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'PROCEDE POUR L'EPUISEMENT CONTINU'DE ,MATIERES'<VEGETAI>ES iBROYEES, PARTICULIEREMENT DE COSSETTÉS'fD=BETkff'ft'E'.IERI' =ET DE 'CNNES W 'SUCRE'-.' . , r 4 ,. F.
A côté des installations employées exclusivement aujourd'hui en vue de l'extraction ou de l'épuisement des matières végétales, en particulier des betteraves à sucre, sous forme de batteries de diffusion et de tambours de diffusion, il existe depuis longtemps des dispositifs qui réalisent l'é- puisement des matières végétales et des betteraves à sucre dans des tours appelés "tours d'épuisement". Dans les ouvrages techniques, il est question entre autres, d'une tour dite "tour d'épuisement à une seule colonne" qui se compose d'un récipient cylindrique vertical dans lequel la matière à épuiser est amenée du bas vers le haut et le liquide d'épuisement circule à contre-courant.
Dans ce cas, l'apport de la matière à épuiser dans la tour peut avoir lieu de manières très différentes, par exemple au moyen de vis sans fin qui sont disposéesà. l'extérieur de la tour et débouchent à sa par- tie inférieure ou par des vis sans fin disposées au centre de la tour et fonc- tionnant dans un tube fermé, auxquelles on amené la matière à épuiserà la partie supérieure de la tour, vis qui la transportent ensuite jusqu'au fond,
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pour l'y faire changer de direction, jusqu'à ce qu ' elle soit saisie par la vis principale fonctionnant en sens inverse et transportée dans la section supérieure de'la tour dans le sens opposé à celui du liquide d'épuisement.
On connaît également l'introduction par pompe de la matière à épuiser à la partie inférieure de la tour verticale.
Malgré toutes ces constructions qui se rattachent à la tour d'é- puisement dite à une seule colonne, on n'a pas pu jusqu'ici faire entrer dans la pratique un tel appareil pour¯ épuiser les matières végétales, en particu- lier les cossettes de betteraves sucrières. Des recherches poussées à fond ont cependant montré que pour réaliser un procédé d'épuisement fonctionnant correctement aux points de vue technique et économique dans les tours à une seule colonne,non seulement la manière d'édifier la tour se trouve être d'une importance décisive, mais également et avant tout la manière dont
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on fait fonctionner de telles tours.
En ce qui concerne la construction, une tour de diffusion à une seule colonne verticale s'est montrée particu- lièrement utilisable ; la matière à épuiser y est amenée au moyen d'une vis disposée dans l'axe de la tour, et à l'intérieur d'un tuyau particulier, cette vis amenant la matière jusque sur le fond de la tour où elle se trouve, après le changement de direction, saisie par une vis transporteuse agissant vers le haut; dans l'espace utile de la vis principale se trouvent encore des pièces appelées pièces d'arrêt qui s'avancent depuis l'enveloppe de la tour entre les pas de la vis et à l'intérieur de ceux-ci.
En faisant fonctionner une telle tour d'épuisement à une seule colonneon a reconnu que pour travailler correctement et surtout économique- ment, il faut tenir compte de l'influence d'une série de facteurs pris iso- lément ou dans leur ensemble. En premier lieu, la durée de passage des cos- settes présente une grosse importance, On a reconnu en particulier que cet- te durée depassage doit être maintenue dans des limites bien définies, sans tenir compte du diamètre de la tour, d'abord pour obtenir un jus utilisable et ensuite pour rendre l'épuisement lui-même et le fonctionnement de la tour pratiquement réalisables et économiques. La durée de passage de la matière à épuiser à travers la tour peut, comme on le sait, être réglée par la vites- se de rotation des vis transporteuses.
Cette durée doit, conformément à la présente invention, ne pas être inférieure à 20 minutés et ne pas dépasser 50 minutes. Si la durée de passage dépasse cette dernière limite, non seu- lement le procédé n'est plus économique, mais surtout des difficultés d'ex- ploitation apparaissent alors et d'autant plus que les cossettes deviennent trop molles et que la vis transporteuse qui élève la matière depuis le-bas jusqu'en haut travaille dans de plus mauvaises ctions. Si la durée de passage s'abaisse au-dessous de 20 minutes, l'épuisement est si mauvais que le procédé lui-même n'est plus économique.
