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Appareil automatique pour la clarification, de jus de sucre.
D'après les procédés connus, les jus de sucre sont pu- rifiés par addition de chaux, qui est le plus souvent utilisée sous une forme avantageuse de lait de chaux, c'est-à-dire d'u- ne solution et suspension aqueuse d'hydrate de chaux industriel. obtenu L'addition de lait de chaux provoque dans le jus brut/à partir des betteraves des modifications chimiques et physiques, par lesquelles différentes substances contenues dans le jus sont transformées par coagulation et absorption sous une forme appro- priée à leur séparation de la solution de sucre. L'efficacité de l'addition de chaux est augmentée à température élevée, et
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par conséquent on travaille à des températures allant jusque environ 90 C.
Suivant les procédés perfectionnés connus, le lait de chaux n'est pas ajouté en une fois au jus, et ne l'est pas à une température unique, mais suivant ces procédés per- fectionnés, on ajoute le lait de chaux en une ou plusieurs doses, dont quelques-unes s'effectuent avantageusement à bas- ses températures, et d'autres à des températures plus éle- vées.
D'après des expériences effectuées sur des compositions actuelles de jus de betteraves d'Europe, il semble avantageux, dans ce procédé con@u, d'ajouter par exemple une partie de lait de chaux peu à peu en quelques petites doses jusqu'à une addition totale de 0,2-0, 3% de chaux, calculée sur la quantité de betteraves, tandis que le restant du lait de chau est introduit en quantité d'environ 0,8 jusqu'à 2% de chaux, soit en une fois ou également peu à peu comme seconde addition, dont l'importance dépend de la qualité du jus et du degré de purification du jus à atteindre.
Les procédés connus mention- nés nécessitent l'addition de la première quantité de lait de chaux, c'est-à-dire par exemple 0,2-0,3% de chaux calculés sur la quantité de betteraves, de manière telle qu'elle pro- voque peu à peu une réaction qui se prolonge dans le temps entre la petite addition de chaux et les matières existant dans le jus, car de cette façon on obtient une précipitation améliorée irréversible des matières colloïdales, grâce à la- quelle celles-ci demeurent sous forme de précipité résistant à l'action d'un excès de chaux contenu dans les quantités additionnées dans la suite, qinon le précipité formé passerait de nouveau en solution ou sous un état finement dispersé.
De plus, il est avantageux d'après les procédés connus, pour obtenir la meilleure précipitation des matières colloïdales et des substances absorbées ou incluses dans le précipité, en tenant compte des matières produisant des colorations
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(sucre interverti par exemple) d'introduire la première addi- tion de chaux à des températures plus basses, par exemple suivant l'expérience entre 50 et 55 C, tandis que cependant l'addition de chaux qui suit, c'est-à-dire l'excès de chaux, qui sert à améliorer la filtrabilité du jus saturé et à amé- liorer l'absorption d'autres substances du jus, ainsi qu'à améliorer l'amélioration de la tension superficielle du jus qui en dépend, est effectuée à une température plus élevée, par exemple autour de 85 à 95 C.
Suivant d'autres procédés connus, on ajoute au jus brut du jus clarifié ou saturé, et dans ce cas, il s'agit essentiel- lement de nouveau d'une clarification progressive, c'est-à- dire d'une addition progressive dosée d'un agent alcalin et d'une addition d'excès de lait de chaux. Egalement dans les procédés connus, où la coagulation est effectuée en milieu aci- de, par exemple au moyen d'anhydride sulfureux ou de sulfites, un excès mesuré de chaux est nécessaire, et de même dans les autres procédés opérant avec d'autres sels, il s'agit d'une ad- dition mesurée de solutions de ces sels, ou respectivement de chaux.
Les procédés connus .mentionnés nécessitent un mesurage du jus brut dans le but de régler l'addition de l'agent de
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cit1ction daiw unA proportion n6terminée et réglable par rapport à la quantité de jus ou de betteraves, suivant les né- cessités inhérentes au jus considéré sur la base de sa compo- sition. De plus, tous ces procédés connus nécessitent un pré- chauffage approprié du jus et son mélange aux agents de clari- fication à des températures appropriées. Finalement, ces pro- cédés nécessitent de laisser au jus un temps de réaction appro- prié à la réalisation de toutes les réactions désirées.
Plus les exigences imposées à la clarification des jus sont élevées, plus il faut faire attention à un maintien exact
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des conditions de travail et de réactions lors de la clarifi- cation. En outre, il est d'autant plus nécessaire que chaque portion individuelle de jus soit soumise aux mêmes conditions de réaction et d'opération, que c'est seulement en appliquant ce principe de base qu'on peut être sûr que la clarification s'effectue dans les conditions optima.
Il est absolument nuisible à la qualité du jus clarifié que le jus ou une quelconque de ses parties ne soit pas sou- mise dans l'appareil à une opération absolument uniforme e similaire aux points de vue de l'addition d'agents de clari- fication, de la température et de la marche en fonction du temps, par exemple du fait que le jus soit en partie surchauf- fé et en partie trop peu chauffé,même lorsque le mélange ré- sultant possède finalement une température convenable comprise entre les limites fixées, ou bien par exemple du fait que le jus vienne en contact en partie avec une quantité plus rande et en partie avec une quantité plus faible d'agents de clari- fication que ce qui est prescrit,
même lorsque le mélange ré- sultant de telles quantités partielles de jus renferme à la fin l'addition moyenne d'agents de clarification comprise dans les limites favorables, ou par exemple du fait qu'une par- tie du jus subisse une durée de réaction plus courte et une autre partie une durée de réaction plus longue, même si le mélange de ces parties possède àla..fin une durée moyenne de réaction comprise entre les limites assignées, etc. Chaque appareil ayant la prétention de rendre possible l'obtention d'un résultat d'opération le meilleur possible, doit être cons- truit de telle manière qu'il rende possible pour chaque quan- tité individuelle de jus le maintien des conditions optima prescrites.
