BE365334A - - Google Patents

Description

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   "Procédé et appareil pour réaliser certaines opérations chimiques et autres . 



   Dans certains procédés chimiques et biologiques au cours desquels une substance a été enlevée d'un liquide, il arrive que l'on doive,conserver à ce dernier une concen- tration constante plus ou moins accentuée en remplaçant la substance enlevée, ou bien on peut avoir pour but de laisser la concentration de la substance considérée augmenter ou diminuer régulièrement et systématiquement et dans ce cas on  ajouta   une solution de la substance en question.

   

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 si on   effectue     11 addition   de cette solution par traction en la faisant suivre d'une agitation appropriée, on ne peut pas éviter qu'il se tome temporairement en air- tains endroits des zônes ayant une concentration transitoire, dont la valeur est comprise entre les concentrations de la substance dans les deux liquides, ce qui dans   certains   cas peut présenter un inconvénient et avoir un   effet   nuisible sur l'opération chimique ou biologique qu'il s'agit de réa- liser, car cette opération peut par exemple dépendre du main- tien d'une certaine concentration faible de l'une ou de plu- sieurs substances en réaction,

     s'il     s'agit   par exemple de la production de silice   colloïdale   par   l'action     d'un   silicate   alcalin   sur un acide, le silicate   alcalin   ne peut se   présén-        ter qu'à l'état fortement dilué, car aux endroits où la con- centration est plus intense il y a risque que d'autres for- mes de silice se précipitent dans le liquide. 



   Lorsqu'on précipite un sel halogéné d'argent dans des émulsions qui doivent être aussi uniformes que possible. il est également important que   11 addition   de l'agent de pré-   cipitation     dissous   soit   effectuée   de telle manière que la      précipitation du sel   halogéné   d'argent ne puisse se faire en      grandes quantités et sous différentes   formes   et degrés de fine division aux endroits du liquide ou l'on effectue l'ad- dition de l'agent de précipitation. 



   Lorsqu'il s'agit de   la.   fermentation de liquides contenant du sucre, il est quelquefois désirable que la fer- mentation ait lieu dans un liquide nutritif   d'une   certaine concentration, qui doit être maintenue en ajoutant de temps   en temps certaines quantités d'une solution nutritive lorsque les substances sont consommées par le ferment.   

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   Si l'on n'ajoute pas la solution considérée par tractions, mais d'une   tagon   continue en un jet plus ou moins épais avec agitation, l'inconvénient mentionné est quelque peu diminué; toutefois, il est difficile avec les méthodes de travail connues d'éviter complètement ou presque complète- ment l'existence de concentrations transitoires. 



   Le but de l'invention est de rendre possible, dans ce cas et dans des cas analogues, l'addition, de préférence continue, d'une matière dissoute ou en suspension,   d'un li-   quide ou d'un gaz à un autre liquide ou à un gaz   d'où.   la matière dissoute ou en suspension, le premier liquide ou le gaz disparaissent plus ou moins complètement par transforma- tion chimique, précipitation ou autre élimination, en vue d'établir une concentration constante, croissante ou dé- croissante, de la substance dissoute ou en suspension, du premier liquide ou du gaz, par l'addition de la matière dis- soute ou en suspension, du liquide ou du gaz en un grand nombre de points,

   répartis dans toute la masse du liquide ou une partie importante de   celui-ci.   On peut faire   l'addi-   tion en maintenant le liquide en mouvement aux endroits   où   s'effectue cette   addition.   en vue d'éviter la formation de concentrations transitoires dans des parties notables de la masse du liquide dans lequel la matière dissoute ou en sus- pension, le liquide ou le gaz ajouté est introduit. 



   La solution Idéale du problème serait que la quanti- té de liquide ou de matièresajoutées soit répartie unifor- mément en un mombre Infiniment grand de points, répartis eux- mêmes uniformément dans la masse entière du liquide dans lequel doit s'effectuer le remplacement de la substance consommée ou enlevée de ce liquide, et de faire l'addition en ajoutant 

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 la même quantité infiniment petite en chacun des pointe infi- niment nombreux où a lieu l'addition, cette solition idéale ne peut être réalisée pratiquement, mais suivant l'invention, on s'en rapproche autant que possible en ajoutant le liquide ou la matiere à travers un grand nombre d'orifices d'addition qui sont répartis dans toute la masse du liquide ou une partie notable de celle-ci,

   ou qui se trouvent dans un appareil de   décharge   qu'on déplace par rapport au liquide, de façon qu'ils soient ainsi répartis pratiquement dans toute la masse   du   li- quide considéré. La distribution doit dans certains cas se faire dans le volume total de la chambre de réaction, par conséquent aussi bien dans la substance en phase liquide qu'en phase gazeuse. 



   Comme on l'a dit ci-dessus. les points où   l'addi-   tion   s'effectue   peuvent être des ouvertures pratiquées dans un appareil qu'on déplace par rapport au liquide, et il peut être avantageux de répartir ces points de telle manière qu'à chacun   d'eux   corresponde une certaine zône peu étendue de la masse du liquide, de préférence une zône de même étendue pour chacun de tous les points d'addition, pour recevoir du li- quide de ceux-ci. 



   On peut introduire une solution dans le liquide en question à travers de fines ouvertures, qui peuvent être forées dans les parois de tuyaux faisant partie d'un appareil agita- teur et à travers lesquelles la solution est ajoutée sous une pression appropriée, et lorsque l'appareil agitateur est ac- tionné, le mélange est favorisé davantage par l'agitation qui se produit. 