Le soutirage du jus, c'est-à- dire la quantité de jus recueilli par unité de matière à épuiser, se trouve, comme on l'a reconnu, en rapport immédiat avec la durée de passage. Cette quantité doit se tenir conformément à l'invention entre au moins 90% et, au plus, 120%, toujours rapportée au poids de cossettes.
Lorsqu'on fait fonctionner la tour de diffusion verticale à une seule colonne,conformémentà l'idée directrice de la présente invention, c'est-à-dire lorsqu'on utilise un réglage approprié de'la vitesse de rotation des vis de transport principale et d'amenée comportant des durées de passage de 20 à 50 minutes et des soutirages de jus de 90 à 120% rapportées au poids -de cossettes, on arrive à la conclusion très surprenante que l'on réalise une diffusion économique avec des hauteurs de tour très réduites, c'est-à- dire avec des hauteurs de tour de 6 à 15 mètres. Par suite ,les frais d'installation d'une telle diffusion se trouvent considérablement réduits par rapport aux installations de diffusion connues.
Plus les hauteurs de tour sont faibles, plus efficace est aussi le transport des cossettes. Cela est d'une importance si décisive qu'il ar- rive qu'en utilisant le procédé conforme à la présente invention et en ap- pliquant son idée directrice on réussisse à mettre en cuve dans la tour les cossettes à épuiser sans addition de jus ou seulement avec une addition rela- tivement faible de jus.
Des expériences ont montré que l'on peut charger une tour d'épuisement à une seule colonne, dans laquelle on introduit la ma- tière à épuiser au moyen d'une vis disposée dans-l'axe depuis la partie supé- rieure de-la tour, avec des cossettes prélevées directement dans la mixture, c'est-à-dire avec des cassettes auxquelles on n'a pas ajouté de jus en vue de les mettre encuve; On a en outre reconnu que, contrairement à tous les autres procédés de mise en cuve ou de brassage connus, on a besoin d'ajouter aux cossettes pour leur mise en cuve au plus 50% de jus par rapport à leur poids. On peut opérer de la même façon lorsque la vis d'alimentation destinée à la matière à épuiser se trouve installée en dehors de la tour au lieu d'ê- tre dans l'axe de celle-ci.
Le procédé d'épuisement de matières végétales et de cossettes de betteraves à sucre, conforme à la présente invention, dans des tours de diffusion à une seule colonne travaillant de manière continue, permet en
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premier lieu un fonctionnement pratique et économique.de ces tours. Il se produit également en même temps un travail de diffusion 'qui surpasse ceux obtenus dans les installations de diffusion antérieurement connues en ce qui concerne le degré d'épuisement et aussi l'économie....
On a représenté schématiquement sur le dessin annexé une tour de diffusion à une seule colonne à titre d'exemple non limitatif d'un mode de réalisation du procédé conforme à la présente invention.
Sur ce dessin une vis d'alimentation 2 munie d'une trémie d'é- coulement 1 débouche dans un tube 4 disposé au centre d'une tour d'épuise- ment 3. Celui-ci porte à son extrémité supérieure dépassant la tour une roue dentée de commande 5. A l'intérieur de ce tuyau, se trouve une vis d'introduction 6 dont l'arbre 7 fait saillie en bas hors de la tour d'é- puisement et porte également une roue dentée de commande 8. Le tube cen- tral lui-même sert d'axe pour une vis d'épuisement 9 qui remplit la section transversale de la tour proprement dite.
Depuis l'extrémité du tube central 4 qui débouche tout près et au-dessus du fond de la tour d'épuisement 3, une tôle de déviation 10, qui s'élargit en forme de cône, conduit vers le bas et se prolonge par un élé- ment de crible 11 conduisant à la vis d'épuisement 9 en s'élargissant en forme de cône vers le haut. L'espace annulaire formé par les éléments 10 et 11 est balayé par le districuteur 12 en forme d'ailettes adaptées au contour de la section transversale de l'espace annulaire. La partie supé- rieure de la tour d'épuisement 3 porte un raccord 13 d'admission d'eau pure et à une certaine distance au-dessous un raccord 14 d'admission d'eau sous pression.