Dans les appareils connus, on ne peut pas admettre que cette condition nécessaire à l'obtention du meilleur résultat
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de l'opération soit remplie, car d'une part toutes les quan- tités individuelles de jus ne s'y déplacent pas à la même vi- tesse et d'autre part chaque quantité partielle de jus ne vient pas en contact de réaction avec la même quantité d'a- gent de clarification; en outre, les appareils connus de me- sure des quantités de jus et de clarification des jus mettent le jus en contact avec l'air pendant un temps prolongé, ce qui a pour résultat de produire l'oxydation des corps produisant ' des colorations.
De plus, les appareils de ce genre connus jusqu'à présent sont très encombrants, de sorte que des per- tes de chaleur se produisent aussi bien à cause des surfaces importantes des réservoirs qu'à cause des surfaces libres de jus relativement grandes. Finalement les appareils connus ne peuvent pas empêcher la formation ou le débordement de mousses sur les surfaces libres des liquides (dans les mesureurs de jus, réservoirs de clarification); la formation de mousses est la plus importante sur le jus brut, et en revanche pres- que nulle sur le jus clarifié, dont le niveau reste exempt de mousses.
Le niveau libre de liquide et la formation de mousses provoquent un danger accru d'introduction d'infections bactérielles dans le jus, ce qui constitue un inconvénient important des appareils connus, qui nécessitent également des soins importants sans que les conditions optima de travail soient assurées. Egalement le dépôt de particules solides qui sont entraînées du jus, par exemple du sable provenant des betteraves ou du lait de chaux, occasionnent des dépôts en beaucoup d'endroits dans les appareils connus, qui réduisent l'espace de réaction actif, nuisent à l'écoulement du jus et qui ne se laissent enlever que 'difficilement d'un grand nom- bre d'endroits.
Les. appareils connus pour l'addition d'agent de clari- fication au jus ont encore l'inconvénient que mis à part le mesurage tout-à-fait primitif de l'addition d'agent de clari-
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fication, qui équivaut plutôt à une estimation de l'addition, même lorsque l'addition d'agent de clarification est mesurée exactement, l'addition de cet agent au jus n'est pas mesurée d'après la quantité de jus introduite, de sorte qu'une par- tie du jus est clarifiée à l'excès et qu'une autre partie est insuffisamment clarifiée. La même remarque s'applique aux distributeurs connus de quantités mesurées d'agents de clarification.
En outre, les appareils connus de mesurage de la quantité de lait de chaux sont compliqués et exigent non seulement des prix d'installation importants mais aussi des dépenses importantes pour leur entretien et leur surveillance.
Des appareils connus de clarification de jus possèdent encore un autre inconvénient résultant de ce que une modifi- cation de l'addition relative d'agent de clarification néces- site un réglage spécial de l'appareil de dosage de l'agent de clarification et coffre, aucune donnée précise sur la quantité d'addition sur laquelle l'appareil de dosage a été réglé. Ordinairement, un réglage complet de l'appareil de do.- sage de l'agent de clarification nécessite également un arrêt de l'opération, de sorte qu'une modification de l'addition d'agent de clarification ne doit avoir lieu que tout à fait exceptionnellement, bien que la composition du jus exigerait un réglage plus fréquent du dosage de l'agent de clarification'.
Un autre inconvénient des appareils connus de dosage du lait de chaux ou d'autres agents de clarification consiste en ce que de tels corps, qui apparaissent le plus souvent sous forme de suspensions et qui contiennent également le sable fin traver- sant les appareils de retenue du sable, tendent à provoquer le dépôt rapide de portions épaisses d'agents de clarification, par exemple de l'hydrate de calcium avec le sable, ce qui pro- voque un mauvais fonctionnement de l'appareil doseur et des dosages inexacts.
Ces agents de clarification, les plus employé:
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dans la pratique, nécessitent l'installation d'un réservoir de stockage à dispositif de remuage placé en avant de l'ap- pareil doseur, car pour l'appareil de dosage, il doit exis- ter à proximité une provision appropriée d'agents de cla- rification exempts de dep6ts.
Les mesures de jus brut effectuées jusqu'à présent au moyen d'appareils volumétriques ouverts possèdent les inconvénients renseignés plus haut des niveaux libres de li- quides, ces inconvénients étant encore accrus par suite de la formation de mousses, provoquant des mesures erronées des quantités de jus, et,en outre, ces appareils mesureurs agissent de façon défavorable sur l'écoulement continu du jus etdérangent cet écoulement par suite de la résistance hydrostatique variable.
Les appareils de mesure connus ne peuvent pas aboutir aux prix de revient inférieurs possibles par économie de prix d'installations, surveillance et matériaux, car il ré- sulte du travail irrégulier qu'ils occasionnent une capaci- té moins bonne de filtration du jus, ainsi qu'une augmenta- tion de la consommation de corps filtrants, d'agents de cla- rification et agents d'absorption de mousses de saturation, un besoin accru de surveillance aux installations de filtre, @ aux installations de la.-vage et de réparation des tissus filtrants, une perte notable de jus par éclaboussage mécani- que pour une capacité de filtration réduite,
et aussi à cause de la diminution importante de l'économie de chaleur de la sucrerie résultant des difficultés d'aspiration des boues dont les propriétés vont de pair avec la capacité de filtra- tion réduite du jus. Les appareils de clarification connus nécessitent par conséquent une surface filtrante plus gran- de et par conséquent des installations plus grandes.
Dans les appareils connus, même lorsqu'ils sont construits pour une opération continue, il résulte de ce que les par- ties individuelles des appareils forment des unités indivi-
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duelles autonomes dépendant de la conduite correcte par arrêt, introduction et écoulement réguliers du jus de réservoirs ou- verts, qu'il se produit des' dérangements fréquents de la marc]:6 continue, qui se traduisent par exemple par des débordements des réservoirs, des pertes de jus et une diminution de rende- ment.