   Lorsqu! on déplace un tel appareil agitateur dans le liquide, chaque ouverture se déplace suivant un certain   tra-   

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 jet dans le liquide et déverse la solution ou le liquide ou le gaz dans la zône la plus proche entourant ce trajet, et si toutes ces ouvertures présentent les mêmes dimensions et sont alimentées de solution ou de liquide ou de gaz sous la même pression, il suffit de répartir les ouvertures sur l'appareil agitateur de telle manière que les zones ci-dessus mention- nées,, qui sont proportionnées à chaque orifice pour en re- cevoir la solution ou le liquide ou le gaz   présentent   le même volume. si les ouvertures existent en grand nombre et sont disposées à proximité les unes des autres et déplacées rapidement à travers le liquide, le mélange de la solution etc.

   ajoutée au liquide se fait pour ainsi dire instantanément, et les zônes du liquide où l'on trouve temporairement des concentrations transitoires deviennent si minimes qu'elles ne peuvent pratiquement pas avoir   d'importance.   



   L'appareil peut aussi être disposé suivant d'autres manières permettant d'obtenir le même résultat. Ainsi, on peut faire circuler le liquide   etc.   une vitesse considérable à travers des tuyaux de section transversale aplatie, dans les parois desquels sont forées une ou plusieurs rangées de fines ouvertures par lesquelles la solution etc. est admise à une pression appropriée, ou bien la solution etc. peut être admise à travers les pores naturels ou artificiels de matières poreuses, telles que les cannes ou autres matières analogues. 



  L'essentiel est que le liquide etc., auquel on donne de pré- férence un mouvement plus ou moins violent par rapport à l'or- gane   à   travers lequel se fait l'addition de la solution, re-   çoive   une solution ou un liquide etc, en un grand nombre de points, qui sont répartis dans toute sa masse, de telle manière   que la   concentration désirée de la substance admise soit attein- 

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 te aussi rapidement que possible sans formation de concentra- tions transitoires dans des zones d'étendue considérable quelconque. 



   Le procédé est applicable à des systèmes comportant l'addition de plus d'une solution ou de plus d'un seul liqui- de ou gaz à un autre liquide ou gaz, et l'appareil peut être arrangé dans ce but d'une manière appropriée. 



   Le fluide etc. à ajouter peut aussi être admis a travers la paroi du récipient qui contient le fluide etc. à traiter, avec ou sans l'aide de dispositifs distributeurs, dans certains cas pendant que le fluide etc. ajouté et le fluide etc. traité sont on mouvement relatif. 



   Le procédé peut être employé aussi bien lorsqu* il s'agit d'exécuter   l'opération   à la pression atmosphérique que dans le vide ou sous pression. 



   Outre l'application du procédé à l'addition de sub- stances liquides de solutions à un liquide d'une manière systématique et uniforme, on peut également employer ce pro- cédé pour ajouter d'une manière appropriée des substances solides en suspension ou des gaz. 



   A titre d'exemple d'une application pratique du procédé on va décrire celui-ci dans son application à la fer- mentation en général et spécialement à la production de levu- re comprimée, notamment de l'aérolevure. 



   On   sait   que la concentration des éléments nutritifs pour la levure dans une solution fermentante est importante au point de vue de la progression de la fermentation. Toutes autres choses étant égales, notamment la température et loin- tensité de   l'aération,   plus la concentration réelle en sucre est faible, plus il se formera de levure pendant la fermen- 

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 tation et moins Il se formera, d'alcool pour une même quantité de matière sucrée employée, inversement une concentration en sucre plus élevée provoquera la formation d'alcool au détri- ment de la quantité de levure produite. 



   Il peut être avantageux de maintenir pendant la fer- mentation une concentration pratiquement constante des éléments nutritifs, particulièrement du sucre, et il peut être bon aussi de modifier pendant la fermentation la concentration des élé ments nutritifs en partant d'une concentration inférieure pour atteindre une concentration supérieure ou vice-versa, Des modifications dans la concentration des éléments nutritifs peuvent se produire, entre autres, dans les   fermentations   où l'on désire une concentration uniforme, étant donné   que Il   peut être très difficile de maintenir une concentration absolument constante pendant la fermentation. 



   Qu'il s'agisse de fermentation du genre mentionné en dernier lieu, ou d'autres fomentations dans lesquelles la concentration d'éléments nutritifs, spécialement du sucre, est modifiée par l'addition d'une solution d'éléments nutritifs ou de solutions en général, ou d'eau, il est important que la modification ne se tasse pas brusquement, mais soit conduite systématiquement de telle manière   qu'elle se   fasse graduelle- ment. 



   En choisissant judicieusement la quantité et la concentration de la solution ou des solutions à ajouter, et en tenant compte de la quantité de la solution en fermentation et de la concentration de celle-ci, il est possible de donner à la solution en fermentation une concentration désirée dans une certaine mesure, comme, lorsque la   fomentation   est con- duite avec une aération intense, il se produit une agitation 

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 relativement violente par suite de l'aération, on obtient   dama   le moût fermentant une concentration relativement uniforme et en tous cas aussi uniforme qu'elle doit   l'être   dans beau- coup de cas. 



   Toutefois dans de nombreux cas, une concentration suffisamment uniforme ne peut pas être obtenue assez rapide- ment de cette manière. on ajoute généralement une solution   d'éléments   nu- tritifs dans la cuve de fermentation de telle manière qu'elle soit amenée d'une cuve de réserve, par une pompe eu autre appareil analogue, dans le moût en fermentation sous forme   d'un   jet plus ou moins épais. Pour cette raison, à l'endroit où le liquide introduit rencontre le moût contenant la levure, et dans une zône plus ou moins grande entourant cet endroit comme transition, il se produit des concentrations dont la valeur est comprise entre les concentrations des deux consti- tuants.

