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" Perfectionnements apportés au traitement des grains "
L'invention est relative aux procédés pour sécher, emmagasiner et aérer les grains; et elle concerne plus spécialement le traitement des céréales humides dans un silo ou appareil analogue dans lequel les matières s'écou- lent lentement dans une direction sensiblement verticale.
Il est bien connu que la rentrée de la récolte des grains se fait souvent par temps humide de sorte que les grains doivent être emmagasinés dans les dépôts ou analo- gues à l'état humide. Ces dépôts de grains sont générale- ment construits de façon que l'air paisse seulement avoir accès à la couche supérieure de la masse. Si des mesures spéciales ne sont pas prises, le grain commence bientôt à moisir et même à poarrir, ce qui se manifeste par une maa- vaise odeur et par une élévation de température de la mas- se. On sait que, par ce fait, les fermiers ont annuellement des pertes immenses.
On a proposé beaucoup de méthodes, en agriculture,
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pour éviter la détérioration des grains en les remuant soigneusement aveu'des pelles, ce qui amène de nouvelles masses de grains à la partie supérieure de façon qu'elles puissent être soumises à l'inflaence séchante de l'air am- biant. Ces procédés sont, toutefois, peu pratiques et de- mandent beaucoup de temps tout en nécessitant une main d'ceu- vre très coûteuse.
Pour obtenir des résultats plas économiques on a déjà proposé l'utilisation de silos, surtout dans le cas où il s'agit de grandes minoteries et de vastes dépôts de grains, ces .silos comportant un corps vertical, de hauteur consi- dérable, dans le quel les grains sont emmagasinés. Dans la partie inférieure du silo est ménagé an orifice par lequel les grains s'écoulent sous l'effet de[leur propre poids,les grains étant, ensuite, ramenés à noaveaa à la partie sapé- rieure du silo par un injecteur d'air sous pression ou par un élévateur à godets. Chaque fois que les grains sont ainsi transportés, à la partie supérieure du silo, ils sont mis en contact avec l'air.
Une telle disposition est, toutefois, très coûteuse à cause des dépenses en puissance motrice pour le transport des grains de sorte que le prix de revient par unité de poids sera augmenté diane façon considérable comparativement au résultat obtenu pour le séchage. C'est la raison pour laquelle cette disposition n'a pas trouvé une application générale parmi les fermiers de moindre importance qui, évidemment, ne peavent suppor- ter des frais aussi élevés.
On a également proposé de réduire la consommation en énergie, pour le transport, en prévoyant dans le silo des canaux horizontaux pour l'air, établis les ans très près au-dessus des autres, ces canaux 4tant traversés par un courant d'air de séchage, ce courant étant obtenu par tira- ge naturel en chauffant préalablement l'air ou par l'inter- médiaire d'un ventilateur entraîné par un moteur. Ceci n'a
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non plus trouve ane application générale da fait que l'é- nergie nécessaire pour chasser l'air de séchage au travers des nombreux canaax entraîne de grands frais. D'autre part, l'établissement de ces canaux coûte très cher.
C'est éga- lement an désavantage que les canaux pour l'air, établis à proximité les ans des autres, occupent une grande place atile dans le silo de sorte que l'on ne peut traiter que de faibles quantités de grains à la fois.
La présente invention a pour bat d'éviter ces incon- vénients en réduisant les frais totaux, nécessaires poar effectuer les opérations, à an minimum.
En vae de faire ressortir plas clairement l'idée in- ventive, il est nécessaire d'examiner d'abord de quelle façon s'effectue le processus da séchage.
Quand, par exemple, un grain humide est exposé à l'air, la coache superficielle da grain est, évidemment, débarrassée en premier lieu de son hamidité, ce qui se fait assez rapidement. L'effet du séchage s'exerce ensaite bien plus lentement car l'humidité qui se troave à l'intérieur du grain doit, d'abord, parvenir à la surface avant de poavoir être absorbée par l'air sécheur.