Tous les inconvénients cités sont supprimés dans l'ap- pareil conforme à la présente invention, grâce auquel est réa- lisée une amélioration importante du travail lors de la clari- fication du jus, qui représente l'opération la plus importante de l'obtention du sucre.
L'appareil suivant la présente invention comprend:
La mesure du jus brut et de l'agent de clarification.
La détermination des quantités de jus et d'agents de clarification en fonction des quantités de betteraves traitées.
Le chauffage du jus avant et pendant la clarification.
La clarification proprement dite du jus.
Toutes ces opérations forment avec les pompes et pré- chauffeurs correspondants un, tout complet et cohérent dans la construction et le fonctionnement, qui est décrit dans ce qui suit dans un exemple de réalisation.
La figure 1 représente une vue schématique en perspec- tive de l'appareil complet conforme à l'invention;
La figure 2 est une coupe verticale suivant l'axe de la colonne de clarification;
La figure 3 est une vue en élévation de la colonne;
La figure 4 une coupe suivant la ligne a-a de la figu- re 1;
La figure 5 une vue en plan du haut de la figure 3 ;
La figure 6 une coupe longitudinale de l'appareil auto- matique de dosage et distribution de l'agent de clarification;
La figure 7 une vue en plan de la figure 6;
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La figure 8 une coupe suivant la ligne d-d ;
La figure 9 une coupe suivant la ligne b-b ;
Dans l'exemple de réalisation représenté, le jus brut sortant de la station des diffuseurs par la conduite 1 est conduit à travers le mesureur de jus 2 vers la pompe dans le préchauffeur du premier étage, (non représenté).
La mesure du jus brut et les chiffres donnant sa quan- tité, qui sont nécessaires à la conduite de l'addition d'a- gent de clarification, peuvent suivant l'invention, également être avantageusement appliqués à la conduite du travail à la batterie de diffusion. Dans ce but, le mesureur de jus 2, don- ne, par exemple au moyen d'une impulsion électromagnétique à l'indicateur' 3 la quantité de jus qui s'est écoulée de la batterie de diffusion, d'après laquelle se règle le fonction- nement de la batterie de diffuseurs. De plus, le mesureur 2 envoie des impulsions de comptage dans le compteur de contrô- le des quantités de jus et dans le contrôleur de marche de l'appareil 4, qui, suivant l'invention, dose l'agent de cla- rification, par exemple le lait de chaux, et en effectue l'ad- dition et la répartition.
De l'appareil mesureur 2, le jus brut s'écoule par la conduite 5 dans la colonne de clarifi- cation 6, ce jus passant suivant les besoins dans des appa- reils de préchauffage où il est porté à la température la plus favorable au début de la clarification, déterminée d'a- près l'expérience. Dans la colonne de clarification, le jus entre également par le bas et sort par le haut par un trop- plein 7 sous forme de jus complètement clarifié (voir figure 2) la colonne de clarification est, suivant l'invention, cons- truite sous la forme d'un réservoir cylindrique vertical uni- ,. que contenant la quantité de jus nécessaire à l'obtention de la durée de clarification nécessaire, par exemple, de 20-3o minutes pour une clarification progressive conforme aux pro- cédés connus.
En outre, la colonne de clarification est di- visée en chambres individuelles disposées les unes au-dessus
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des autres de telle sorte que les chambres sont formées al- ternativement de plateaux 8 fixés de fagon étanche sur un axe tournant, qui s'étendent jusqu'à proximité de la surface inté- ' rieure du réservoir 6, et d'anneaux 10 fixés de façon étanche à l'enveloppe intérieure de l'appareil, qui s'avancent jus- qu'à proximité de l'arbre 9, de façon à laisser au jus alter- nativement un passage à proximité de l'arbre, par exemple sui- vant une section de passage environ deux fois aussi grande que celle que possède la conduite d'introduction du jus, de même qu'à proximité de la paroi de l'appareil, par exemple avec une section analogue.
L'arbre avec les plateaux est ani- mé d'un mouvement de rotation, de sorte que lors du passage du jus vers le haut, le jus est animé d'un mouvement de rota- ne tion, sans qu'il/se produise pour cela de mélange du jus dans le sens vertical. Plus le nombre de chambres est grand dans le réservoir cylindrique, plus le courant de jus est régulier.
La clarification totale du jus de sucre a lieu suivant l'invention dans cet appareil de clarification unique, même dans le cas où il est nécessaire que les différentes phases de la clarification s'effectuent à des températures différen- tes. Dans un cas semblable, le réservoir de clarification est construit, suivant l'invention, de telle sorte que le jus soit conduit d'un endroit approprié de l'enveloppe du réservoir, c'est-à-dire d'une chambre appropriée (voir figure 1) par une tubulure et tuyauterie Il dans l'appareil servant à modifier la température du jus, par exemple dans un préchauffeur de. diffuseur 12 du deuxième étage, qui est disposé en dehors de l'appareil de clarification, et qui fasse retour par une autre canalisation 13, et une tubulure dans l'appareil de clarifica- tion en un endroit voisin dans le sens du mouvement du jus.
Le circuit du jus ainsi disposé pour modifier la température du jus est rendu possible par une pompe 13 qui vainc la resis-
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tance du courant dans le modificateur de température. La puis- sance de cette pompe ne doit pas dépendre exactement de la quantité du jus intfoduit dans l'appareil de clarification, car la conduite d'entrée 11 de la pompe venant de l'appareil de clarification, et la conduite de sortie 13 de l'appareil modificateur de la température vers l'appareil de clarifica- tion sont liées entre elles par le volume de la colonne de clarification.
Il est avantageux de choisir la puissance de cette pompe de circulation un peu plus grande que ce qui est nécessaire au débit de jus et à l'addition d'agent de clarifi- cation réunis, et le modificateur de température est muni d'un régulateur automatique, connu en soi, de la température du jus faisant retour à la colonne de clarification, au moyen duquel la température nécessaire peut être réglée. Un tel appareil de préchauffage est représenté sur la figure; on peut prévoir cependant, suivant les besoins, un nombre quel- conque d'appareils de préchauffage ou de refroidissement.
