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Procédé et dispositif pour sécher et griller le malt ou produits analogues.
On a déjà perfectionné dans différentes voies au point de vue technique le séchage et le grillage du malt pour la brasse- rie, mais les dispositifs utilisés à cet effet occupent beau - coup de place, sont compliqués de frais d'installation élevés pour leur exécution et constituent parfois des constructions importantes (tourailles), qui ont toutes ceci de commun, qu'on laisse à l'habileté du malteur le soin d'exécuter plus ou moins bien suivant d'anciens modes opératoires les recettes ou formu- les d.epuis longtemps éprouvées et basées sur de vieilles expé- riences.
La technologie de la production du malt exige un sé- cha,ge et un grillage, car, pendant les deux opérations, il doit se produire une série de transformations chimiques, qui dépen- dent étroitement des conditions dans lesquelles se trouve éven- tuellement le malt.
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Sous le nom de séchage, on comprend l'opération qui réduit la teneur en eau de 40 à 45 % jusqu'à environ 15 à 20 %, aussi longtemps que le malt est encore humide, et on entend par gril- lage l'élévation de température qui suit et qui rend le malt hygroscopique et le sèche jusqu'à la teneur de 3 à 4% d'eau.
Il est particulièrement important de maintenir la vitesse de séchage établie d'après l'expérience et la température ré - gnant dans le malt à tout moment, car de là dépendent la for - mation correcte des matières grillées et aromatiques et d'au - tres transformations chimiques. Il est commun à tous les pro - cédés d'échauffer prudemment les chambres de séchage et de grillage suivant des phases de travail périodique, ce chauffage étant déterminé par le régime adopté pour le touraillage. Ainsi, on traite le malt dans une touraille à trois plateaux, par exem- ple pendant une durée de touraillage de 3 fois 12 heures, c' est-±-dire que le malt reste 12 heures sur chaque plateau, le réglage de la température et le renversement de la matière s' effectuant d'après le régime adopté pour le touraillage.
La présente invention permet d'observer dans de petits dispositifs de construction simple non seulement toutes les rè- gles d'invention empiriques, mais encore d'exécuter l'opération de séchage et de grillage tout-à-fait méthodiquement et suivant les connaissances scientifiques par un mode de travail s'effec- tuant par intervalles de façon continue ou à peu près continue.
On obtient ce résultat, suivant l'invention, en conduisant la matière à sécher de façon connue, d'une manière continue ou intermittente en sens opposé à l'air, avec amenée d'air frais et éventuellement aussi avec chauffage subséquent de l'air de tra- vail, l'amenée d'air frais se produisant, suivant l'invention, au moins en plusieurs endroits en même temps, de sorte que le malt subit une élévation de température d'abord plus lente, et plus tard plus rapide cependant par le mélange d'air frais que lors de simples courants de sens inverses, et en chauffant sub-
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séquemment l'air, le cas échéant, en un ou plusieurs points du contre-courant, dans une section de séchage située en avant, dans la zone dans laquelle le malt est encore humide, de sorte que, comme il sera expliqué plus loin,
on obtient pour l'air de départ des états économiques sans échauffement inadmissible du malt lui-même.
Avant de décrire les dispositifs convenant pour l'exécu - tion du procédé, on expliquera d'abord brièvement les princi - pes d'un touraillage idéal.
Suivant la théorie aujourd'hui connue des procédés de sé- chage (voir par exemple l'ouvrage " Die Trockentechnik Il de H.
HIRSCH, 1927, édition Springer), à une température et un degré d'hwnidité déterminés de l'air de séchage doit correspondre une température déterminée de la matière, qui dépend de l'état humide ou hygroscopique de la matière. Des conditions hygros - copiques différentes donnent des températures différentes, com- me on le montrera plus en détail ci-après en se reportant ± la fig. 3.
On obtient, dans des conditions hygroscopiques, pour un même état initial de l'air de séchage, une température plus élevée dans la matière que lorsque celle-ci est encore humide (exemple du thermomètre humide ). Ceci étint admis, on peut des températures de l'air dans un dispositif à tourailles tirer des conclusions sur la température régnant effectivement dans le malt et employer les températures d'air qui correspondent aux températures de la matière que l'on veut maintenir.
Comme on le comprend habituellement, le régime du tourail- lage se limite donc ordinairement à des indications de tempéra- tures d'air à maintenir, car il semble qu'on maintient alors en même temps les autres conditions mentionnées déterminées d'a - près l'expérience et l'habileté du malteur. La rapidité de sé- chage réalisée à un moment quelconque un endroit quelconque dépend tout particulièrement, en dehors d'autres influences, de
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la position mutuelle du point représentant l'état de l'air et du point représentant l'état de la couche limite .d'air formée à la surface de la matière et qui a la température de la ma - tière, comme cela peut être montré dans le diagramme de Mollier.
