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Publication number: BE455041A
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Description


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  "   Procédé   et appareil d'homogénéisation d'un mélange de substances solides " 
La présente invention est relative à un procédé d'homogénéisation d'un mélange de substances solides parmi   lesquelles   se trouvent des cristaux, dans lequel les cristaux sont fondus sous   l'action   de la   chaleur.   



     On   a proposé d'homogénéiser un mélange de   substances   solides parmi lesquelles se trouvent des cristaux, en fondant complètement les cristaux et en laissant ensuite le tout se resolidifier, éventuellement après agitation pondant la fusion des   cristaux,,   après solidification, le mélange était soumis à une opération de mouture 
Ce procédé appliqué sur une échelle industrielle nécessite de grandes et   coûteuses   installations pour la fu- sion des cristaux et le mélange des ingrédients. De plus, la recristallisation après fusion et mélange demande   beau-   coup de temps, ce qui immobilise de .grandes   quantités   de   mars*   chandises. 



   La présente invention a pour but de remédier à ces inoonvénients. 



   A cet effet, dans le procédé selon l'invention. on fond les cristaux dans-la mesure juste nécessaire pour per- mettre l'interpénétration sous pression des substances à mélan- ger et on refoule le mélange ainsi formé à travers une matrice perforée qui débite ce mélange en boudins suffisamment petits pour que le refroidissement auquel ils sont soumisà leur sor- tie de la matrice soit suffisant pour empêcher leur   aggloméras     @   

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 tion quand ils viennent au contact l'un de l'autre. 



     :En   d'autres termes, la refonte des   cristaux   est limitée à la quantité indispensable pour que les autres matières   à   leur mélanger puissent pénétrer intimement dans la masse pâteuse formée, sous   l'effet   de la pression qui est nécessaire pour refouler le mélange à travers les perforations d'une matrice qui débite   celui-ci   en petits boudins rapidement refroidis à un degré tel qu'ils ne puissent plus s'agglomérer en se touchant. 



   La quantité de chaleur nécessaire pour faire fondre les cristaux dans la mesure voulue est en général relativement faible de sorte que, suivant une variante avantageuse, on peut effectuer la fusion nécessaire en n'utilisent que la chaleur due au frottement des matières dans la presse. 



   Cette variante est avantageuse non seulement parce qu'elle ne nécessite aucune source de chaleur extérieure, mais également parce que la chaleur utilisée est développée dans toute la masse entreitement et est facilement réglable. 



   Le procédé selon   l'invention   est avantageusement mis en oeuvre dans un appareil qui comprend une vis d'Archimède qui, par sa rotation. refoule le mélange à travers une matrice perforée disposée au voisinage de son extrémité. 



   La rotation dn la via   d'Archimède   au voisinage de la matrice perforée a comme effet d'homogénéiser le mélange par le fait que la face intérieure de la matrice   perfide   joue le rôle d'une râpe pour la matière qui se déplace   à   son contact en étant entraînée par la rotation de la vis en même temps qu'elle est poussée suivant l'axe de celle-ci. De plus, ce mouvement de la matière qul, s'effectue sous pression en- gendre un frottement Important de la matière qui se traduit par un développement de chaleur. La quantité de chaleur qui en résulte peut être suffisante pour faire fondre les cristaux dans la mesure voulue pour réaliser le prooédé selon l'invention. 



   On peut d'ailleurs la régler en choisissent   couve-   nablcment diverses particularités de l'appareil et notamment la section de passage   offerte à   la matière par la matrice, la longueur des perforations et leur forme en coupe longitudinale, la distance entre l'extrémité de la vis et la matrice, le pas de la vis, le nombre de spires de celle-ci. 



   Pour faciliter le réglage de la quantité de chaleur nécessaire à la réalisation du procédé selon l'invention, il est notamment prévu de monter la vis d'Archimède de façon 

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 que sa dîstance à la matrice puisse être réglée. 