Pour empêcher qu'il ne se forme des dépôts sur les plateaux 8 et notamment sur les secteurs circulaires 10, par lesquels la colonne de jus dans l'appareil de clarification 6 est sùbdivisée an chambres individuelles, des tringles servant de racloirs 15 fixées à l'arbre 9 tournent à proximité des secteurs circulaires, en ne provoquant qu'un remuage aussi faible que possible du jus.
On peut disposer de façon analogue au-dessus des pla- teaux 8 des tringles fixes sur l'enveloppe intérieure de l'ap- pareil de clarification. Les dépôts de jus lourds s'accumulent ainsi.au fond de la colonne de clarification, et sont poussés (par exemple par les racloirs inférieurs 16 suivant la figu- re 2) vers la tubulure 17 pour l'enlèvement des dépôts, qui estmunie d'une fermeture 18, par laquelle les dépôts sont déchargés dans un récepteur 19 et d'où ils peuvent être enle- vés par le couvercle ou un dispositif analogue.
De cette ma-
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nière, d'après l'invention, l'élimination de ces dép8ts s'ef- fectue en un seul endroit sans arrêter l'appareil, et est ex- traordinairement efficace, du fait que ces dépôts ne sont pas transportés plus loin dans le processus de production et @u'ain- si les suites nuisibles connues dans les pompes à boues à boues et installations de filtres sont évitées.
Bien que le jus clarifié, qui se déplace jusu'u ni- veau dans la partie supérieure de l'appareil de clarification construit conformément à l'invention, ne présente généralement pas de mousses, pour le cas de jus anormaux moussants ou pour le. cas où de la mousse provenant du saturateur est déchargée sur le niveau du jus, on dispose sur le niveau du jus un dis- positif destructeur des mousses ayant la forme d'un balai 20 par lequel la mousse est repoussée vers la périphérie de l'ap- pareil de clarification et est entraînée par le mouvement ue rotation au-dessus du jus sortant par le déversoir 7. Le dé- versoir est construit de telle sorte qu'il s'y produise un tour- billon par lequel la totalité de la mousse est entraînée par le jus et est ainsi détruite.
Le seul niveau libre de jus dans l'appareil suivant l'invention, c'est-à-dire le niveau dans la colonne 6, est avantageusement contrôlé par un disposi- tif à signal 21.
L'appareil de clarification ayant la forme et la dispo- sition décrites plus haut, désigné brièvement sous le terme: colonne de clarification, rend possible l'addition de lait de chaux etd'autres agents de clarification au jus en doses exactement mesurées et réparties dans le temps, en rapport avec l'introduction du jus.
Conformément à l'invention, ce but estobtenu en introduisant l'agent de clarification en des points appropriés de la colonne de clarification , par exemple dans des chambres appropriées de la colonne, avantageusement à la partie inférieure des chambres de la colonne de clarifi-
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cation par des conduites, et certes aux endroits où le mouve- ment de rotation du jus est important, c'est-à-dire à une endroit situé au-dessus des plateaux tournants de manière qu'une répartition rapide et uniforme de l'agent de clarifi- cation dors le jus soit obtenue.
S'il est par exemple néces- saire d'ajouter au jus 0,3% de jus en quatre doses au cours de 16 minutes, alors pour une durée totale de passage à tra- vers la colonne de clarification, de 25 minutes, le premier quart des 0,3% de l'addition de chaux est introduità une hau- teur de 4/25 de la hauteur totale de la colonne de jus dans la colonne de clarification, le second quart à 8/25 de la colonne totale, etc.. Pour modifier la durée de réaction, on peut, conformément à l'invention utiliser pour l'introduction des addiuions d'agents de clarification les endroits de la co- lonne totale de jus à partir desquels la durée du parcours du jus jusqu'au déversoir correspond à la. durée de réaction.
Dans l'exemple de réalisation décrit , l'agent de ci¯;,- rification est introduit dans les chambres inférieures de la colonne par les conduites 22, 25, dans les chambres supérieu- res pour la. clarification finale par les conduites 26, 27.
Pour l'observation des variations de la réaction dans la colon- ne de clarification, celle-ci est munie de thermomètres, robi- nets d'échantillonage, et autres appareils de mesure placés à des endroits appropriés*
Pour éviter des obstructions dans les conduites condui- sant le lait de chaux dans la colonne de clarification, celles- ci sont, construites avantageusement sans coude et ont un dia- mètre de 90mm au moins .
Du fait que la clarification s'effectue en un appareil unique fermé versle haut, la construction du dispositif d'en- lèvement et de collection de gaz ammoniac libéré pendant la
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clarification et qui se dégage dans l'absorbeur de buées 4 estnotablement simplifiée. La colonne est protégée par isole- ment contre les pertes de chaleur. Une autre partie de l'ap- pareil correspondant à l'invention comprend le dispositif de mesure, d'addition et de distribution de l'agent de clarifi- cation, par exemple du lait de chaux, qui sont concentrés en un appareil unique.
Cet appareil consiste suivant l'invention en un réservoir 28 à fond cylindrique semi-circulaire (figures 6 et 9), dans lequel l'agent de clarification s'écoule par la conduite 29 et duquel l'agent de clarification est élevé par' des godets 30 fixés à un arbre horizontal commun 31. L'écou- lement de l'agent de clarification dans ce réservoir 's'effec- tue par la conduite 29 par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage automatique muni d'un flotteur 33.
Les godets 30 versent l'agent de clarification dans des auges de réception 34, d'où il s'écoule par les tuyauteries 35, 36 dans les reser- voirs 37, 38 et de là par les conduites 22, 7 dans la colonne de clarification. La rotationde l'arbre 31 avec les godets s'effectue à vitesse constante, par exemple de 6 tours par minute.