Le procédé est exécuté, suivant l'invention, de telle façon que la température de l'air correspondant à la tempéra - ture du malt suivait les traits a -k de la fig.l et coïncidant en substance avec des conditions hygroscopiques du malt, tombe essentiellement plus vite que la ligne i ou t du diagramme de Mollier, afin que les températures et la vitesse de séchage voulues du malt soient maintenues de façon certaine pendant la période de grillage.
Entre les limites des conditions humides, la température de la matière ne peut pas s'élever au-dessus de la valeur qu'indique le thermomètre humide d'un psychromètre, de sorte que par le chauffage ultérieur, on peut augmenter la vitesse de séchage sans dommage pour le malt, c'est-à-dire pour de faibles températures du malt et pour une grande humidité du mal t .
Il est par exemple désirable d'exécuter le procédé de telle façon que l'enlèvement de la teneur en humidité de.2,11 à a" , ou de 42 % à 34 , à 25 , à 12 , à 7 , à 5 , à 4 et à 3 % de teneur en eau, corresponde à une température de malt de o' à a' inférieure respectivement à 30 , 35 , 40 , 55 , 65 , 85 C. , et qu'on prescrive pour le passage d'un état à l'état suivant une durée respective de 3, 3, 4, 3 , 2, 2 et 3 heures.
Le principe de l'invention devient particulièrement clair, lorsque, comme il a déjà été indiqué ci-dessus, on exécute, à titre de comparaison, un procédé continu à contre-courants, conduit de façon régulière, sans addition d'air froid pendant le grillage ou chauffage ultérieur pendant le séchage. Pour des états déterminés de l'air et du malt à l'entrée, pour des pro - priétés hygroscopiques données du malt et pour des quantités relatives données d'air et de malt, les phases d'humidité et de
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température ne dépendent que du chemin que le malt et l'air ont déjà effectué dans l'appareil. A chaque endroit il existe tou- jours un état qui reste le même.
Lorsqu'on limite seulement à la période de grillage un semblable procédé continu à contre-courant, on ne peut pas ob- tenir ainsi du malt comme dans les tourailles périodiques seu - les éprouvées à 2 et 3 plateaux avec période de 8 à 24 heures.
Celles-ci permettent d'obtenir une conduite, favorable et ba - sée sur l'expérience, du séchage et de l'établissement des températures pendant le grillage de la section chimiquement plus importante, qui se distingue essentiellement du simple procédé à contre-courant indiqué ci-dessus en ce que la tempé- rature du malt augmente d'abord plus lentement, jusqu'à ce qu' on ait atteint un séchage important, et est amenée ensuite plus rapidement à la température de touraillage. Dans une touraille à période de douze heures, le mélange d'addition agit cepen - dant sur un malt, dont l'état retarde également de 12 heures dans le développement du malt. Dans la présente invention au oontraire, le mélange d'addition agit au contraire sur l'état du malt tel qu'il existe immédiatement au moment considéré. Il en est de même du chauffage ultérieur.
Il en résulte que dans les tourailles périodiques, il y a évidemment de grands incon - vénients, tels que la grande dépendance des plateaux entre eux, car l'état du malt se modifie fortement pendant la période.
La présente invention permet de déterminer librement, dans la mesure la plus étendue, donc aussi comme il a été décrit ci-dessus, l'enlèvement d'humidité et l'établissement des tem- pératures, et cela par un mode de travail s'effectuant par in- tervalles de façon continue ou à peu prèscontinue, que l'on peut pratiquement considérer comme une exploitation continue.
Dans ce cas, on peut maintenir en chaque endroit un état à peu près stable ou absolument stable, ce qui n'exige qu'un service minimum. Au moyen du mélange additionnel successif ou répété d'air
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plus froid suivant l'invention, pendant l'intervalle du grilla- ge, c'est-à-dier en plusieurs endroits en même temps, on abais- se en ces endroits la température du courant d'air. Le malt qui arrive en sens contraire ne peut évidemment pas prendre des températures plus élevées que le oourant d'air. Il prendra cependant à peu près la température de l'air, car il est déjà très hygroscopique, et cela d'autant mieux qu'il se rapprochera de la fin de la période de grillage, car on obtient là le sé - chage et l'hygroscopie les plus grands.
Plus cette addition a lieu souvent, c'est-à-dire en un nombre d'endroits plus élevé , les quantités d'air réglées pouvant être conservées constamment sans changement, plus on peut régler l'augmentation de tempéra- ture avec finesse et précision.
