BE414135A

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Publication number: BE414135A
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Description

*Procédé de désintégration mécanique des corps solidea- On désigne sous le nom de colloïdes industriels un état dedivision de la matière à . l'état humide, ou la grosseur des granulee est comprise entre le micron et le centième de micron.

Cesgranules portent une charge électrique, sonst animes du mouvement brownien et possèdent des propriétés dadsportion. Ces produits trouvent les plus larges applications dans l'industrie conne dans l'agriculture.

En dehors des procédés de préparation chimiques ou électriques de ces granules, procédés qui sont avant tout des procédés de labora. foirer coûteux et très limités, on s'efforce d'arriver à cet état de division au. moyen de moulins colloidaux, dans lesquels la matière en suspension dans un liquide est soumise à des chocs violents et répétés.

S'il est relativement aisé de réduire la matière jusqu'à une certaine finesse de granules, il n'en est plus de même à partir d'un certain point qui caractérise 1-'appareil. La prohabilité de rupture d'un granule dont les dimensions approchent du micron devient très faible. Si la matière traitée est un peu dure, il y a impossibilité de travail.

D'antre part, ces appareils dissipent en frottement interne la plus grande partie, smon la presque totalité de l'énergie fournie.

Le travail mécanique réellement utilisé dans la rupture des particules est hors de proportion avec l'énergie totale consommée par l'appareil.

Suivant un autre mode technique, on divise la matière au moyen de cylindres frottant les uns sur les autres.. Celle-ci est étirée sous forme de lame, dont l'épaisseur va en décroissant à chaque passage, de sorte que théoriquement la division devrait pouvoir atteindre l'infiniment petit.

Pratiquement, la précision d'usinage des cylindres est fort loin d'atteindre le micron,

et même ai on pouvait l'obtenir, cette précision serait illusoire; elle ne se maintiendrait pas du fait de l'usure qui offre l'ennui supplémen- taire d'incorperer me bonne partie du métal des cylindres dans la préparation en cours. Cette usure est encore accrue'si l'on augmente tant soit peu la pression entre les cylindres, car il y a refus de la matière entre les cylindre et il faut desserrer ceux-ci pour que le passage se rétablisse.

Il y a donc comme dans le cas des moulins colleïdaux une limite pacatique à la désin- tégration. Industriellement, pour des substances. relativement tendres, on ne dépasse pas 3 ou plutôt 5 mic rons .

Qu'il s'agisse de moulina colloïdaux ou de broyeurs à cylindres, tous les mélanges de pâtes de produits ont été mis en oeuvre sans amélioration nette des. chiffres limites ou des débits horaires.

Le nouveau procédé qui fait l'objet de la présente invention est destiné à désintégrer les matières les plus diverses, en les traitant des des conditions où il n'y a pas de limite à la division mécanique des corps, et cela en ne dépen- sant que l'énergia mécanique strictement nécessaire à la rupture des particules. Par rapport à l'un des; systèmes précédents, à égalité d'énergie mécanique absorbée, le débit horaire peut être cent fois plus élevé.

Conformément à @ cette invention on procède à la désintégration en introduisant la matière, convenablement granulée et préparée,dans un système de cylindres dépourvus de flexion Ion... gitudinale, pressés l'un contre l'autre avec une force énorme, de préférence hydraulique (mais qui peut être également mécanique) et d'intensité telle qu'en chaque point de la ligne de contact des cylindres, la limite de rupture à l'écrasement soit largement dépassée pour les substances les plus dures.

Chacun des cylindres est enduit d'une manière continue, au moyen d'un dispositif d'encrage d'imprimerie ou similaire, d'un film de quelques centièmes de millimètre d'épaisseur, d'une matière gluante, grippante, presque rigide à l'état concentré, et ayant la faculté de se dissoudre dans un solvant approprié', en abaissant la tension interfaciale, matière traitée solvant.