Le fait qu'aux différents endroits de la colonne de clarification, existent des jesoins de quantités différentes d'agents de clarification, trouve sa solution suivant l'inven- tion en donnant aux différents groupes de godets une gran- deur exactement en rapport avec la quantité à. ajouter et avec le traitement maximum de betteraves dans l'unité de temps.
Dans un groupe peuvent exister un ou plusieurs godets; par exemple pour la clarification préliminaire, les godets sont séparés individuellement, et pour la clarification finale, sont disposés par quatre dans un groupe. Les godets et leurs bras de fixation remuent l'agent de clarification de façon ef- fective par:leur mouvement de rotation.
Le réglage des additions d'agent de clarification aux
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divers endroits individuels de la nolonne de clarification s'effectue suivant l'invention par inclinaison des godets par rapport à leur axe longitudinal (voir figure 8). Ce mode de réglage est par exemple appliqué à l'étalonnage du réci- pient de mesure et dans les cas où l'addition subit une modifi- cation pendant une période de temps prolongée, par exemple pour la clarification préliminaire par une addition de 0, 3% de chaux par rapport aux betteraves.
On peut utiliser a.van- tageusement pour le réglage de l'addition d'agent de clarifi- cation et pour son dosage rapide un décalage des auges 34, au-dessus desquels les godets déversent l'agent de clarifica- tion, ou bien on emploie un recouvrement partiel des auges, de manière qu'une partie seulement de l'agent de clarification déversé par les godets s'écoule dans l'auge, tandis que le reste, après recouvrement des auges, retourne directement dans le réservoir d'approvisionnement de l'agent de clarifi- cation dans lequel se meuvent les godets.
Le décalage des au- Les 34 ou le recouvrement des auges est linéairement propor- tionnel à l'addition d'agent de clarification et est relié mécaniquement à un indicateur d'addition d'agent de clarifi- cation 39 qui indique la quantité d'addition sur une échelle 40, par exemple pour l'appareil de clarification complet en y comprenant l'addition constante pour la clarification préli- minaire,calculée en pour cents de chaux par rapport à la quantité de betteraves, comme onle voit d'après l'exemple re- présenté sur la figure 6.
Pour obtenir un rapport linéaire entre la position des auges collectrices 34 ou des couvercles d'auges collectrices et la quantité d'agent de clarification ajoutée, les godets sont disposés de telle sorte que l'agent de clarification s'é- coule par dessus les bords des godets, qui possèdent une ion- gueur appropriée, etsont parallèles à l'axe de l'arbre 31
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actionnant les godets, ce qui aboutit à ce que le courant d'a- gent de clarification s'écoulant des godets prend la forme d'u- ne surface liquide, de largeur appropriée; qui peut être con- venablement divisée par les bords des auges ou leurs couver- cles.
S'il s'agit de décaler plusieurs auges ou couvercles d'aubes,d'après des conditions différentes de clarification, la totalité ou quelques uns de ses couvercles d'aubes ou cha- cunpour soi peuvent être reliés à des dispositifs de décala- ge à indicateur.
La quantité d'addition d'agent de clarification, qui s'écoule des auges collectrices, peut être subdivisée en peti- tes fractions individuelles plus faibles par des moyens connus.
La variation de l'addition d'agent de clarification e n fonction du débit de jus est obtenue suivant l'invention du fait que le débit-mètre du jus 2 arrête par des impulsions trans- mises à distance, par exemple électriques, le mouvement constant de l'arbre 31 de, l'appareil d'addition, au cas où les impul- sions du débit-mètre 2 sont en retard par rapport à la rota- tion constante de l'appareil d'addition, etque l'arrêt a une durée correspondante à ce retard. Dans ce but, on utilise des procédés connus de commande à distance.
La fréquence de l'impul@ sion de l'appareil de mesure étant suffisamment grande, un arrêt correcteur de l'appareil d'addition d'agent de clarifi- cation peut avoir lieu à la même fréquence et ne durer par con- séquent que peu de temps, ce qui garantit en pratique une con- tinuité complète de l'addition d'agent de clarification par rapport au debit du jus brut entrant dans l'appareil de clari- fication.
L'introduction d'agent de clarification dans l'appareil correspondant à l'invention, est, comme on l'a déjà dit, effec-
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tuée dans l'appareil d'addition 28 par une vanne d'alimentation automatique 32, etle niveau du liquide dans l'appareil d'addi- tion est assurée par le déversoir 41. On obtient ainsi un remplissage des godets constamment uniforme.
Les impulsions du débit-mètre à.jus 2 peuvent de plus être utilisées avantageusement à la vidange automatique de dif- fusion au lieu des récipients volumètriques de mesure de jus employés jusqu'à présent ou d'un débit-mètre spécial, ce der- nier n'ayant été employé qu'exceptionnellement jusqu'à pr-ésent.
Dans ce but, on se sert d'un compteur indicateur construit de façon connue en soi, qui transforme ces impulsions, et égale- ment d'un appareil de contact et de signalement travaillant en relation avec lui, au moyen duquel peut être réalisée, au be- soin, suivant des procédés connus en soi, une action directe sur les servomoteurs des vannes, qui effectuent et règlent la vidange du jus de la diffusion. Suivant la présente inven- tion, la mesure du jus est avantageusement liée au réglage de la clarification, grâce à quoi les dispositifs connus jus- qu'à:présent sont notablement simplifiés et améliorés.
Dans le cas où aucun appareil de mesure sur conduite ne doit être employé pour la conduite du travail à la batterie de diffusion, ou bien où untel appareil de mesure serait soumis à des chocs pendant l'écoulement du jus ou bien où l'écouleront du jus serait particulièrement irrégulier, notamment dans le cas où la clarification par addition d'agent de clarification liquide, par exemple du lait de chaux, doit Atre suivie d'une clarification ininterrompue par un gaz, c'est-à-dire d'une sa- turation ininterrompue par de l'anhydride carbonique, de l'an- hydrise sulfureux ou un autre gaz, il est avantageux d'utiliser un appareil de réglage automatique de l'addition de liquide et de gaz conforme à la présente invention.