Pour limiter le travail par intervalles suivant la présen- te invention, qui présente naturellement une périodicité dans la mesure la plus faible, par rapport aux tourailles périodi - ques connues indiquées, on propose, suivant l'invention, d'a - jouter en même temps, au moins à plusieurs endroits, de l'air plus froid pendant l'opération du grillage, car il n'y a pas de touraille où l'on effectue une semblable addition répétée justement pendant le grillage. Si, comme on l'a essayé, on amène de l'air froid sous le plateau supérieur, cela n'est pas une addition répétée pendant la période de grillage, mais la tenta- tive de limiter, pendant la période de séchage, la température du malt en limitant vers le haut la température de l'air, aussi longtemps que le malt est encore humide.
Ce but est également atteint, maisseulement avec une grande perte d'air et de cha- leur, car cet air est peu susceptible de recevoir de la chaleur et de plus, il s'échappe froid de la touraille. Une bonne éco - nomie, c'est cependant de n'avoir que de l'air aussi chaud que possible, et en tout cas saturé. Or, on ne peut avoir une forte saturation que lorsque le malt est très humide, donc seulement de façon constante dans un appareil continu à contre-courant,
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où l'air sortant part toujours du malt le plus humide.
Aussi longtemps que le malt est aussi humide, l'évaporation de son humidité agit comme une machine frigorifique et le malt ne peut prendre que la température que l'on désigne par la limite froide d'un état d'air et qui est identique à celle que prend un thermomètre humide ; on peut employer ainsi de l'air très chaud, sans élever la température du malt. Dans aucun appareil connu à contre-courant de type continu, il n'est possible de maintenir systématiquement une température élevée de l'air du côté de l'entrée du malt.
La description qui suit de l'installation et l'explication de son mode de fonctionnement montreront comment on peut exé - cuter l'exemple mentionné ci-dessus suivant le procédé et la forme d'exécution représentée aux dessins.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig.l montre le cours du procédé représenté dans un diagramme de Mollier.
La fig. 2 montre la dépendance de la température et de la teneur en humidité en pourcentages (axe des ordonnées ) par rapport au temps en heures (axe des abscisses) pour la matière à sécher suivant un régime de touraillage.
La fig. 3 montre le diagramme de la dépendance entre l'hu- midité relative de l'air (ordonnées) et la teneur en humidité de la matière (abscisses) pour une vitesse de séchage infini - ment petite.
Les figs. 4 et 5 montrent un exemple d'exécution du dispo - sitif pour effectuer le procédé de séchage et de grillage, en coupe longitudinale et en coupe transversale suivant la ligne V-V de la fig.4.
Le dispositif suivant les figures 4 et 5 comprend un tam - bour allongé 1 , qui est entraîné en rotition par unjeu d'en - grenages 2, 3 et repose sur des galets 4. Dans le tambour sont disposés des organes de guidage 7 pour la matière à sécher, qui,
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dans l'exemple représenté, sont constitués par des barres en forme de croix s'étendant dans la longueur. De l'un des côtés du tambour se trouve un dispositif d'introduction 10, 11. Ce - lui-ci sert à introduire dans les tambours la matière à sécher et à griller. A l'autre extrémité des tambours est ménagé un dispositif d'enlèvement de la matière agissant de façon in - termittente.
Ce dispositif d'enlèvement comporte par exemple des ouvertures 14 qui sont ménagées dans le fond du tambour, s'ouvrent et se ferment de façon intermittente et débouchent dans une rigole 15.
Le tambour est pourvu de dispositifspour l'amenée de 1' air de séchage, de dispositifs pour l'addition d'air fraisà l'air de séchage et de dispositifspour l'échauffement de l'air de séchage. En vue de l'amenée de l'air de séchage et de 1' addition de l'air frais, on fait déboucher dans le tambour 1 des conduits 20 pour l'air de séchage et des conduits 21, 22, 23 pour l'addition de l'air frai s. Dans l'exemple d'exécution représenté, on a ménagé dans le tambour 1 un tube 25 perforé à sa périphérie et divisé en chambres 30 , 31, 32 , 33 au moyen des cloisons transversales 26,27, 28 , 29. La chambre 30 située à l'extrémité du tambour 1 est alimentée au moyen d'air de sé- chage chaud par le conduit 20.
On amène de l'air frais, de fa- çon réglable, aux chambres 31, 32, 33 , dans le but d'ajouter dans la section A de l'air frais à l'air de séchage, lorsque celui-ci circule à travers le tambour, d'après la recette ou formule du malt à produire. Les dispositifs pour le chauffage subséquent de l'air de séchage sont montés dans la section B et peuvent être disposés et construits des façons les plus va - riées. A la fig. 4, ces dispositifs sont représentés schémati - quement sous forme d'enroulements de chauffage électriques 35.