Ces films jouent deux rôles mécaniques importants dans la désintégration. D'abord ils se comportent dans les conditions de l'opéra- tbn comme des solides qui suppléent à l'imperfec- tion d'usinage des cylindres, ensuite la matière est implacablement happée entre les cylindres et elle est désintégrée entre les films sous la dou- ble action de la pression (rupture à l'écrasement) et de la friction {étalement réglable).

Somme dans- le procédé, les cylindres sont pressés l'un contre l'autre avee une force qui n'a de limite que dans la résistance des paliers; il ne saurait être admis que la finesse

d@s granules soit fonction de l'étroitasse d'une fente entre les cylindrée*
L'état du. produit obtenu n'est pas et ne peut. pas être uniforme:; il y a malgré tout des degrés dans la ténuité, mais si fins que soient les franules, il est quand même possible de les atteindre, tant garce que la désintégration n'a pas lieu. entre les parois métalliques, mais entre les films qui se remportent comme des rigides gluants et qui permettent aux granules de réagir entre eux et de se faire éclater mutuellement.

Les films protègent les cylindres contre l'usure rapide:. Après désintégration, la matière détachée des cylindres par des dispositifs appropriés est dispersée dans un liquide dissolvant du film. Les granules sont classés par ordre de grandeur au moyen de procédés physiques appropriés. Les plus fins sont extraits sous forme de liquide que l'on concentre à, l'état de pâte réversible.

Cette pâte paut être employée telle que, mais dans de nombreux cas il est indispensable d'éliminer toute trace du film afin d"obtenir la matière désintégrée à l'état de pureté absolue.

Bans ce but, on a recours aux moyens classiques tels que : entraînement à la vapeur d'eau, fermentations microbiennes, enzymes, hydrolyse à l'autoclave osmose et similaires.

Bais il est bien préférable suivant le présent procédé d'effectuer un traitement par les gaz liquéfiés, de telle façon que non seulement la matière du film soit extraite, mais encore qu'elle

poisse être régénérée pour resservir à nouveau..

A cet effet on procède à un épuisement méthodique de la pâte colloidale au. moyen @@@ de gaz facilement liquéfiables tels que SO2, NH3n CO2, batane, etc.. ou. bien à des décantations en présence des mêmes agents, après quoi un chauffage dans le vide élimine les traces de gaz- restants.

Parallèlement à cette opération, la distillation du. gaz permet de récupérer la matière du film, de telle sorte que le procédé fonctionne en circuit fermé,
Bans le cas où la matière se serait oxydée au contact de l'air pendant la désintégration, ou. bien qu'elle soit préalablement oxydée, on peut la. réduire au mo.yen d'hydrogène naissant au d'un autre rédacteur . Le SO2 employé à une température et soue une pression convenables permet d'opérer cette réduction simultanément avec l'épuisement de la matière du. film. quand celui-ci est constitué par des lignines.

Enfin, une dernière caractéristique importante au point de vue économique ressort du procédé.

Du fait que les cylindres sont rêvent tus d'un film grippant, le coefficient de frottement entre cylindres devient très élavé, infiniment plus que dans le cas frottement métal sur métal* Pour obtenir la friction qui produit l'étalement, il faudrait consommer de l'énergie en pure perte dans des engrenages construite suivant le mode habituel.

'Bans le cas présent le cylindre mu par le moteur est entraîné à vitesse constante; l'autre cylindre fortement pressé tournerait à la même vitesse,par suite du coefficient de frottement élevé, et l'ensemble se comporterait comme un engrenage sans denture. La friction entre cylindres, autrement dit le rapport des vitesse de ceux-ci, d'où dépend l'étalement de la matière est obtenu en freinant le cylindre conduit, au moyen d'un appareil reçu** pérateur d'énergie, pompe à huile, frein électrique, etc..

Le rapport de friction ces cylindres ou coefficient d'étalement est ainsi réglable à volonté suivant la naturede la substance à désintégrer.

La désintégration n'absorbe que la différence d'énergie comprise entre celle qui est fournie par le moteur et celle qui est récupérée de l'autre côté. L'utilisation de l'énergie est portée au maximum.