L'invention est basé sar des recherches et expériences très approfondies concernant le traitement de séchage et plus spécialement dans le cas de céréales. Quelques-uns des résultats obtenus sont montrés schématiquement sur les fig. 1 à 3 des dessins ci-annexés. La fig. 1 montre un dia- gramme indiquant la relation existant entre l'hamidité P, en % par rapport au. poids des matières traitées, et le temps ;,effectivement nécessaire aa séchage. A supposer que plusieurs échantillons de -grains, ayant le même degré d'humidité Pm, soient soamis à des traitements de séchage différents jusqu'à ce que l'humidité, poar les diffé- rents échantillons, soit finalement ramenée au degré Po.
La courbe supérieure 0 , montrée en traits interrompus, est
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relative aa séchage d'une quantité de grains en contact avec de l'air qai est supposé être pratiquement au repos.
Une durée de séchage de To minâtes est alors nécessaire.La coarbe V, dessinée en traits pleins, est relative au sé- chage quand l'air est chassé à une certaine vitesse,par exemple de quatre mètres par seconde, sur le grain. La du- rée da séchage est alors de T7 minutes. Cette courbe montre clairement qae l'on obtient une rédaction, dans la durée totale da séchage, par le courant d'air, le grain en temps étant, toutefois, le plas appréciable aa cours des premiè- res minâtes. A supposer clayon interrompe le séchage quand il a daré, par exemple, cinq minâtes et que l'hamidité a été réduite jusqu'au point désigné par P1.
Le grain est alors laissé aa repos, par exemple, pendant quatre heures et pais est repris pour un séchage durant cinq minâtes, la masse sabissant, par suite, an nouveau repos de quatre heures, etc. La durée effective da séchage sera alors con- sidérablement diminuée et le résultat final est déjà obte- na après une période de séchage effective désignée par T1. Si, pour an autre échantillon on poursuit le séchage, par example pendant dix minutes on obtient an degré d'humi- dité désigné par P2. Si on laisse les grains au repos pen- dant quatre heureset si on reprend le séchage pendant dix minâtes, etc, Le résultat final est obtena après an temps 12., On constate que la durée effective du séchage est an peu plas longue.
Si le séchage est interrompu après quinze minutes on obtient une humidité correspondant à P3. si les grains sont alors laissés au repos pendant quatre heures et, ensaite, reprrs pour an séchage pendant quinze minutes, etc., le résultat final est obtenu après une période dési- gnée par T3. On obtient de la même façon des degrés d'humi- dité correspondant respectivement à P4' P5 et P6 en adop- tant des périodes de séchage durant, respectivement et par exemple, 25, 60 et 180 minâtes, le résultatfinal étant Obtenu après un temps désigné par. 1, T5 et T 6 pou@un 3666599 5 6
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traitement de séchage interrompe), comme indiqué plus haut.
Le diagramme, montré sar la f ig. 2 montre l'inflaen- ce de la durée de la période de repos, pour une durée de séchage constante,par exemple de cinq minutes. A sapposer que l'on traite plusieurs échantillons ayant chacun an de- gré d'humidité Pm en % et que l'on veuille lentement sé- cher ces échantillons jusqu'à atteindre finalement an de- gré d'humidité 20. La courbe 0, montrée en traits inter- rompus, correspond au résultat obtenu quand l'air est, pratiquement, à l'état de repos. La coarbe V, montrée en traits pleins, correspond au cas où un coarant d'air est chassé avec une certaine vitesse, par exemple qaatre mè- tres par seconde, sar les grains quand on procède au sé- chage , d'une façon continue, sans périodes d'arrêt inter- médiaires.
Si le grain, après cinq minutes de séchage ,est laisséau repos pendant cinq minâtes et est, ensuite, sou- mis à an nouveau séchage pendant cinq minutes, etc., la courbe désignée par V5' est obtenue. Il est vis,ible,par comparaison qae la durée effective da séchage est réduite d'une façon insignifiante. Si on laisse le grain au re- pos, par exemple , pendant qu inze minâtes, après l'avoir sécha-pendant cinq minâtes et si on le sèche ensaite,à nouveau, pendant cinq minâtes, on obtient la courbe V15' La durée effective poar le séchage est ainsi également réduite davantage dans cecas. Si le grain, pour des pério- des de séchage de cinq minutes, est laissé au reposcha- que fois durant une heure, la coarbe obtenue est celle désignée par v60.