Le dispositif de chauffage électrique 35 est raccordé au réseau d'alimentation au moyen de rails de contact 36 , 38 et de balais 37, 39. En groupant convenablement les fils de chauffage 35, on
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peut augmenter ou diminuer le chauffage à certains endroits, comme l'exige la recette de touraillage. Pour régler le chauf- fage, on peut aussi employer une résistance de réglage 40. L' air sort du tambour en 45.
Le malt vert est introduit en 10 au moyen de la vis sans fin rotative 11 dans le tambour 1 tournant sous l'action du jeu d'engrenages 2 , 3. Le malt est déplacé lentement de l'une à l'autre des extrémités du tambour (sens de la flèche p) au moyen des guides 7. L'air de séchage se déplace en sens inverse (sens de la flèche q ). L'air de séchage chaud est introduit par le conduit 20 dans la chambre 30 et sort de cette chambre pour entrer dans le tambour 1 à l'une de ses extrémités. L'air qui se déplace dans le sens de la flèche q est amené à une tem- pérature plus faible dans la section A par addition d'air frais, comme le demande le grillage du malt. A cet effet, on amène par 21 , 31 , par 22, 32 et par 23 , 33 , de l'air fraisqui se mélange à l'air de séchage chaud.
L'air de séchage est ensuite réchauf- fé ultérieurement à certains endroits lors de son passage à travers la section B par le dispositif de chauffage 35, comme l'exige le séchage du malt suivant la recette ou formule éven- tuelle.
Le malt est maintenu d'abord, depuisl'état de malt vert jusqu'au voisinage de l'état hygroscopique (environ 15 % de teneur en eau) à une température assez faible pour que la co - loration reste dans des limites admissibles (environ 40 C) après quoi, suivant l'invention, on élève méthodiquement, à partir de là, la température, de façon déterminée d'avance, jusqu'à la température de grillage finale, au moyen des dispo- sitifs de réglage décrits précédemment.
Le réglage des dispositifs précédents s'effectue par exem- ple suivant la formule de touraillage représentée à la fig. 2.
Cette formule de touraillage est reportée dans le diagramme de Mollier (fig.1) ou calculée d'aprèscela en se basant sur les
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nécessités pratiques suivant la ligne a -n, de sorte qu'en conservant la formule de touraillage, le malt peut être main- tenu aux températures voulues dans chaque étape du procédé continu pendant le temps reconnu nécessaire par l'expérience.
A la fig.3, on a porté sur l'axe des abscisses les pour - centages de teneur en humidité du malt, qui vont en augmentant vers la droite, et sur l'axe des ordonnées la teneur relative d'humidité de l'air de 0-100 %.les valeurs allant en augmen- tant vers le haut.
Normalement, une courbe (traits interrompus o x1Y et o x2 y) correspond au rapport mutuel entre l'humiditédu malt et celle de l'air. On peut aussi, pour simplifier, admettre en remplacement une ligne (ox y). Le diagramme est établi de telle façon que, pour une vitesse de séchage infiniment petite, lorsque l'air est pour ainsi d.ire en repossur le malt, il se forme pour chaque degré d'humidité donné du malt le degré d' humidité d'air lisible au point correspondant de la courbe.
L'air sera donc toujours complètement saturé pour une humidité du malt supérieure à x, x1 ou x2 (point hygroscopique), tandis que sous le point (conditions hygroscopiques) il ne s'établit qu'une saturation plus faible de l'air. Cette saturation est d' autant plus faible que le malt est plus sec. Pour un malt com- plètement séché, on peut obtenir théoriquement comme état limi- te un air très sec. Inversement, si l'humidité de l'air est plus grande que celle qui correspond à l'état du malt, l'humi- d.ité de l'air pénétrera dans le malt, pour rétablir l'équilibre, c'est-à-dire que le malt absorbera de l'eau, ce qui correspond aux connaissances courantes en hygroscopie.
D'après les explications ci-dessus, la section dite de sé- chage B correspond à une humidité du malt supérieure au point hygroscopique, tandis que la possibilité de formation de tem - pératures élevées n'apparaît que sous le point hygroscopique, et cette section A est désignée comme étant la section de gril- lage.
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Il est évident que le diagramme précédent est simplement théorique et que, dans la pratique, le passage de la phase A à la phase B n'a pas lieu nécessairement au point hygroscopi - que X, mais avant ou après ce point, et la ligne 0 X suivra des trajectoires différentes suivant le type d'orge employé, etc...
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour le séchage et le grillage de matières à sécher, particulièrement du malt pour les brasseries, dans lequel la matière à sécher est conduite de façon continue ou intermittente en sens inverse de l'air, de l'air frais étant additionné et l'air de travail étant éventuellement chauffé ultérieurement, caractérisé en ce que l'amenée d'air frais pendant la période de grillage a lieu simultanément au moins en plusieurs endroits, afin de régler la température, la quantité et l'humidité de l'air de travail et par suite aussi les variations d'état du malt.