   Il se -produit ainsi des conditions tout-à-fait loca- les de concentration en sucre qui,   oeil   est présent en quan- tité appréciable par unité de volume de moût, est utilisé ra- pidement pour la formation d'alcool par la levure de cette zone. Si dans la fermentation considérée on désire obtenir le plus grand rendement possible en levure et la plus faible quantité possible d'alcool, la formation d'alcool engendré constitue un inconvénient. 



   Dans une certaine mesure, on peut remédier à cet inconvénient en ajoutant le liquide nutritif d'une manière spéciale: ainsi, on sait que, par aspiration dans l'air qui est insufflé dans la cuve, on peut amener le moût sous forme   d'un   brouillard ou à tout degré élevé de dispersion, et on sait aussi que   l'on   peut placer une crépine (pomme d'arrosoir) 

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 -sur le tuyau qui amène la solution nutritive dans la cuve de fermentation de façon qu'elle s'écoule dans cette dernière, non 'pas sous tome d'un jet plus ou moins épais, mais à l'état de pluie (brevet anglais no   270.770).   ces deux dispositions peuvent être utilisées pour remédier quelque peu à l'inconvénient Indiqué ci-dessus,

   mais il est certain qu'elles ne permettent ni l'une ni l'autre de supprimer tout-à-fait cet inconvénient. 



   En effet, dans les deux cas, il ne se mélange instan- tanément à la solution nutritive Introduite qu'une quantité de moût limitée relativement au contenu total de la cuve de fomentation, à savoirla quantité se trouvant dans la zone la plus proche des tuyaux d'admission d'air ou, dans le second cas, de la surface de la levure en fermentation. Tout le res- tant de la masse de moût   n'est   pas mélangé Instantanément à la solution ajoutée, et le volume de moût qui n'est mélangé à la solution ajoutée qu'au bout d'un intervalle de temps plus ou moins long est d'autant plus grand que la cuve de fermentation ,est plus profonde.

   La zone dans laquelle l'activité de la crois- sance est réduite est d'autant plus étendue que les éléments nutritifs contenus dans la solution ajoutée sont consommés plus rapidement par les cellules de levure qui se trouvent dans les deux zones mentionnées, ce qui a pour effet que la capacité de la cuve de fermentation n'est pas pleinement utilisée, 
Si la solution nutritive ajoutée suivant le procédé qui fait l'objet de la présente invention est distribuée de telle manière qu'elle se   mélange   instantanément avec un volume de moût fomentant aussi grand que possible,

   l'activi- té de la croissance de la levure s'étend sur une partie aussi      

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 grande que possible de .la masse de moût en fermentation et on peut augmenter d'une manière correspondante l'addition de so- lution nutritive et par conséquent la capacité de la cuve de fermentation. 



     ,- exemple   mentionné constitue un cas  particulier. 



  Le procédé   n'est   cependant pas limité à l'addition d'une so- lution nutritive unique mais il comprend aussi le mélange du moût en fermentation avec des additions de matières en gé- néral, l'une ou plusieurs de ces matières étant ajoutées en un grand nombre de points qui sont répartis dans toute la masse du moût en fomentation. 



   Les matières ajoutées peuvent être de la levure fraies ou des solutions nutritives en général, ou de l'eau, ou bien la substance ajoutée peut être de la levure, soit à l'état de levure centrifugée ou de levure liquide ou autre genre de levure. Différentes solutions, qui sont généralement ajoutées séparément, par exemple du moût, des solutions   d'aci-   de phesphorique et de sulfate d'ammonium, peuvent être mé- langées, après quoi on ajoute la solution obtenue, ou bien on peut ajouter les différentes solutions séparément en un grand nombre de points qui sont répartis dans toute la masse du moût en fermentation, et de préférence de telle manière que les di- verses matières soient introduites à proximité les unes des au- tres.

   La quantité de chacune des matières ajoutées en chaque point   par,unité   de temps, peut constituer la même fraction de la quantité totale des matières considérées qui est ajoutée dans l'unité de temps à la cuve de fermentation. Suivant des procédés connus, le poids de levure par unité de volume du moût en fermentation peut être réglé par l'addition de levure; en particulier on peut ajouter de la levure provenant de la . 

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 même cuve de fomentât ion, produite par exemple par centrifu- gation de'moût chargé de levure retiré de cette cuve de fer-   mentation     .Le   procédé suivant l'invention comporte la   répar-     tition,   dans toute la masse du moût en fomentation, de levure ayant une ou l'autre origine. 



   Il est entendu que suivant le -procédé qui fait l'ob- jet de l'invention et utilise les dispositifs ci-dessous dé- crits, on peut effectuer des fermentations qui se rapprochent autant que possible de l'idéal, à savoir la production d'un très grand nombre de petits espaces de réaction soumis pra- tiquement aux mêmes conditions et repartis dans toute la cuve de fermentation, ce qui permet d'obtenir une uniformité extrême au point de vue de la concentration de l'un ou de plusieurs des éléments nutritifs, de même qu'au point de vue de la pro- duction d'un poids désiré de levure par unité de volume de moût en fomentation, et le procédé et l'appareil donnent les moyens de régler systématiquement ces quantités. 