Il est visible qae dans ce cas la durée effective du séchage est fortement réduite. Si, de cette façon, on adopte des périodes de séchage' de cinq minâtes et des périodes de repos de deux heures on obtient la cour bedésignée par V120 qui donne ane nouvelle rédaction da temps nécessaire. Si la période de repos est de trois, qua- tre et cinq heures on aura les coarbes désignées respec-
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tivement par V180' V240 et V300. Les grains en temps que l'on constate poar ces dernières courbes sont, comparaté- vement, insignifiantes surtout qae le procédé de séchage considéré en son. ensemble est inatilement prolongé par les longaes périodes de repos.
Il résulte clairement de ces courbes qae le problème se xxxxxx résume à adapter¯ de manière telle la longueur de la période de séchage à la période inactive intermédiaire que la somme des frais pour fournir l'air de séchage et des frais résultant de la durée des périodes d' arrêt soit réduite aa minimum. Une trop longue période d'arrêt est cause, notamment, que le grain doit être accumulé pendant bien longtemps à l'état inactif, dans de grandes chambres de réserve, ce qui augmente à la fois les frais d'établis- sement et de transport poar chaque séchage .L'autre part, on constate que des périodes de séchage trop courtes com- pliquent inutilement les installations nécessaires et aug- mentent ainsi les frais pour l'obtention.
La présente . invention consiste , principalement en an procédé saivant lequel les matières, en passant aa travers da silo, est soumise à an traitement de séchage intermit- tent en traversant ,ane plaralité de zones de séchage éta- blies les ânes au-dessus des autres et des zones intermé- diaires inactives dans lesquelles les matières ne sont pas soumises à l'action de l'air de séchage, les interval- les inactifs entre deux traitements de séchage consécatifs étant plusieurs fois plus longs que la période pendant la- quelle les matières sont soumises au. séchage pour chaque zone de séchage individuelle, de façon que l'humidité qui sabsiste à l'intérieur des grains puisse arriver aux coa- ches superficielles des particules avant que les matières pénètrent dans la zone de séchage saivante.
, La fig. 3 montre, à l'aide d'an diagramme, les varia- tions qui ae produisent poar l'humidité dans la couche su.-
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perficielle des particules de matières quand celles-ci sont traitées selon l'invention. Si on part de l'humidité Pm' l'humidité de la couche superficielle diminue aa débat très rapidement jusqu'à la valeur P1 après ane darde de quclques minutes. Si on continuait le séchage, la courbe d'humidité se prolongerait par la partie montrée en traits interrompas. Il est évident qu'il vaut mieax ne pas prolon- ger trop la période de séchage.
Au cours de la période de repos suivante, qai pont durer plusieurs heares, l'hamidi- té qai se trouve à l'intérieur des grains passe lentement à la surface de sorte qae l'humidité de la couche superfi- cielle atteint lentement la valeur P2 qai, toutefois, se troave à an niveau. notaleement inférieur à celai de la va- lear initiale Pm. Il est visible qa'il n'est pas profita- ble de prolonger trop longtemps la période d'arrêt car la courbe d'humidité de la couche superficielle stappro- che seulement asynptotiqaement de la valeur initiale poar l'hamidité des grains. Ensuite, une nouvelle période de séchage a lieu. qai réduit la valear de l'hamidit à P3 etc.
A la fin de chaque période de repos, l'humidité est ainsi réduite jusqu'à une certaine valear et après an certain nombre de tels traitements de séchage on atteint finalement la valear Po.
On a constaté ,en pratique, qu'un gain considérable en temps est obtena du moment que la darde de la période inactive est de cinq à cinq cents fois plas longue que celle de la période de séchage.
Si on applique les règles ci-dessus pour le séchage on constate qa'on petit avantageasement utiliser de l'air froid ordinaire, pris à l'ambiance,pour réduire l'humidité du grain à une valeur commerciale da moment qae l'humidit# atmosphérique n'est pas trop élevée,par exemple par suite d'une chute de plaie, auquel cas le séchage est, de pré- férence , interrompu et la puissance , nécessaire pour ac- @
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tionner les ventilateurs, utilisée à d'antres effets.