   Dans le   même   but, le corps cylindrique dans lequel la vis tourne peut être pourvu   d'une   chemise destinée à être parcourue par un fluide régulateur de la température. Toujours dans le mène but, on peut prévoir de monter la matrice 
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 de manière lnterch geable. 



  1)tmtrea particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire. qui représentent schématiquement, à titre d'exemple seulement, différentes formes de réalisation d'un appareil suivant   l'invention.   
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 La figure 1 est une coupe verticale dans un pa... reil suivant l'invention. 



   La figure 2 représente, à plus grande échelle, une coupe dans une partie de la matrice et dans l'extrémité 
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 de la vis d'Arohimède de l'appareil suivant la figure le 
Les figures 3 et 4 sont des coupes semblables à celle de la figure 2 dans d'autres formes de réalisation   d'une   matrice pour un appareil suivant   l'invention*  
Dans ces différentes figures; les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques. 



   A la figure 1, on a représenté un appareil   conve-   
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 naat poür la r6ali::.tion du procédé selon l'invention et qui comprend une vis dtArchimède 2 solidaire d'un arbre vers tical 3 mis en rotation par une paire de pignons coniques 4 et 5, le pignon 5 étant entraîné par un moteur 6. 
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 La vis à'Arahiméàe 8 tourne dans un corps cylin- drique   7    La rotation de l'arbre 3 suivant la flèche   X   a comme effet de faire avancer dans le sans de la flèche Y le mélange de substances amené   dans   une cuve 8 qui surmonte le corps cylindrique 7.

   Ces substances sont introduites dans cette cuve, par exemple, au moyen d'autres vis   transporteu'"   ses, telles que 9 et la* Un premier mélange de ces substances est réalisé par l'intermédiaire de bras 11 portant des radettes 12. 



   Au voisinage de l'extrémité inférieure de la vis 
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 dkàrehimède 2. est montée une matrice perforée 13* Cette matrice est serrée par des boulons 14 entre un rebord 15 du corps cylindrique 7 et un anneau 16. On peut donc facilement remplacer cette matrice par une autre en cas de nécessité. 
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  La vis d" Areh1màde 2 se termine au voisinage de la matrice par un patin lu présentant une surface 18 (figure 3) parallèle à la matrice 13. 

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   L'avancement de la matière dans le sens de la flèche Y provoque, par suite de la résistance à la sortie de cette matière que présente la matrice perforée 13, une pression qui augmente le frottement entre les particules du mélange de substances refoulé. Ce frottement existe 6galement au contact de la vis 2 et du corps cylindrique 7, mais il est surtout important au contact de la matrice 13 parce que la matière refoulée à travers cette matrice est en même temps   entralnée   en rotation par la vis 2. La matrice perforée agit donc comme une sorte de rape vis-à-vis de la matière, co qui tend à homogénéiser celle-ci. 



   Si permi les substances destinées à être traitées par cet appareil, se trouvent des cristaux, le frottement résultant du refoulement sous pression de ce mélange de mae titres est déterminé de façon que la chaleur qui en réaulte soit suffisante pour faire fondre tout eu moins une partie des   cristaux   susdits. La partie fondue doit être telle qu'elle permette une Interpénétration intime entre elle et les autres substances et, pour la réalisation du procédé suivant l'invention, on s'arrange pour ne pas faire fondre plus de cristaux qu'il n'est nécessaire pour obtenir cette interpénétration. 



   Les boudins de matière sortant des perforations de la matrice 13 sont refroidis rapidement de façon à ne plus pouvoir   s'agglomérer   lorsqu'ils viennent au contact l'un de l'autre. éventuellement, le refroidissement est favorisé par un courant d'air. La disposition horizontale   de   la matrice tend également à empêcher que les boudins soient suffisamment refroidis avant qu'ils puissent venir en contact les uns avec les autres. 