   Comme on l'a dit ci-dessus, la solution idéale du problème serait obtenue si le nombre des points où se fait l'addition des   substances   ajoutées au moût était infiniment grand et si ces points étaient uniformément répartis dans toute la masse du liquide. Ceci ne peut pas être réalisé pra-   tiquement ;

     on doit s'en tenir à un nombre limité de points d'addition qui doivent se trouver à une certaine distance l'un de l'autre de telle manière que la solution ou la levure sortant des ouvertures d'addition, par unité de temps, par exemple par seconde, soit admise dans une zône du moût de fomentation ayant une étendue telle que les matières débi- tées soient mélangées aussi rapidement que possible au moût de fermentation contenu dans cette zone, grâce au mélange 

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 provoque par l'aération, par le mouvement de l'organe d'ad-   dition,   la rotation, etc. ou d'une autre manière. 



   Le procédé est applicable   à   toute espèce de   fermon.   tation pendant laquelle on ajoute au moût en fomentation une solution nutritive, des solutions en général, de l'eau ou de la levure, peu importe que l'on retire ou non, pendant la fermentation, du moût chargé de levure de la cuve de fer- mentation, et que l'opération se fasse à une concentration plus élevée ou plus faible des éléments nutritifs, ou que les quantités en poids de levure par unité de volume de moût soient grandes ou petites, et qu'on produise ou non une aéra- tion pendant la fermentation.

   on peut employer le procédé   entr'autres   dans les fermentations qu'on peut amorcer en ensemençant la levure mère (levure d'ensemencement) dans du moût dilué, dans du moût très dilué ou dans du moût infiniment dilué ou dans l'eau et le but de l'invention peut être en pareils cas que la formation progresse d'une manière continue dans du moût très dilué et de telle manière que le moût contenant   la   levure, continuellement prélevé de la cuve de fermentation,, soit complètement fermenté. 



   Il peut quelquefois être avantageux de prendre des mesures pour que la solution nutritive fraîche ne soit ajoutée qu'à une partie de la masse du moût en termen- tation, tandis qu'une zône de celui-ci d'où la quantité enlevée est prélevée ne reçoit pas de solution nutritive fraîche, de sorte que la levure a ainsi l'occasion de con- sommer et d'utiliser la quantité totale d'éléments nutri- tifs ajoutés de façon que la quantité de moût prélevée soit entièrement fermentée. n - 

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Les dessina représentent diverses formes   d'exé-   cution d'appareils permettant de réaliser le procédé sui- 
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 vant l'invention. ' Fig, l montre sC11êmatlquement une coupe à travers une cuve de fermentation cylindrique avec un appareil ad-   ditionneur   de liquide suivant   l'invention;

     
Fig. 2 en est une coupe horizontale vue du dessus-, 
Fig. 3 est une autre variante de l'appareil; 
Fig. 4 est une coupe   horizontale   de l'appareil représenté sur la Fig. 3, vu d'en haut-, 
Fig. 5 est une vue en plan d'une autre variante applicable à des cuves   de. fermentât ion   rectangulaires; 
Fig. 6 est une coupe verticale d'une partie de la variante de la Fig.   5 ;   
Fig 7 représente un   détail;   
Fig. 8 est une coupe à travers une cuve de fre- mentation cylindrique pourvue d'un dispositif d'admission   d'air   en   forme   d'appareil agitateur; 
Fig. 9 est une vue en plan de l'appareil repré- senté sur la Fig. 8;

   
Fig. 10 est une variante dans laquelle les ou- vertures de décharge d'air se trouvent pour ainsi dire dans un seul plan horizontal qui peut se déplacer verti- calement dans la cuve de fermentation; 
Fig. 11 est une coupe transversale de l'appareil de la Fig. 10, vu de naut en   bas;'   
Fig. 12 est une disposition semblable   à   colle représentée sur la Fig. 10, destinée à une cuve de fer-   mentation   rectangulaire et comportant un dispositif pour l'addition simultanée de levure en suspension et de moût 'ou liquide nutritif frais; 

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Fig. 13 est une coupe   verticale   de l'appareil représenté sur la.

   Fig. 12; 
Fig. 14 est une coupe verticale à travers un système d'admission   d'air   comportant des dispositifs d'ad- mission d'air fixes auxquels l'air est admis   à   différentes pressions; et 
Fig. 15 est une coupe verticale à travers un système semblable dans lequel on emploie un système de tuyaux à parois perforées, ce système étant mobile ver- ticalement et alimenté d'air à différentes pressions. 



   Sur les Figs. 1 et 2, a désigne une cuve de fer- mentation cylindrique, qui est pourvue de la manière connue d'une chemise d'eau b pour rendre possible le maintien d'une température déterminée dans la cuve. Le système de tuyaux à parois perfoerées c disposés au fond de la cuve sert à l'admission d'air.

   Un tuyau vertical d qui est fermé à son extrémité inférieure, est tourillonné dans des coussinets ±   et 15.   et un mouvement de rotation peut lui être communiqué par une transmission appropriée, comme c'est indiqué, Le tuyau d est pourvu d'un certain nombre de tuyaux e de plus faible section transversale, s'étendant radiale- ment et dont les parois sont perforées d'un nombre   conve-   nable de trous f;

   à son extrémité supérieure, le tuyau 1 s'ouvre dans un récipient m. dans lequel un flotteur n peut être disposé et flotter de manière à maintenir de la ma- nière connue un niveau constant en étranglant la décharge de la soupape d'admission c. par exemple jusqu'à ce que la quantité de liquide admise pendant un certain intervalle de temps devienne égale à la quantité qui s'écoule de la   cuve pendant   le même intervalle de temps,   s'il     s'agit   de 

