruption pur le ventila- tour du r4cipient B et où la température cst réglée de façon appropriée au moyen de la batterie thermique et de l'humeoteur d'air. La pression qui règne dans la chambre T augmente jusqu'à ce qu'elle atteigne une hau- teur appropriée, par exemple une surpression de 2 atm., hauteur à laquelle elle est maintenue pendant un laps de temps approprié.
L'acide carbonique se sépare abondam-
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ment de l'humidité contenue d::.l1S les j)hmches 1, aussi bien de l'humidité contenue drus les vaisseaux cr.àJillc-1- res que de l'humidité hygroscopique fixée à l'intérieur des oellules.
Lorsque l'humidité a ainsi été saturée d'acide carbo-
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nique, on arrête zut pompe à i4ir LT et on fer;.e le soupa- pe vo . On ouvre ensuite la soupape yl l'acide carboni- que .'retournl.;:lJ1t rapidement à la cloche à gaz G pû,x le tu-
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yau 27, le condenseur K, , les soupapes Vl et V2 et zur les tuyaux 21 et 20 à cause, de la surpression l'6(;'11<;J,nt dans la chambre T. Il en résulte une diminution rapide de la pression dans lt cbrmbre T, l'acide oc.:c'ool1ic::.ue séparé de 1 'hUuidi té dn1S les planches 1 itnit libéré de nouveau dims le bois dont il tend à -16ch, p.,)er avec une grande force. Pour cela il ne trouve aucun autre chemin à traverser que les vaisseaux capillaires du bois, qui toutefois sont remplis d'eau.
L'acide carbonique chasse
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donc devant lui cette eau/qui est projette' hors des planches 1 et recueillie au fond de la chambre T d'où elle s'écoule dans le pot collecteur S par les tuyaux 28 et
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la soupape 29. Ce pot est ensuite vide de '1 fstgon déiri=. te plus haut.
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four renforcer l'expulsion de' l'humidité, on.oontinne à faire baisser la, pression dans 1µ. 'chambre T loxs,te cette pression est cleso'ondue ju;3tinTà celle cLe.. I$air ex;4, txieur.. cet effet,on ferme 1 soopépo 7"'et OH o.uvge.
. 5...1' ' la, soupa.pe 7.' , après voiT remis lg4* pomPelà ait l3Q,on marche. Cette pompe aspire mqintenoent ltacide aalt6ohigUe hors de la chambre T par le tnyap 2'l, le eondenseux 'K bzz - 1a soupape 7 et les tuyaux 19 et 18, pour-refouler .'.ei.= de carbonique dans la cloche à gaz G par les tuyaux-22,et
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25, la soupape V5 et les tuyaux 26 et 20.
S'il ne suffit pas d'effectuer cette opération une
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seule fois pour expulser du bois toute l'eau fixée ce13illarité, on répète l'opération jusqu'à ce ciuton-,, obtenu le résultat cherché.
Le procède qui vient d'être décrit peut naturellement. être utilise pour toute autre matière à sécher et'il peut être également modifié. Le dessin montre clairement comment il est mis en pratique avec de l'air seul, ainsi
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que ld î=.çon dont il faut procéder lorsqu'on utilise par exemple d'abord de l'air et ensuite de l'acide carbonique
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pour Lttc;xmen l'action du traitement dans les cas qui pourraient se présenter.
L'installation décrite peut naturellement aussi être construite autrement que cela est indique ici, C'est ain-
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si par e-;e.uple qu'on peut utiliser une pompe à air aspi- rante particulière et une pompe foulante au lieu de la pom-. pe cSIDiralite et foulante, etc.. Ces pompes peuvent servir n,ussi au séchage seul au moyen d'air chaud en circulation
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et par l'application 2,1 ter'1.ti ve (Le 1::., pression atmosphé- r iciue et d'une dépression.
L'installation (le scch<.ge peut comporter (Le .l., (,:011 Ci,./!- propriée deux récipients ou chambres de sc:xr.e indépen- dants et montés de le!, façoza décrite ci-deisas :wu.i (Le f: )ion à pouvoir être mis en COfili.:ul1ic'è,tion GIJt:ce eux. Ceci per- met d'y produire s.l.tcrn^.tiveiaelW le vide ut une ",U:J:.i!j."0S- sion. La traDsformution de cette surpression eu .;,>x'e:- sion peut se faire l'::'j? Üi.eme 11 par écoulement i.:',U moment de l'ouverture de la, () OillL.1Ul1 ic{'Jcioll ..1811 tiOll:JC:;, cos.uaii- cation qui est Îeriùée lorsque l'équilibre de :J:cession s'est établi dans les rëcipieuts, cprès iaoi on pousse le vide davantage en pompait.
On peut aussi utiliser des gaz de combustion et les re-
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fouler de la façon indic,ue'dems la matière ci. sécher.
3 E VER TI I C T I 0 S 1. Procédé d'élimination e 1 humidité contenue d8ilS des matières à sécher, caractérisé en ce que l'air ou un
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autre gc-z approprié pouvait être absorbé par cette humidi- té mains non condensé (p?-r exemple de 1 r Mide or.rbonique) est refoulé une ou plusieurs fois sous une surpression dans la. matière à sécher contenue dans un récipient hermé- tique, après 'quoi, lorsque la quantité envisagée d'air ou de gaz a été absorbée par l'humidité de la matière à sécher,
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la/pression régnant dans le réc'ià>ient est réduite et trans- formée en vide après chaque compression dans des conditions de température telles et avec- une rapidité telle que l'hu-
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midité' soit expriméO/.fJrincip1:1.1ement sous forme de liquide hors de la matière à sécher et s'écoule.