Il peut, toutefois, se présenter qa'il soit désirable, pour gagner du temps, de poursuivra immédiatement le séchage et dans ce cas il est préférable de réchauffer l'air froid en vue d'augmenter le poavoir absorbant poar l'eau de l'air de séchage, c'est à-dire son pouvoir hygroscopique.
On peut alors, constater qu'on peut obtenir un gain consi- désible en énergie, servant à la fois pour le réchauffage et pour entrainer les ventilateurs en. réduisant la vitesse du courant d'air de séchage en proportion avec l'augmenta- tion da pouvoir hygroscopique de l'air de séchage obtenu par le réchaaffage.
Ci-dessous on décrit en détail un appareil pour la mise en oeavre du procédé selon l'invention.
Sur les dessins ci-annexés, la fig. 4 montre, partie en élévation vue de côté, partie en coupe, un silo établi selon l'invention, alors que la fig. 5 est une vue en élé- vation de ce silo. Les fig. 6 à 11 montrent différents détails de ce silo.
Comme visible sur la fig. 4, on fait comporter au silo un corps vertical 1 supporte par une carcasse qui, pour cha que silo, comprend quatre montants 2. Ces derniers sont reliés entre eux par des entretoiseshorizontales 3. plusieurs zones de séchage, sensiblement horizontales, sont prévues dans ce silo. Chaque zone comporte plusieurs traverses horizontales entre lesquelles sont prévues des fentes étroites pour le passage du grain 4 s'écoulant de haat en bas dans le silo. Le grain est ramené à la partie supérieure da silo par l'intermédiaire d'an élévateur, d'an type connu, en utilisant, par exemple, un injecteur d'air sous pression qui refoule le grain par an tube verti- cal 6 jusqu'a la trémie d'alimentation 7.
En descendant dans le silo le grain rencontre des zones de séchage de natures différentes car on a observé
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que le grain doit être soumis , à la partie supérieure da silo, à l'action d'une quantité plas grande d'air de sé- chage du fait qae le degré d'humidité du gtain, au débat de son traitement, est natarellement, le plas élevé. La zone de séchage la plas élevée comporte un certain nombre de traverses constituées sous forme de panneaux rectanga- laires 8 dont les longs côtés sont horizontaux et dont les courts côtés sont fixés aux parois du silo, ces panneaux étant obliques et parallèles entre eux. Cette zone pour- rait, évidemment. être constituée comme montré sur la fig.
6 pour laquelle les panneaax sont montés en zig-zag. Cha- que panneau comporte à son extrémité supérieure an rebord
9 dirigé quelque pea vers le bas toat en poavant être ré- glable en position par rapport au panneau. Le rebord sert à régler l'épaisseur de la coache de grains qui passe en- tre les panneaux. Par suite de l'effet de glissement na- tarel, les grains forment un talas 10, montré sur la fig.
4, l'inclinaison des panneaux étant telle que chaqae talas 10 toache le panneaa correspondant à son bord inférieur.
Entre la surface 10 xx du talas et le panneau 8 se forme un espace vide qui constitue an conduit oa un passage pour l'air de séchage. Cet air est alors introduit par des ouvertures triangalaires 11 ménagées dans les parois laté- rales da silo, le bord inférieur des/dites ouvertures étant, de préférence disposé an pea au-dessus de la surface 10 formée par les grains. Les traverses qai subissent la pression des grains qui se troavent sur eux, sont de pré- férence, supportées par les entretoises susdites 3.
Après que les grains dnt dépassé les canaux de séchage, ils pé- nètrent dans une zone inactive 11 qui pst propre à contenir une quantité de grains qui est plusieurs fois plus grande que celle qai est traitée, chaque fois, dans la zone de séchage immédiatement supérieure.