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 -fermentation avec prélèvement continu du moût contenant de la levure.   :

  en   supposant que la surface du moût en fer- mentation se trouve au niveau représenté par et   que h   est la différence de niveau entre les liquides dans la, cuve de fermentation et dans le récipient m, en négligeant les résistances du tube et autres faibles influences sans Importance notable, la pression représentée par la   Hauteur   de charge h sera utilisée pour refouler le liquide dans la cuve à travers chacune des ouvertures f, peu importe quelle est leur distance en-dessous de la surface et, si toutes les ouvertures ont les mêmes dimensions, des quantités égales de liquide s'échapperont par chacune de ces ou- vertures par unité de temps.

   lorsqu'on fait tourner le tuyau d, chacune des ouvertures décrit un cercle et dé- charge un très mince jet de liquide dans la zone la plus proche du moût en fermentation, et la distance entre les ouvertures peut être telle que chacune de celles-ci ali-   mente'en   liquide d'addition le même volume de moût   fermen-     tant,.   si le volume, qui est proportionné à chaque ouvertu- re pour être alimenté par celle-ci pendant la rotation du tuyau d, est faible, par exemple un litre, l'agitation pro-   voquée   par   11 aération   aura pour effet que le liquide ajouté 
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 est presqu'ins$antanément mélangé au moût, de sorte que la moût aura la composition voulue dans toute sa masse. 



   Comme   c'est   représenté,   ü   peut y avoir en-dessous du système de tuyaux   e,  une zône située sous le niveau indi- qué par d, ou aucun liquide   ni est   introduit dans le moût, et lorsqu'il s'agit de fermentation avec prélèvement con- tinu de moût contenant de la levure, du moût fermentant peut être retiré par le tuyau de décharge d1 dans la même      
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 u v u ........ proportion que le liquide est introduit dans la cuve a par les nombreuses ouvertures f. de telle .sorte que la quantité de liquide dans la cuve reste constante.

   Dans la   zone   située en-dessous du niveau q. la levure trouve l'occasion de con- sommer les derniers résidus d'éléments nutritifs du moût avant de quitter la cuve par le tuyau de décharge d1. Lors- que par un retour continu à la cuve de termentation de la levure séparée par centrifugation ou d'une autre manière, une quantité désirée de levure est maintenue ou établie dans la cuve. et que la dégénération de la levure est ainsi empè- chée ou arrêtée, la fomentation peut être effectuée conti- nuellement pendant plusieurs jours et nuits dans des condi- tions qui se rapprochent aussi près que possible des condi- tions idéales, avec les avantages consécutifs. si on désire modifier la quantité de liquide ajoutée par unité de temps, il faut modifier la hauteur de charge du   liquide h   ou les dimensions des trous.

     Connne   il n'est pas commode en pratique de   changer   les dimensions des trous, il est préférable de faire varier la pression et ceci peut être effectué très avantageusement, oomme c'est représenté sur la Fig. 7, en munissant le tuyau d   d'un   presse- 
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 étoupe r pour un tuyau d' admi.sion .1 amenant du liquide d'Orne pompe t. la course ou la vitesse de fonctionnement étant modifiée lorsque   c'est   nécessaire de telle manière que la pompe soit amenée à débiter la quantité désirée de liquide par unité de temps. 



   Les Figs. 3 et 4 représentent une cuve de termen- tation cylindrique analogue, dans laquelle le dispositif d'ad- mission du liquide est formé d'un tuyau en   spirale   relié à un tuyau d'admission u; les parois du tuyau 1. sont perforées 

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 et le tuyau   peut   être déplacé verticalement dans la cuve, en produisant ainsi un mélange rapide et uniforme du   li-   quide ajouté avec le moût en fermentation. 



   La Fig. 5 montre une disposition très semblable destinée à être appliquée à une cuve de fermentation rec- tangulaire et comprenant un cadre 1 en tuyaux, dont les deux côtés parallèles sont reliés au moyen de tuyaux transversaux horizontaux y à parois perforées, On peut employer un nombre plus grand ou plus petit de cadres fi- xes de ce genre superposés. 



   La Fige 6 représente deux de ces cadres, et si l'on désire conserver le système de tuyaux mobiles qui donne la meilleure disposition, il est possible au moyen de deux cadres de réduire la auteur à laquelle   l'appareil   d'admission doit être élevé et abaissé à la moitié de celle qui est nécessaire lorsqu'on n'emploie qu'un seul cadre. 



   Les variantes décrites doivent être considérées uniquement comme des exemples, mais l'invention n'y est pas limitée et elle peut comprendre en outre un   disposi-   tif dans lequel les parois de la cuve de fermentation sont percées de trous pour l'admission du liquide, tandis que la moût en fermentation dans la cuve est amené à se dé- placer par rapport à ces parois; de même, au lieu de faire passer à travers des trous forés le liquide qui doit être mélangé d'une manière homogène avec le moût en fermenta- tion, à un degré élevé de dilution, on peut l'introduire à travers des corps plus ou moins poreux. 



   Bien que le cadre x sur les Figs. 5 et 6 soit disposé horizontalement et puisse être déplacé verticale- 

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 ment, un ou plusieurs de ces cadres peuvent aussi être disposés verticalement et déplacés dans le sens de leurs axes horizontaux, Le type d'appareil de distribution que Il y a lieu de choisir dans chaque cas particulier dépend de la disposition et de la forme des cuves de fomentation ainsi que de l'espace, de la hauteur disponible au-dessus des cuves de fermentation, etc. 



   Pour 1- aération de la masse ou du moût en fer- mentation, il est important que l'air soit introduit sous forme de bulles aussi petites que possible, en vue   d'obte-   nir le mélange le plus intime que possible du moût de fer- mentation par l'effet purement mécanique de l'air et pour      que l'air insuflé puisse être absorbé par le liquide fer- mentant de la manière la plus efficace possible. 