A l'extrémité inférieure de la tour, on a prévu un départ de jus brut 15 dans lequel on peut insérer une soupape de réglage 16 commandée par le flotteur 17 dépendant du niveau du jus dans la tour 3. On a en ou- tre prévu à la partie supérieure de la tour 3 des vis de décharge 18 pour la matière épuisée.
La matière qui se compose par exemple de cossettes de bettera- ves sucrières est distribuée par la trémie d'écoulement 1 au moyen de la vis d'alimentation 2 dans le tube central 4-. A partir de là, la matière se trou- ve saisie par la vis d'introduction et transportée vers le bas dans le tube central 4. Pendant ce parcours, la matière se trouve comprimée et transpor- tée sur le dispositif de déviation 10 - lL qui l'amène grâce au distribu- teur 12 régulièrement au pas le plus bas de la vis d'épuisement 9. Celle- ci élève la matière vers le haut en sens contraire au trajet du liquide d'épuisement qui circule du haut vers le bas à travers la tour. De cette manière,la matière complètement épuisée parvient finalement aux vis d'éva- cuation 18. Celles-ci la projettent hors de la tour d'épuisement.
Le jus brut complètement saturé quitte par contre, par l'évacuation inférieure 15, la tour d'épuisement en une quantité commandée par la soupape de réglage en raison de la chute de pression provenant de la résistance des cossettes qui s'élèvent dans la tour. Comme le montre l'exemple de réalisation, l'extré- mité inférieure de la tour peut être munie d'un raccord d'admission 19 pour un moyen de'*chauffage, ce qui permet de réchauffer la matière à une tempéra- ture appropriée au début de la phase d'épuisement.
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'PROCEDURE FOR CONTINUOUS DEPLETION', MATERIALS '<VEGETAI> ES iBROYEES, ESPECIALLY OF COSSETTÉS'fD = BETkff'ft'E'.IERI' = AND OF 'CNNES W' SUGAR'-. ' . , r 4,. F.
Besides the installations used exclusively today for the extraction or depletion of plant materials, in particular sugar beets, in the form of diffusion batteries and diffusion drums, there have long been devices which carry out the depletion of vegetable matter and sugar beets in towers called "depletion towers". In the technical works, it is a question, among other things, of a tower known as a "single column exhaustion tower" which consists of a vertical cylindrical container in which the material to be exhausted is brought from the bottom upwards and the depletion liquid flows against the current.
In this case, the supply of the material to be exhausted into the tower can take place in very different ways, for example by means of endless screws which are arranged. outside the tower and open at its lower part or by endless screws arranged in the center of the tower and operating in a closed tube, to which the material to be exhausted is brought to the upper part of the tower. who then transport it to the bottom,
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to change direction there, until it is gripped by the reverse-running main screw and transported into the upper section of the tower in the opposite direction to the drain liquid.
Also known is the introduction by pump of the material to be depleted at the lower part of the vertical tower.
In spite of all these constructions which are attached to the so-called single-column exhaust tower, it has so far not been possible to bring into practice such an apparatus for exhausting plant matter, in particular sugar beet chips. Thorough research has shown, however, that in order to achieve a technically and economically well functioning depletion process in single column towers, not only the manner of erecting the tower is of critical importance. , but also and above all the way in which
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such towers are operated.
As far as construction is concerned, a diffusion tower with a single vertical column has proved particularly useful; the material to be exhausted is brought there by means of a screw disposed in the axis of the tower, and inside a particular pipe, this screw bringing the material to the bottom of the tower where it is located, after the change of direction, grasped by a conveyor screw acting upwards; in the useful space of the main screw there are still pieces called stop pieces which protrude from the casing of the tower between the pitches of the screw and inside them.
In operating such a single column exhaust tower it has been recognized that to work properly and above all economically, account must be taken of the influence of a series of factors taken individually or as a whole. In the first place, the duration of passage of the pods is of great importance. It has been recognized in particular that this duration of passage must be kept within well-defined limits, without taking into account the diameter of the tower, firstly to to obtain a usable juice and then to make the depletion itself and the operation of the tower practically feasible and economical. The duration of passage of the material to be exhausted through the tower can, as is known, be regulated by the speed of rotation of the conveyor screws.