Suivant la présente
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invention, on applique au réclame ininterrompu et automatique de l'addition de liquide (liquides de clarification, suspen- sions de clarification, etc.) ainsi qu'en même temps au ré- glage de le-addition de base pour le traitement du jus, le principe de indépendance mutuelle entre la hauteur instanta- née de remous du niveau du jus au-dessus du seuil (déversoir) de l'ouverture de trop-plein de ce jus, et la quantité instan- tanée de jus qui s'écouLe par cette ouverture.
L'ouverture de trop-plein est avantageusement choisie sous forme d'ouverture de trop-plein à profil d'écoulement vertical ayant la forme, par exemple d'un rectangle à bord de trop-plein (déversoir) horizontale. Si du jus s'écoule par cette ouverture de trop-plein, il se produit à une distance suffisante de l'ouvertureun remous d'autant plus important que la quantité instantanée qui s'écoule par le trop-plein est pluc grande. La rotation mutuelle entre la quantité qui s'écoule et la hauteur de remous du niveau du jus, n'est en réalité pas connue de façon exacte, mais ceci ne constitue pas un inconvénient dans le dispositif conforme à cette inven- tion, comme on le verra avec plus de détails plus loin.
L'endroit où est placée l'ouverture de trop-plein (de- versoir) peut bien être choisi en un endroit queconque du cou- rant de jus, pour autant qu'il ne se produise pas d'accumula- tions de quantités indéterminables de jus en des points inter- médiaires; cependant dans un appareil automatique pour la clar- rification des jus de sucre suivant cette invention, ne compre- nant qu'un réservoir de clarification unique vertical, cette ouverture est placée le plus avantageusement à l'endroit où le jus s'écoule du réservoir de clarification, c'est-à-dire au point 7 de la figure 1.
A cet endroit, s'écoule bien un jus enrichi en agent de clarification; cependant en tenant compte de ce qu'on ajoute automatiquement et contiruellement
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une Quantité mesurée d'agent de clarification à la quantité de jus, la quantité de jus qui s'écoule est directement propor- tionnelle à la quantité de jus qui entre dans l'appareil de clarification à l'état non clarifié. Il est par conséquent avantageux pour le réglage suivant la présnte invention, de se baser sur une quantité de jus de trop-plein augmentée de la quantité d'agent de clarification ajoutée, au lieu de se baser sur la quantité primitive de jus sans agent de clari- fication, pour lequel un trop-plein ou appareil de mesure spédial devrait être prévu.
Ce point à lui seul constitue déjà une simplification importante et une disposition avanta- geuse correspondant à cette invention .
Le remous du niveau du jus produit à l'ouverture de trop-plein est transmis, suivant la présnte invention, de façon appropriée aux organes qui règlent le débit de 1' (des) agent (s) de clarification liquide, et si c'est nécessaire, également aux organes qui règlent l'introduction d'agent de clarification gazeux dans le jus à traiter.
Suivant l'invention, on obtient de façon simple une cor- respondance sûre entre l'introduction d'agent de clarification et l'introduction ou écoulement instantané du jus en prévoyant pour l'introduction de l'agent de clarification liquide dans son réservoir de stockage (réservoirs) une (des) ouverture (s) qui est (sont) mobile en direction verticale et dont les bords de trop-plein et les bords latéraux sont géométriquement paral- lèles au bord de trop-plein et aux bords latéraux de l'ouvertu- re de trop-plein invariable du trop-plein du jus.
De plus, cette correspondance est obtenue du fait que le remous du ni- veau du jus qui s'écoule par trop-plein est transmis en sens inverse sous forme de mouvement vertical de l'ouverture mobile de trop-plein du débit d'agent de clarification, et cela dans un rapport exact de la hauteur de remous à l'abaissement du
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déversoir du trop-plein de l'agent de clarification de 1,0 : 1,0. De cette manière on obvie à l'inexactitude de la con- naissance de la relation existant entre le remous et la quan- tité instantanée correspondante de jus qui s'écoule.
Ainsi par exemple un remous du niveau du jus de 140mm au-dessus du déversoir fixe se transmet sous forme d'un abaissement du déversoir de trop-plein de l'écoulement de l'agent de clari- fication également de 140mm en-dessous du niveau constant de l'agent de clarification dans le réservoir de stockage.
Pour pouvoir régler suivant les besoins, par exemple de façon correspondant à la qualité de la matière, à l'action nécessaire etc.. le rapport sinon constant entre les quanti- tés de liquide à clarifier et la quantité d'agent (s) de cla- rification, en cas de besoin, le rapport de la largeur de l'ouverture de trop-plein de l'agent de clarification, ou respectivement aussi le rapport mutuel des largeurs des dé- versoirs individuels - au cas où il s'agit de la clarification par plusieurs liquides - à la largeur de l'ouverture de trop- plein du jus, est modifiée à la main, ce qui par exemple peut être réalisé par le déplacement de l'un ou des deux bords latéraux de l'ouverture de trop-plein pour le liquide de cla- rification,
ou bien par échange du gabarit de trop-plein for- mant l'ouverture de trop-plein du liquide de clarification avec un gabarit d'une autre largeur de déversoir, en conser- vant en tous cas, la position relative du plan du déversoir par rapport au niveau constant du liquide de clarification.
Pour le réglage de l'introduction d'agent de clarifi- cation gazeux (gaz de saturation), on utilise également avan- tageusement, conformément à l'invention, la hauteur de remous de jus à l'ouverture d'écoulement et ce remous est transmis à l'organe au moyen duquel l'introduction de gaz dans le jus
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à clarifier est réglée. De cette façon, le réglage de la quantité de base d'agent de clarification gazeux ajoutée dans le procédé de clarification continue aux gaz (saturation) est réalisé, ce qui a pour résultat de faciliter de façon très importante le réglage précis de l'addition de gaz clari- ficateur.