   Lorsqu'on emploie les dispositifs connus et uti- lisés jusqu'à présent dans la fabrication de l'aérolevure, la partie du liquide en fermentation qui est la plus rap- prochée des fines ouvertures   d'échappement   d'air des tuyaux d'admission d'air dans le voisinage du fond de la cuve,   ren-   contre l'air à un état finement divisé, tandis que les balles d'air à l'extérieur de cette zone se réunissent plus ou moins vite pour former des bulles plus grosses, qui   s'élèvent   ra- pidement à la surface et quittent alors le liquide. 



   Suivant l'invention, on ajoute l'air au moût ou à la masse en un grand nombre de points situés à différentes hauteurs et répartis dans tout le volume du liquide en fer-   mentation.   



   De cette manière, pratiquement toutes les par- ties du liquide résolvent l'air à un état   finement     divisé,   ce qui facilite le mélange et favorise l'absorption de l'air par toute la masse du moût. 

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   Ceci est important pour toute fermentation   SI et-     tectuant   avec aération et spécialement pour les   fermen-   tations où le moût aéré qui est saturé d'air doit être mélangé à une masse ou moût non aéré ajouté, ou à de la levure en suspension, comme   c'est   décrit ci-dessus. si le procédé suivant l'invention est utilisé pour l'aération dans les fermentations de ce genre, on peut atteindre ce résultat que les trois éléments constitu- tifs qui sont décisifs pour la fermentation,   à   savoir: la levure, la solution nutritive et l'air finement divisé, se rencontrent dans des conditions pratiquement identiques pour tous les éléments volumétriques dont la masse entière du moût de fermentation est composée. 



   Dans un appareil pour réaliser un semblable pro- cédé, les nombreuses ouvertures de décharge du dispositif d'admission   4' air   sont réparties dans toute la masse du moût en fomentation dans la cuve, et elles peuvent soit être disposées en des endroits fixes par rapport à la cuve, soit se trouver dans des tuyaux ou autres corps qui peuvent être déplacés dans le liquide, de telle sorte que le liquide est aéré pour ainsi dire uniformément dans toute sa masse. 



   Qu'il s'agisse d'admettre des substances liqui- des, dissoutes ou en suspension, ou des gaz, la   descrip-   tion ci-après est toujours applicable, un certain nombre de dispositifs distributeurs peuvent se trouver à diverses hauteurs dans la cuve et   d'autres   peuvent se trouver à la même hauteur dans la cuve. 



   En outre, quelques uns des dispositifs distri- buteurs peuvent se trouver à la même distance d'une paroi      

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 quelconque de la cuve et d'autres dispositifs distribu- teurs peuvent se trouver à des distances différentes   d'une   paroi quelconque de la cuve. 



   Le ou les dispositifs d'admission   d'air   peuvent comme il a été dit, être mobiles dans la masse ou le moût en   fermentation   ou bien ils peuvent avoir la forme d'un appareil agitateur et 11 en est de même pour les disposi- tifs d'admission de liquide nutritif et de levure en sus- pension. 



   L'un quelconque des différents dispositifs d'ad- mission qui se trouvent dans le même plan horizontal peut dans une certaine mesure foncer un système séparé dit dis- positif d'admission   d'air   et chacun de ces systèmes peut être raccordé à son réservoir d'air propre, et la pres- sion d'air peut être différente dans les divers réser- voire d'air suivant la 'hauteur de charge du liquide au- dessus des ouvertures de décharge du système considéré dans la cuve de fomentation. 



   Différentes variantes d'appareils d'admission d'air suivant l'invention, sont représentés schématique- ment sur les Figs. 8 à 15. sur les Figs. 8 et 9, 1 désigne une cuve de fermentation cylindrique, dans laquelle est tourillonné un tuyau vertical 2 portant un système de tuyaux 3 à parois perforées, qui forment un appareil agitateur. On peut faire tourner le tuyau 2 au moyen d'un mécanisme de commande approprié; son extrémité supérieure est enfermée dans une boîte à bourrage 4 à travers laquelle de l'air peut être admis sous pression. L'air pénètre dans le li- quide sous forme de nombreuses bulles très fines et est 

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 de cette manière distribue uniformément dans toute la masse du liquide de sorte que l'aération est effectuée très uniformément et très efficacement. 



   Dans ces dispositifs et dans d'autres   disposi-   tifs d'admission   d'air,   les trous peuvent être dirigés de bas en haut, de haut en bas, obliquement de bas en haut ou obliquement de haut en bas, ou horizontalement. 



   Sur les Figs. 10 et 11, le dispositif d'admis- sions d'air consiste en un tuyau 5, présentant la forme d'une   spirale,   susceptible d'être déplacée verticalement à travers le moût en fermentation dans la cuve, au moyen du tuyau vertical 6.   L'air   est admis par le tuyau 7 et un tuyau flexible 8 au tuyau 6, comme c'est représentée De cette manière aussi chaque partie de la masse totale du      liquide contenu dans la cuve regoitde l'air sous   tome   de bulles s'échappant par les nombreuses ouvertures des parois du tuyau 5. 