La zone de séchage suivante est constituée,dans l'exem-
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pie représenté, d'une manière quelque peu différente.. Dans ce cas les canaax pour l'air sont prévue en dessous de deax coaches de traverses horizontales 12, ayant une sec- tion en forme de V, en dessous desquelles les grains for- ment des talas natarels comme visible sur la fig. 4. L'air est, de préférence, débité par un conduit spécial 13 qui se trouve à proximité de la pointe du V et communique avec le passage poar l'air par de petites ouvertures ou fentes 14. De cette façon le courant d'air est dirigé directement vers la couche de grains qui se trouve en dessous de la traverse.
Les grains pénètrent alors dans la zone inactive 15 et, ensuite$ dans fine nouvelle zone de séchage compor- tant une seule couche de traverses 16 en forme de V. ces traverses forment, de la même façon, des passages poar l'air suivant leur face inférieure. Les traverses compor- tent, en dessous, des chicanes 17 comme visible plus spécia- lement sar la fig. 8. Ces chicanes sont disposées de ma- nière telle que le courant d'air est obligé de balayer la couche de grains en suivant an chemin en zig-gag.
Le grain passe, alors, dans la zone inactive 18 et, ensuite, dans ane zone de séchage constituée par des traverses horizon- tales 19, en forme de V, la section des passages pour l'air étant diminuée par des baguettes 20 établies à la pointe du V, ces baguettes donnant à la face inférieure des traverses ane forme nervurée. L'air est introduit, de la façon asaelle, par des orifices 21 ménagés dans la pa- roi du silo. Le grain passe alorsdans une zone inactive 22 et, ensuite, dans une zone de séchage constituée par des traverses horizontales 23 en forme de V. La section transversale da passage poar l'air est encore réduite davantage pour ces traverses en ayant recours à des ba- guettes 24 de forme triangulaire.
Ensuite suivant ane nouvelle zone inactive 25 et ane zone de séchage constitués par ane couche de traverses horizontales 26 en forme de V dans les quelles la section de passage poar l'air est con-
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sidérablement rédaite en ayant recoars à des baguettes rectangulaires 27. Le grain pénètre alors dans an disposi- tif débitear comportant plusieurs traverses horizontales
28 en forme de V, établies très près les. unes des autres.
En dessous de cha que fente oa orifice de décharge, formé entre deux traverses voisines on a établi un rouleau os- cillant 29, de section rectangulaire, articalé à deux entretoises horizontales 3, établies en regard l'une de l'antre, les axes des rouleaux faisant saillie à l'exbé- rieur du silo et portant des bras 30. Ces bras sont reliés à ane tige commune 31 qui est susceptible d'être déplacée, suivant an mouvement alternatif, de toute manière appro- priée.
Ces rouleaux sont établis de manière telle, par rapport aax fentes de décharge que, les rouleaux étant à l'arrêt, le xxx grain ne paisse pas s'écouler par dessus les bords inférieurs des rouleaux.par suite de l'effet de friction existant entre les particules mais que, les rouleaax étant entraînés suivant an mouvement oscillant, le grain paisse s'écouler tantôt par la droite, tantêt par la gauche des rouleaux. Le grain s'écoule, ensuite, suivant une quantité déterminée, par le dispositif débi- teur dans une partie 32, en forme de trémie, d'où il petit être enlevé , d'une manière continue ou intermittente,et amené au sommet du silo par l'intermédiaure du dispositif injecteur 5. L'air comprimé, nécessaire à cet effet, est fourni par une conduite d'amenée 33.
Four pouvoir surveil- ler les différentes zones de séchage on a préva des voyants 34 entre les différentes entretoises.
La fig. 5 montre une disposition appropriée pour ane installation comportant deux silos . Il est à remarquer que le nombre de silos n'est évidemment, pas limité à deux.
On peat également établis-les différents silos de façon qu'ils forment an unique ensemble. uomme visible sur le dessin les passages pour l'air d'un silo sont reliés en
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séries aux passages correspondants de l'autre silo par l'intermédiaire de conduits 35 en tôle ou en bois. Tous les passages sont alimentés à la fois par an ventilatoar 36 et par l'intermédiaire d'an conduit 37 communiquant avec tous les passages. Ledit ventilateur peat, par exem- ple être entraîné par an moteur électrique 38.