     'Etant   donné que l'extrémité de la vis d'Archimède 2 voisine de la matrice s'use beaucoup plus rapidement que le reste de cette vis, on a prévu de monter le patin 17 de façon qu'il puisse être remplacé aisément en cas d'usure. 



  Les dimensions de la surface 18 de ce patin parallèle à la matrice 13 constituent un des facteurs sur lesquels on peut agir pour régler la quantité de chaleur nécessaire à la fusion partielle des cristaux. 



   L'arbre 3 est maintenu à la distance de la matrice 13 donnant lieu au frottement désiré, au moyen d'une butée 19 de position réglable. 



   Un autre facteur permettent de régler la température de la masse refoulée à travers la matrice perforée 13 con ointe en une chemise 20 dont est pourvu le corps cylindrique 7 

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 et qui est destinée à être parcourue par un fluide   régule,..;.   teur de la   température.   Suivant les circonstances, ce fluide peut être réchauffeur du mélange ou refroidisseur de   celui'-'ci.   



   Un autre facteur permettant d'influencer la   tempé-   rature du mélange refoulé à travers la matrice, est constitué par la section transversale totale que la matrice présente ppur le passage de ce mélange ainsi que par la longueur des   perfo....   rations. La   forme   de la section longitudinale de   celles-ci   a également une importance. 



   A la figure 3. on a représenté des perforations de ferme cylindriques. A la figure 2, les perforations   représen-   tées vont en s'évasant vers l'extérieur  Elles   ont, par exemple, 4,5 millimètres de diamètre à la partie supérieure, 6 millimètres à la partie inférieure et leur longueur est de 20 millimètres* La distanoe d'axe en axe de ces perforations est de   10   millimètres. La surface totale   offerte   eu passage de la matière par la matrice 13 de la figure 2 est de 1,32 décimètre carré . 



   La   vis 8   a une inclinaison de 20  par   rapport à   la surface intérieure de la matrice* Cette vis fait   180   tours par minute. La presse équipée de cette façon convient pour   l'homogénéisation   d'un mélange constitué de :   50   kgs de glucose   massé/souper     30   kgs de fécule de pommes de terre,
20 kgsde   cristaux   de glucose pur. 



   Dans certains cas, on a intérêt à permettre une brusque détente des boudins formés, lorsqu'une homogénéisation suffisante a été obtenue ,par le passage de la matière dans les perforations cylindriques* Une matrice de ce genre est représentée à la figure 4* La brusque détente des boudins donne lieu à la formation de crevasses plus ou moins cireux laires dans ces boudins, ce qui augmente la surface de refroidissement et facilite par conséquent la solidification des boudins à leur sortie de la matrices
Le procédé selon l'invention va être décrit   ci-   dessous en se référant à quelques exemples. 



  Exemple 1. 



   50 kgs de glucose massé, finement coupé, et   50   kgs de fécule de pommes de terre en   poudre   dont Introduits d'une façon connue dans une presse   à   homogénéiser* Ce méleage est porté à une température de 50 C par la chaleur développée par le frottement des matières entre elles et avec les pièces de   l'appareil*   Les boudins sortant de la matrice sont à une   @   

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 température de 30 à 40 C et sont par conséquent refroidis suffisamment pour ne plus pouvoir et agglomérer antre eux. 



  Ces boudins peuvent être moulus facilement.   exemple   2. 



   On introduit 40 kgs de glucose massé, finement coupé, 40 kgs de fécule de pommes de terre en poudre et 20 kgs de sucre dans une presse à homogénéiser, La température à laquelle le mélange est porté est la même que dans   l'exemple   précédent. Cette température ast insuffisante pour faire fondre le sucre, bien qu'elle soit suffisante pour faire fondre le glucose massé. Après refroidissement, le produit homogénéisé est ensaché, éventuellement après avoir été   moulu   facile-. ment. 



  EXemple 3. 