Conformément à l'invention, on évite notamment une clarification fortement exagérée ou fortement insuffisan- te par les gaz, ce qui serait absolument impossible sans ce réglage, dès que le débit varierait entre des limites éten- dues. Le mouvement de l'organe d'étranglement de l'introduc- tion de gaz est le mieux réalisé par transmission directe au moyen de tiges de traction et de leviers ou de façon appro- priée analogue, directement à partir du mouvement vertical du déversoir mobile de trop-plein de l'agent de clarification.
La transmission de la hauteur du niveau de remous du jus qui s'écoule à l'abaissement de l'ouverture de trop-plein de l'agent de clarification liquide s'effectue,soit de fagon connue, par exemple par un mécanisme de flotteur ou un appa- reil hydraulique suivant la variation de la pression hydrosta- tique, au moyen duquel un remous du jus est produit, c'est-à- dire par un dispositif à membrane ou analogue. De tels modes de transmission souffrent cependant d'inconvénients importants, tels que par exemple, la formation de dépôts, tourbillons, mousses, par suite du contact des organes de mouvement avec le jus, fuites contrôles difficiles de position et de marche, moment de réglage irrégulier, etc...
Pour cette raison, on emploie avec grand avantages etsûreté de marche pour la trans- mission de la hauteur de remous duus par rapport au niveau de son déversoir fixe, quivant l'invention, un système d'élec- trodes dont les extrémités inférieures- plongent à différentes profondeurs appropriées au-dessus du plan du déversoir de trop- plein du jus, de manière à ce que le jus formant remous mouil- le un plus ou moins grand nombre de ces électrodes, suivant
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la hauteur de remous du jus. Par mouillage par le jus, le circuit électrolytique du courant des électrodes est fermé, par exemple vers la terre. L'exactitude de la transmission du remous dépend de la finesse de la gradation de la profon- deux' de la portée des électrodes individuelles, c'est-à-dire de leur nombre.
L'application du système d'électrodes sui- vant l'invention, d'après lequel chacune des électrodes pos- sède son propre circuit conducteur du courant indépendant, offre l'avantage que la transmission de la hauteur de remous est indépendante de la conductibilité électrolytique propre variable du jus, car chaque électrode, aussitôt qu'elle est reliée de façon conductrice au liquide forme à elle seule un élément de réglage bien déterminé, indépendamment de l'in- tensité du courant traversant le liquide. Evidemment, il faut avoir soin que cette intensité soit suffisante à la manoeuvre d'un relais électrique dans le mécanisme de dépla- cement en hauteur de l'ouverture de trop-plein du liquide de clarification, ce qui peut se réaliser aisément dans toutes circonstances.
Du fait que, suivant l'invention, le réglage s'effectue de façon correspondante au nombre des électrodes raccordées aux circuits et non d'après l'intensité du cou- rant produit par ces raccordements, une grande sûreté de fonctionnement de l'appareil est assurée.
Le circuit conducteur de chacune de ces électrodes aboutit, suivant l'invention, à un appareil qui règle par voie électromagnétique la position du déversoir ou des déver- soirs mobiles au réservoir ou aux réservoirs d'agent de cla- rification. Cet appareil consiste, par exemple, en un con- tact glissant vers le haut et vers le bas périodiquement le long des électrodes au moyen d'un moteur auxiliaire, ces électrodes étant disposées l'une derrière l'autre en sens inverse de leur gradation de hauteur et ce contact glissant
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fermant le circuit électrique sur l'électrode aussitôt que celle-ci est mise en circuit par l'intermédiaire du jus, et ce contact transmettant le courant soit directement, soit un par l'intermédiaire d'un relais à/électroaimant entraîné par lui vers le haut et vers le bas, qui alors, de façon connue en soi,
introduit ou supprime Inaction d'un entrai- neur (came) qui se meut également avec 1'électroaimant.
L'entraîneur susdit abaisse ou relève alternativement le dé- versoir ou les déversoirs du trop-plein de l'agent de clari- fication vers une position correspondante à celle du déver- soir du jus, mais en sens inverse. Du fait que 1'électro- aimant supprime l'action de l'entraîneur aussitôt que le con- tact glissant vient au contact du système d'électrodes que le niveau du jus déjà soumis au remous ne gêne plus, le ou les déversoirs du trop-plein de l'agent de clarification demeurent dans une position par rapport au niveau constant de l'agent de clarification dans son réservoir de stockage, correspondant à celle à laquelle le niveau du jus soumis au remous se trouve par rapport à son déversoir fixe.
L'appareil décrit suivant l'invention peut également être appliqué avantageusement au mélange de corps solides à des liquides avec lesquels ils doivent former un mélange ou une solution de composition constante en travail continu.
Tel est également le cas lors de la clarification de solu- tions de sucre. Dans un cas semblable, les électrodes men- tionnées sont disposées comme guides au trop-plein d'écoula- ment du mélange ou de la solution du réservoir de mélange ou de dissolution. Les circuits électriques de ces électro- des sont fermes de la manière décrite par la solution ou le mélange en remous, qui règlent ensuite,de la façon décrite, l'écoulement du liquide ou des liquides d'addition.
Chaque fois que s'introduit dans l'appareil de mélange ou de disso-
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lution une nouvelle quantité éventuelle de la matière solide ou liquide à traiter, le volume de cette matière provoque un remous du niveau du liquide et une augmentation de la quan- tité de mélange ou de solution qui s'écoule, ce qui, suivant l'invention, produit une introduction correspondante de li- quide d'addition de la façon décrite.
Un appareil de réglage automatique convient par exem- ple à l'obtention de sucre, notamment à la clarification con- tinue des jus de sucre par du lait de chaux, des suspensions de charbons actifs, des poudres ou gels filtrants et des so- lutions de sels, mais aussi à la clarification continue d'eaux fraches ou résiduaires, à la clarification de sucre par dissolution ou remuage, etc..