Parmi les matières auxquelles s'appliqu.e le nouveau, procédé on peut citer à titre d'exemple et sans limitation : les métaux ou alliages, cristallisés ou. amenés à l'état de fragilité maxima, pour supprimer la ductilité, les minerais, certains métalloïdes, le verre,le quartz et les silicates, le carbone sous toutes ses formes, les résines naturelles ou artificielle, les carbures à point de fusion élevé, les couleurs minérales, les graines, les fibres telles que la cellulose ou le crin, etc..

En. ce qui concerne les matières pour films, elles doivent être,à un très haut degré, gluantes, grippantes et tensioactives. L'extrait mou de fiel de boeuf ou la lignine à l'état prèsque solide, réunissent ces diverses qualités et constituent les produits typese On peut citer encore des produite gluants et grippants, tels que les glucoses, les sucres, rendus tensioactifs,. par addition de produits spéciaux comme les acides naphtaléniques substituée et sulfonés., les glucosi- des, les:

silicates alcalins, etc.. ou encore des produits comme les caséines, colles résines, qui deviennent tensioaatifs. au contact d'une solution alcaline, ou encore les produits gluants et visqueux solubles dans les solvants organiques comme leebakélites, ou. encore des produits comme le gluten, le lait ou le miel pour la désintégration des matières alimentaires,
Sur le dessin annexé on a représenté à titre d'exemple et de manière absolument schématique, plusieurs modes de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet' de l'inventien.

Las figures 1 et 2 sont des vues schématiques en élévation et en plan de la partie mécanique utilisée dans la désintégrationµ
La figure 3 représente l'application de l'encrage par film sur un appareil à plusieurs cylindres;
La figure 4 est une vue schématique en élévation d'onpareil où les cylindres de désintêgration sont dépourvus de paliers et sont suppor-

tés par des rouleaux auxiliaires
Le mode de réalisation montré sur la fig. 1 comporte a) deux cylindres de très grande dureté Brinell
A et B et de proportions telles qu'ils ne puis- sent pas fléchir suivant les génértrices des- cylindres, Ces cylindres tournent en sens in- verses et sont fortement pressés l'un contre l'autre par une force représentée en direction par la flèche F.

lls sont creux et maintenus à une température c.onstante par un fluide qui circule. b) deux dispositifs d'encrage identiques à ceux qui sont utilisés dans les machines d'imprimerie et servant à produire et à appliquer les filas gisants sur les cylindres. Chacun de ces dis- positifs comporte : un encrier à lame réglable
EN, un cylindre preneur PR, une table oscillante
TA, deux cylindres broyeurs BR et un cylindre toucheur TRo La position ou le nombre de ces divers éléments peut varier légèrement,.

L'essentiel est que la matière au maximum de viscosité que l'on verse dans l'en- crier soit étalée sur les cylindres sous forme de film très mince et très régulier. La table
TA est susceptible d'être chauffée intérieurement pour augmenter encore la gluance du produit grippant ou sa concentration. c) une trémie spéciale D, contient la matière à traiter, préalablement granulée et. humidifiée;

elle la déverse sous forme de lame mince on De filmane@ entre les cylindres revêtus de leur film. d) un couteau, détache la matière du cylindre B qui est le cylindre moteur et tourne le plus vite.

On pourrait détacher la matière par y un cylin- dre auxiliaire.

Le schéma de la figure 2 représente en plan, sana lesdispasitifs d'encrage, ni les couteaux, le mode de serrage des cylindres au moyen d'une pression hydraulique. Les paliers des cylindres coulissent entre les quatre montants d'une presse hydraulique dont le sommier est re- présenté en S, le pot de pression en PO, et le piston en PI.

Les montants doivent être construitsde manière à pouvoir résister à toute déformation transversale.

La pression hydraulique est transmise aux paliers des cylindres par l'intermé- diaire d'un plateau porté par la tête du piston.

Le cylindre B est entraîne par le moteur M, et le cylindre A est accouplé avec le dispositif de freinage R, qui est une pompe à huile ou un frein électrique et qui permet d'obtenir la friction, tout en récupérant de l'énergie mécanique.