Le conduit 3.1 peut, évidemment, être établi entre les deux silos et dans ce cas les passages pour l'air de séchage sont reliés entre eux en parallèle. L'air comprimé nécessaire au transport du grain est fourni par an ventila- tear 39 qui, à l'aide d'un conduit 40, communique avec; les injectears des deux silos. Ce dernier ventilateur est de préférence, alimenté par un moteur électrique 41, lequel, de même que celai désigné par 38, est branché à un circuit d'alimentation 42. Ce circuit comporte un in- terrupteur aatonatiqae 43 propre à être commandé par an solénoïde 44. Ce dernier peat être excité par une batterie 45 et an relais 46 .
Ce relais ne fait pas partie.de l'in- vention et est relié, d'une manière appropriée, à an hy- gromètre qui, quand l'état hygrométrique de l'air dépasse une valeur déterminée, agit sur le relais qui ferme le circuit local de façon à produire l'excitation du solénol- de 44 pour interrompre le circuit des moteurs. Quand l'é- tat hygrométrique tombe en dessous d'une certaine valeur, l'interrupteur 43 ferme à nouveau, le circuit.
Il est essentiel, dans le cas où les zones de sécha- ge sont constituées comme dit ci-dessas, que chaque partie de la masse de grains soit obligée de traverser les pas- sages poar le séchage saivant une minée couche pour évi- ter que certaines parties/des grains ne soient pas soumises effectivement à l'influence de l'air. Du. moment que cette cendition est remplie, on peut constituer les zones de sé- chage sous blendes formes diffère nies sans sortir de la portée de l'invention. C'est ainsi et comme montré sur la
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fig. 7 que les différentes traverses 47, en forme de V, peuvent être établies à des niveaux différents.
Dans ce cas on peut prévoir des chicanes 48 qui obligent les grains à passer le long da conduit d'air supérieur et le long da conduit d'air inférieur sous forme d'une mince couche.
Après que le grain à traversé une telle zone de séchage, il pénètre de la façon décrite ci-dessus dans ane zone inactive.
Les traverses ou panneaux 49, montrés sar la fig. 9, sont articulés à leur extrémité supérieure 50 et sont reliés entre eux, à leur partie inférieure,par une tige de commande horizontale 51, laquelle tige, en étant dépla- ' cée dans l'un ou l'autre sens, permet de régler l'épais- seur de la couche de grains qui s'écoule vers le bas et, par conséquent, la section transversale des passages pour l'air, La fig. 10 montre, d'une manière similaire, de quelle façon on peut munir le bord inférieur des traver- ses ou panneaux 52 de volets orientablles 53 qai, par leur position angulaire , réglènt l'écoulement des grains et la section transversale des passages pour l'air.
Pour l'exem- ple montré fig. 11, les traverses ou panneaux 54 compor- tent, à lear bord supérieur, des volets orientables 55.
L'invention n'est , évidemment pas limitée aa cas où les traverses pont constituées de manières différentes, pour les différentes zones de séchage. Il est évident qae le même agencement pour les traverses peut être adopté sur toute la hauteur du silo oa, tout au moins, pour des groupes de zones de séchage sans sortir de la portée de l'invention.
Dans l'exemple indiqué on a admis que le grain est transporté au sommet da silo par l'intermédiaire d'on in- jecteur à air comprimé. Il est évident que l'on pourrait avoir recours à un@élévateur à godets oa analogue.
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Selon l'invention, on dispose ,de préférence, des obturateurs réglables aux orifices d'entrée des passages pour l'air en vue de contrôler le débit de l'air aa tra- vers desdits passages ou d'assurer la distribution de l'air dans ceux-ci. Qaand la plus grande partie de la masse est séchée oa pour toute autre raison, il peat arriver qae la, quantité de grains à sécher n'est plas suffisante pour remplir complètenet le silo. Dans ce cas, on ferme les passages supérieurs pour l'air aux en- droits où il ne se trouve pins de grains, l'air traver- sant simplement les passages inférieurs entourés par la masse de grains. On obtient ainsi an fonctionnement ra- tionnel et une économie d'énergie poar actionner les ve ntilatears.