   Sur les Figs. 12 et 13, on a disposé dans la cuve de fermentation, qui a ici une forme rectangulaire, un cadre mobile verticalement et comprenant une paire de tuyaux horizontaux 9 et   10   d'où partent des tuyaux il et 12 à parois perforées; les tuyau$ 11 raccordés au tuyau 9 peuvent alors servir à   l'admission   de   l'air,   tandis que les tuyaux 12 raccordés au tuyau 10 peuvent servir pour admettre simultanément du moût frais de la manière indi- quée ci-dessus, si on le désire, un troisième système de tuyaux d'admission 13 peut encore être ajouté et disposé par exemple perpendiculairement aux systèmes 11 et 12, et être susceptible de se déplacer verticalement conjointe- ment avec ceux-ci;

   les tuyaux 13 peuvent servir à l'ad- 

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 mission de levure en suspension, si cette admission doit avoir lieu. La levure ajoutée peut, comme c'est indiqué, être de la levure centrifugée prélevée de la même cuve de fermentation et ramenée dans celle-ci, ou bien de la le- vure d'une autre origine. 



   Quelquefois la disposition peut être telle que la levure en suspension   qu'il   s'agit   d'ajouter   ou de ra- mener est introduite dans le tuyau d'admission même et être ainsi injectée sous une forme   finement   divisée ou pulvérisée, conjointement avec l'air, de sorte que cette levure est aérée d'une manière   particulièrement   intense. 



   Dans la variante d'appareil représentée sur la   Fig.   14, on emploie trois tuyaux d'admission d'air 14, 15 et 16, qui, par exemple,, peuvent être du même type que les tuyaux 5 représentés sur les Fige. 10 et   il,   et ces tuyaux d'admission d'air sont   disposés   à des niveaux différents dans la cuve. Le tuyau 16 reçoit de l'air directement du réservoir   d'air   17, dans lequel règne une pression suf- fisante pour refouler l'air à travers les fines ouvertu- res malgré la pression exercée par la colonne de liquide surmontant ces ouvertures.

   Les tuyaux 14 et 15 reçoivent de l'air de réservoirs 18 et 19 respectivement, dans les- quels règnent des pressions un peu intérieures, l'air du réservoir d'air 17 passant par des soupapes de réduction de pression 20 et 21, comme   c'est   représenté. En réglant convenablement les pressions, on peut assurer une aéra- tion uniforme suivant les différentes contre-pressions   correspondant   aux hauteurs de charge variables du liquide. 



     Enfin.   la Fig. 15 montre schématiquement comment un dispositif d'admission   d'air   susceptible d'être dé- 

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 placé verticalement comme celui représenté sur les Figs. 10 et 11, peut recevoir de l'air à différentes pressions cor- respondant à peu près à la charge de liquide supporté à un moment quelconque par les ouvertures de décharge. 



   Le tuyau 6 est monté sur un tiroir allongé 22 situé à l'extérieur de la cuve de fermentation 1 et ce tiroir peut recevoir un mouvement de monte et baisse et être en même temps pressé fermement contre la glace 23. 



  Le tiroir est pourvu d'une rainure oblongue 24 qui est reliée au tuyau, et la glace du tiroir est munie de lu-   mières   25, 26 et 27 situées à des 'hauteurs différentes, qui reçoivent de l'air à des pressions différentes comme et est décrit avec référence à la Fig. 14. Lorsque le tiroir 22 est déplacé dans le sens vertical conjointement avec les tuyaux 5 et 6, la rainure 24 est mise en commu-   nication,   successivement, avec les ouvertures 25, 26 et 27 et vice-versa. 



   Au lieu d'envoyer dans les ouvertures d'admis- sion d'air, comme c'est représenté sur le dessin, de   l'air   venant du même réservoir à air sous pression, ou réel- pient à air, on peut en vue d'économiser la dépense d'é- nergie dans la compression, employer plusieurs réservoirs   d'air   ayant chacun sa pression propre, et alimentés par exemple d'air provenant de compresseurs individuels ou d'un compresseur d'où il est possible de prélever de l'air à différentes pressions, soit en différents endroits du cylindre   s'il   est fait usage d'un   compresseur   à piston mono-cylindrique, soit à différents étages à pressions in- termédiaires si l'on emploie des compresseurs compound,, 

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 si l'on emploie des compresseurs rotatifs,

   de l'air à différentes pressions peut être prélevé en dit- férents points de ces compresseurs. 



    REVENDICATIONS -:-    
 EMI24.1 
 ----------------

Claims (1)

1.- Procédé pour l'addition continue de=@ substance, par exemple un liquide, une substance dissoute ou en suspension, ou un gaz, à une autre substance, par exemple un liquide ou un gaz, d'Où le premier liquide, la substance dissoute on en suspension ou le gaz dispa- rait plus ou moins complètement par transformation chimi- que, précipitation ou autre élimination, en vue d'établir une concentration constante, croissante ou décroissante, de la substance ajoutée, caractérisé en ce que la substan- ce dissoute ou en suspension ou le liquide ou gaz ajouté est admis en un grand nombre de points d'admission qui sont répartis dans toute la masse ou une partie notable de la masse ou du volume de 1'espace soumis à la réaction dans la phase liquide aussi bien que dans la phase gazeuse,

ou dans l'une de ces phases seulement, 2. - Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que l'addition se fait dans le même temps que le liquide est mis en mouvement par rapport à, ses points d'admission en vue d'éviter des concentrations tranoitoi- res dans toutes zônes considérables de la masse de la substance à laquelle la matière dissoute ou en suspension, ou le liquide ou le gaz ajouté, est amené, 3.- Variante du procédé suivant les revendica- ions 1 et 2 caractérisée en ce que les points d'admission <Desc/Clms Page number 25> sont constitués par des ouvertures d'un appareil qui se déplace par rapport au liquide.

4.- Procédé suivant la revendication 1, oaracté- risé en ce que le liquide ajouté est constitué par du moût frais ou une autre solution nutritive pour la levure, des solutions en générai, de l'eau ou de la levure en suspen- sion.