Le freinage est contrôlé par des appareils qui permettent de régler le degré de friction et de le maintenir constant.

L'ensemble de ce schéma. repré- sente en quelque aorte une presse hydraulique dont

les plateaux seraient remplacés par des cylindres tournants.

La figure 3 représente un mode d'application d'enerage par film sur un appareil à plusieurs cylindres et une sortie de matièreo
La figura 4 correspond à un montage de pression hydraulique analogue à celui du schéma 2. Il en diffère en ceci que les cylindres de désintégration A et B sont dépourvus de paliers et sont maintenus en place par des cylindre auxiliaires qui ne participent: pas à la désintégration, mais qui annulent les réactions mécaniques de poussée,
Ses cylindres auxiliaires peuvent faire partie du système d'encrage non représenté ici.

En dehors des pâtes colloïdales de matière pure, il est possible d'utiliser avantageusement la matière du film tout en produisant des produits industriels nouveaux, Par exemple le phosphate tricalcique, réduit à l'état colloïdal, au moyen de films de lignine oude sacre de bois, est additionné de ferments ou microbes sélectionnés.

Par dilation dans 1'eau d'arrosage des plantes, la fermentation s'amorce; les microbes consomment le sucre et les produits attaquent le phosphate qui est ainsi rendu, complètement assimilable, ou vitalisé. On peut citer la dolomie, etc...

Claims

RESUME L'invention a pour objet un procédé de désintégration de la matière, ledit procédé étant caractérisé par les points suivants qui peuvent être utilisés séparément ou en com- binai s on : <Desc/Clms Page number 12> 1 ) On procède à cette désintégration, en introduisant, la matière convenablement préparée, dans un système de cylindres, dépourvus de flexion longitudinale, pressés l'un contre l'autre avec une force énorme et qui sont enduits d'une manière continue d'un film très mince d'une substance gluante, grippante et tensioactive.

Ces films revêtant les cylindres se comportent. comme des matières rigides suppléant à l'imperfection mécanique des cylindres d'une part. et d'autre part ils participent d'une manière active à la désintégration en forçant la matière à franchir la ligne de contact des cylindres et en favorisant l'éclatement interne des granules qui peuvent ainsi être atteints quelle que soit leur finesse; 2 ) Les films de matière gluante sont appliqués sur les cylindres au moyen de système dencrage analogue à ceux. qui sont utilisés dans les machines d'imprimerie; 3 ) La pression entre cylindres est appliquée d'une manière continue et de préférence on utilise le serrage d'une presse hydraulique;

4") La pâte colloïdale finale est débarrassée de toute trace résiduelle de la matière du film par épuisement et décantation méthodique au moyen de gaz liquéfiable. La ma- tière du film régénérée rentre à nouveau dans la fabrication; 5 ) Si la matière désintégrée s'est oxydée à l'air, ou bien si elle était déjà oxydée on peut la soumettre à l'action d'un réducteur. <Desc/Clms Page number 13> EMI13.1 uette réünctlon peut être comk)lnee avec l'équipement par les gaz liquéfiés.

6 ) Pour obtenir la friction qui produit l'étalement de la matière traitée, le cylindre conduit est freiné au moyen d'un dispositif récupérateur d'énergie et permettant de régler le rapport des vitesses des cylindres; 7 ) La production à titre de produit industriel nouveau de phosphate de chaux naturel à l'état colloïdal et additionné, en dehors des produits du film, lignine ou sucre de bois, de fermenta ou microbes sélectionnés qui se développent aux dépens de la matière organique en rendant indirectement le phosphate assimilable aux plantes.

RÉSUMÉ SUCCINCT Procédé de désintégration mécanique des corps solides, procédé consistant à introduire les corps solides convenablement préparés, dans un système de cylindres pressés l'un contre l'autre avec une force énorme et enduits de manière continue d'une pellicule très mince de corps gluants et grippante qui participent d'une façon active à la désintégration en forçant la matière à traiter à franchir la ligne de contact des cylindres et eh favorisant ainsi l'éclatement interne des granules.