   On introduit dans   un   eppareil selon l'invention, 25 kgs de glucose massé, finement coupé, 20 kga de farine, 20 kgs de cristaux de glucose pur et 30 kgs de sucre en poudre. Le produit homogénéisé tiède qui sort à une température de 30 à 40 C peut être ensaché ou moulu facilement. 



   REVENDICATIONS
1. Procédé d'homagénéisation d'un mélange de substances solides parmi lesquelles se trouvent des cristaux, dans lequel les cristaux sont fondus sous l'action de la chaleur, caractérisé en ce qu'on fond les cristaux dans la mesure juste nécessaire pour permettre   l'interpéné   tration sous pression des substances à mélangar et en ce qu'on refoule le mélange ainsi formé à travers une matrice perforée qui débite ce mélange en boudins suffisamment petits pour que le refroidissement auquel ils sont soumis à leur sortie de la matrice soit suffisant pour empêcher leur agglomération quand ils viennent au contact l'un de   l'autre.

Claims

2. Procédé suivant la revendication 1, car a ct é r i s é en ce qu'on fond les cristaux dans la mesure voulue, par la chaleur résultant du frottement :le la matière dans la presse servant à refouler celle-ci à travers la matrice.

3. Procédé suivant la revendication l, c a r a c térisé en ce qu'on refroidit les boudins à la sortie de la matrice par un courant d'air.

4. Procédé suivent l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détend brusquement les boudins formés, à leur sortie de la matrice.

5. Appareil pour la réalisation du procédé selon <Desc/Clms Page number 7> la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une vis d'Archimède qui, par sa rotation, refoule le mélange à travers une matrice perforée disposée au voi- sinage de son extrémité.

6. Appareil suivant la revendication 5, o a r a c- t é r i s é en ce que la vis d'Archimmède susdite se termine au voisinage de la matrice par une partie parallèle à celle- ci.

7. Appareil suivant l'une ou l'autre des revendis cations 5 ou 6, caractérisé en ce que la vis d'Arohimède susdite comprend une partie amovible à l'extré- mité voisine de la matrice perforée* 8. Appareil suivant l'une ou l'autre des revendis cations 5 à 7, caractérisé en ce que la vis d'Ar- chimmède susdite est montée de façon que sa distanca à la matrice puisse être réglée.

9. Appareil suivent l'une ou l'autre des revendis cations 5 à 8, caractérisé en ce que le corps cylindrique dans lequel la vis tourne est pourvu d'une che- mise destinée à être parcourue par un fluide régulateur de la température..

10. Appareil suivant l'une ou 1 autre des revendi- susdite cations 5 à 9, caractérisê en ce que la matrice/ est montée de manière interchangeable.

11. Appareil suivant l'une ou l'autre des reven- diications 5 à 10, caractérisé en ce que la matrice susdite est disposée horizontalement.

12.Procédé et appareil d'homogénéisation tels que décrits ci-dessus et/ou représentés aux dessins ci'-annexés

"Procédé et appareil d'homogénéisation d'un mélange de substances solides".

Le 28 mars 1944, nous avons déposé sous le numéro 352.546, une demande de brevet d'invention au nom de Monsieur Jean, Edmond SMETS, pour : "Procédé et appareil d'homogénéisation d'un mélange de substances solides".

Nous vous signalons que, par suite d'erreurs de frappe, le mot "suffisamment" a été écrit au lieu du mot "insuffisamment", à la ligne 27 de la page 4, et le mot "connue" au lieu de "continue", à la ligne 40 de la page 5.

Nous vous saurions gré de bien vouloir verser la présente lettre rectificative au dessier de la demande susmentionnée et d'en joindre un exemplaire aux copies du brevet en rubrique que vous délivreriez éventuellement à des tiers.

Ci-inclus, nous vous remettons la somme de 15 frs en timbres fiscaux pour frais de régularisation.

Nous vous prions d'agréer, Monsieur le Directeur, nos salutations distinguées.