5.- Procédé suivant la revendication 4, caraeté- risé en ce que la levure ajoutée provient du moût en fer- mentation, et est par exemple produite en centrifugeant une partie de celui-ci.

6.- Procédé suivant les revendications 1 à 5 pour aérer le moût ou la masse en fermentation, caractérisé en ce que 1- air est admis en un grand nombre d'endroits, à différentes hauteurs, ces endroits étant répartis dans toute la masse ou dans une partie notable de la masse du moût en fermentation.

7.- Procédé suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que la levure en suspension est introduite con- jointement avec l'air, cette levure étant soit prélevée de la cuve de fermentation et centrifugée, soit constituée par de la levure d'une autre origine.

8.- Appareil pour réaliser le procédé suivant les revendications 1 à 7, caractérisé par un dispositif d'ad- mission pour chaque liquide, suspension ou gaz séparé, ce dispositif d'admission étant pourvu d'un grand nombre ci-ou- vertures de décharge qui sont réparties dans toute la masse ou une partie notable de la masse de moût contenue dans la cuve de fermentation. <Desc/Clms Page number 26>

9.- Appareil suivant la revendication 8. caracté- risé en ce que certaines ouvertures de décharge se trouvent à différentes distances de la surface du liquide, par exme- ple du moût en fermentation* 10. - Appareil suivant la revendication 9, caraoté- risé par une rangée d'ouvertures de décharge situées dans le même plan horizontal. il.- Appareil suivant les revendications 8 à 10, caractérisé en ce que quelques unes ou la totalité des ou- vertures de décharge se trouvent à des distances différen- tes d'une paroi quelconque de la chambre de réaction, par exemple de la cuve de fermentation.

12.- Appareil suivant les revendications 8 à 10, caractérisé en ce quelques unes ou la totalité des ouver- tures de décharge se trouvent à égales distances donne paroi quelconque de la chambre de réaction, par exemple de la cuve de fermentation.

13. - Appareil suivant les revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les ouvertures de décharge sont mé- nagées dans un dispositif mobile placé dans le liquide.

14.- Appareil suivant la revendication 13, ca- ractérisé en ce que le ou les dispositifs d'admission pour les diverses substances présentent la forme d'un appareil agitateur.

15. - Appareil suivant la revendication 8. ca- ractérisé en ce que les dispositifs d'admission d'air sont mobiles dans le moût ou la masse en fermentation.

16. - Appareil suivant la revendication 15, ca- ractérisé en ce que l'air est admis par un certain nombre de systèmes de dispositifs d'admission, chacun des systèmes <Desc/Clms Page number 27> communiquant avec son propre réservoir d'air et la pres- sion étant différente dans les divers réservoirs d'air, c'est-à-dire que dans chaque réservoir cette pression est égale à la contre-pression, ou un peu plus élevée que la contre-pression de la colonne de liquide surmontant les ouvertures de décharge du système considéré dans la cuve de fomentât ion.

17.- Appareil suivant la revendication 16, ca- ractérisé en ce que les différents tuyaux d'admission d'air sont en communication avec un récipient d'air commun par l'intermédiaire de dispositifs réducteurs de pression, qui réduisent la pression à une valeur correspondant à la contre-pression à l'endroit des ouvertures de décharge du dispositif d'admission d'air considéré, ou une valeur un peu supérieure.

18.- Appareil suivant la revendication 17, ca- ractérisé en ce que des chambres d'air sont Intercalées entre les dispositifs réducteurs de pression et les tuyaux d'admission d'air.

19.- Appareil pour réaliser le procédé suivant les revendications 1 à 7, caractérisé par un dispositif d'admission d'air susceptible d'un mouvement de monte et baisse et pourvu de différentes ouvertures de décharge situées de préférence dans le même plan horizontal, ce dispositif d'admission communiquant avec plusieurs ré- servoirs d'air à pressions différentes, de telle manière qu'il soit relié automatiquement au réservoir dont la pression se rapproche le plus de la contre-pression de la colonne de liquide qui, au moment considéré, sumonte les ouvertures de décharge* <Desc/Clms Page number 28> 20.- Appareil suivant la revendication 19, ca- ractérisé par un tiroir qui présente une rainure allongée et est susceptible de se mouvoir sur une glace fixe,

ce tiroir étant relié à un dispositif d'admission d'air par l'intermédiaire d'un tuyau raccordé à cette rainure, et commandant la pression de l'air'par la coopération de la rainure'avec les lumières des tuyaux d'air ménagées dans la glace du tiroir.

21.- Variante de l'appareil suivant les reven- dications 19 et 20, caractérisée en ce que les réservoirs d'air sont supprimés de sorte que les différents tuyaux d'air communiquent avec un récipient à air commun, les tuyaux d'air supérieurs par l'intermédiaire de disposi- tifs réducteurs de pression.

22.- Appareil suivant la revendication 8, ca- ractérisé en ce que les ouvertures de décharge sont ré- parties sur l'appareil de telle manière que la même faible zône de la masse de liquide est proportionnée à chacun des endroits d'admission pour recevoir le liquide, la substance dissoute ou en suspension ou le gaz.

, 23. - Appareil suivant ia revendication 8, ca- ractérisé en ce que les points d'admission sont consti- tués par des ouvertures dans la paroi de la chambre de réaction, des mesures étant prises pour provoquer un mouvement relatif entre le fluide admis et le fluide auquel ce dernier est ajouté.

24. - Appareil pour les usages indiqués, cons- truit et fonctionnant en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.