Cet appareil de réglage automatique complète,de façon notable, l'appareil de clarification décrit plus haut, et permet son appliEation plus étendue et sa simplification, nota:::ment du fait qu'il supprime les dispositifs de dosage sensibles placés sur les conduites, que le mécanisme d'addi- tion d'agent de clarification liquide est simplifié ce qui permet une économie de main-d'oeuvre et d'entretien, car le mécanisme d'addition est remplacé par un appareil plus simple et meilleur marché, c'est-à-dire par un groupe d'électrodes, un appareil de transmission électromagnétique simple et un déversoir réglable pour l'écoulement de l'agent de clarifi- cation,
et également du fait que la continuité de la clarifi- cation est encore améliorée par l'introduction d'une corres- pondance continue et exacte du rapport entre le jus en circu- lation et l'addition d'agent de clarification, et finalement du fait que la disposition d'ensemble et la capacité de ré- glage de l'appareil estencore améliorée. Cetappareil per- met notamment l'application de l'appareil automatique égale- ment à la clarification des jus au moyen d'agents de clarifi-
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cation gazeux, ce qui présente une importance particulière pour la clarification par des gaz dans les opérations dites de saturation continues, ainsi qu'à la clarification au moyen de solution ou de contacts de corps solides.
L'appareil de clarification décrit, suivant cette in- vention, se distingue notamment par les avantages suivants:
Additions exactes d'agent de clarification en fonction du débit du jus à clarifier; addition exacte d'agent de cla- rification à chaque portion individuelle du jus en circula- tion; additions exactes d'agent de clarification dans les pha- ses individuelles du processus de clarification dans le temps ; maintien exact et facilement réglable des températures aux différents points du traitement de clarification; modifica- régrable lion/exacte et aisée des additions d'agents de clarification sans interruption des opérations; maintien exact de la durée totale de clarification etde la durée de la clarification dans les chambres individuelles de clarification et pour cha- que portion individuelle du jus ;
suppression d'un grand nom- bre de récipients ouverts, dans lesquels se trouve le jus au cours des opérations de mesure et de clarification; suppres- sion du contact du jus avec l'air au cours des mesures des quantités de jus et de la clarification; suppression de la formation de mousses, du fait que la surface libre supérieure n'est constituée que de jus clarifié; suppression de la pos- sibilité d'un danger accru d'infection par des sactéries par suite de la suppression du contact du jus avec l'air, ainsi que de la formation de mousse ; des pertes de jus par débordement du jus et de la mousse et éclaboussage lors de la filtration, ainsi que lors de l'aspiration des boues;
suppression des inconvénients causés par la formation de dé- pôts, du fait que les dépôts sont enlevés en un seul endroit
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sans troubler la marche de l'opération et en ne produisant que des pertes en sucre réduites à un minimum; réduction notable des pertes de chaleur par refroidissement, obtenue au moyen de surfaces d'appareils moindres et rayonnement moindre par rapport à l'entourage, grâce à laquelle des per- tes de température de l'ordre d'environ 3 C sont évitées;
suppression des réservoirs d'agents de clarification indis- pensables jusqu'à présent pour les agents de clarification ayant, tendance à former des dépôts et des inconvénients qui en résultent (commande, dép8ts de sable, débordements, perler suppression des dispositifs de mesure d'agents de clarifica- tion avec leurs inconvénients, tels qu'obstructions, néces- sité de nettoyage, complexité, invisibilité des additions, prix d'installations et d'entretien, pertes de charge et hauteur de construction, surveillance, etc..;
suppression d'un distributeur spécial d'agent de clarification, notam- ment dans les procédés où l'on opère par additions divisées, par exemple par clarification préliminaire et clarification finale,etc.. ce qui a pour résultat de supprimer les incon- vénients des distributeurs qui sont de nature analogue à ceux des récipients de clarification employés jusqu' à présent; la perte de hauteur de charge est notamment également sup- primée;
suppression des inconvénients causés aux installa- tions de filtration par la clarification incomplète obtenue jusqu'à présent, et le fonctionnement exact de l'appareil correspondant à la nouvelle invention se fait sentir de fa- çon particulièrement favorable dans la capacité de filtra- tion rapide des jus, la régularité de l'opération et la ca- pacité uniforme d'aspiration des boues retenues sur :Les fil- tres, ce qui permet une grande économie en frais de surveil- lance des filtres et tissus filtrants, de consommation de
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tissus filtrants ainsi que de pertes de jus et de chaleur par suite de la dilution plus faible des jus ;
on réalise des économies en additions des agents de clarification, chaux, coke, etc.. car le travail exact au moyen de l'appareil con- forme à l'invention rend possible une marche à additions plus faibles d'agents de clarification tout en obtenant une qualité égale de jus final que dans le cas d'un travail moins exact au moyen des appareils utilisés jusqu'à présent; encombrement notablement moindre des appareils de mesure, dosage et clarification de même capacité, car la surface en plan n'atteint qu'environ un quart de celle nécessaire aux appareils utilisés jusu'à présent;
la disposition généra- le concentrée en un endroit permet un travail, une surveil- 1 nce etun contrôle de marche et contrôle chimique aisés, et permet ainsi d'éviter les irrégularités des travaux an- térieurs, sans compter qu'un nombre inférieur de personnel d'exploitation est nécessaire; indications précises de l'ad- dition totale ou des additions individuelles d'agents de cla- rification sur des échelles visibles; prix d'installation moindres; saturation accélérée du jus dans l'appareil cor- respondant à l'invention, ce qui permet une plus grande ca- pacité de saturation et de traitement de betteraves;
d'une manière générale; l'appareil suivant l'invention représente la condition de base de la réalisation d'une saturation con- tinue, c'est-à-dire 1'obtention d'un jus uniformément cla- rifié et préparé.
Des avantages précités, il résulte clairement, que l'invention permetdes améliorations notables, qui ont été confirmées par des essais etmesures pratiques étendues.