This duration must, in accordance with the present invention, not be less than 20 minutes and not exceed 50 minutes. If the passage time exceeds this last limit, not only is the process no longer economical, but above all operating difficulties then appear and all the more so as the chips become too soft and the conveyor screw which raises matter from the bottom to the top works in worse ways. If the breakthrough time drops below 20 minutes, the exhaustion is so bad that the process itself is no longer economical.
The withdrawal of the juice, that is to say the quantity of juice collected per unit of material to be exhausted, is found, as has been recognized, in direct relation to the duration of the passage. This amount must be kept in accordance with the invention between at least 90% and, at most, 120%, always relative to the weight of cossettes.
When operating the vertical single column diffusion tower, in accordance with the guiding idea of the present invention, that is, when using an appropriate adjustment of the rotational speed of the main conveying screws and feed comprising passage times of 20 to 50 minutes and juice withdrawals of 90 to 120% relative to the weight of cossettes, we arrive at the very surprising conclusion that we achieve an economical distribution with heights of very small tower, that is to say with tower heights of 6 to 15 meters. As a result, the installation costs of such a broadcast are considerably reduced compared to known broadcast installations.
The lower the tower heights, the more efficient the transport of the chips. This is of such decisive importance that it happens that by using the process according to the present invention and by applying its guiding idea, it is possible to tank the cossettes to be exhausted in the tower without adding juice. or only with a relatively small addition of juice.
Experiments have shown that it is possible to load a single-column depletion tower, into which the material to be depleted is introduced by means of a screw arranged in-axis from the upper part of- the tower, with chips taken directly from the mixture, that is to say with cassettes to which no juice has been added in order to put them in the vat; It has further been recognized that, unlike all other known vat or brewing processes, there is a need to add to the cossettes for their vatting at most 50% juice based on their weight. It is possible to operate in the same way when the feed screw intended for the material to be exhausted is installed outside the tower instead of being in the axis of the latter.
The method of depleting vegetable matter and sugar beet chips, according to the present invention, in continuous single-column diffusion towers, allows in
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first, a practical and economical operation of these towers. At the same time there is also a work of diffusion which surpasses those obtained in the previously known diffusion installations as regards the degree of exhaustion and also the economy ....
There is schematically shown in the accompanying drawing a diffusion tower with a single column by way of non-limiting example of an embodiment of the process according to the present invention.
In this drawing, a feed screw 2 fitted with a discharge hopper 1 opens into a tube 4 placed in the center of a dewatering tower 3. This has at its upper end projecting the tower a control toothed wheel 5. Inside this pipe, there is an introduction screw 6, the shaft 7 of which protrudes from the bottom outside the exhaust tower and also carries a control toothed wheel 8 The central tube itself serves as the axis for a drain screw 9 which fills the cross section of the tower proper.
From the end of the central tube 4 which emerges very close to and above the bottom of the exhaustion tower 3, a deflection plate 10, which widens in the shape of a cone, leads downwards and is extended by a screen element 11 leading to exhaust screw 9 widening in the shape of a cone upwards. The annular space formed by the elements 10 and 11 is swept by the distributor 12 in the form of fins adapted to the contour of the cross section of the annular space. The upper part of the dewatering tower 3 carries a connection 13 for the inlet of pure water and at a certain distance below a connection 14 for the inlet of pressurized water.
At the lower end of the tower, a raw juice outlet 15 is provided in which a regulating valve 16 can be inserted, controlled by the float 17 depending on the level of the juice in the tower 3. It is also provided at the top of tower 3 discharge screws 18 for the spent material.
The material, which for example consists of sugar beet chips, is distributed from the discharge hopper 1 by means of the feed screw 2 into the central tube 4-. From there, the material is seized by the introduction screw and transported downwards in the central tube 4. During this journey, the material is compressed and transported on the deflection device 10 - lL which brings it, thanks to the distributor 12, regularly to the lowest pitch of the exhaust screw 9. This lifts the material upwards in the opposite direction to the path of the exhaust liquid which flows from top to bottom through the tower. In this way, the completely spent material finally reaches the discharge screws 18. These project it out of the depletion tower.
The fully saturated raw juice, on the other hand, leaves, through the lower outlet 15, the depletion tower in an amount controlled by the regulating valve due to the pressure drop from the resistance of the cossettes rising in the tower. . As shown in the exemplary embodiment, the lower end of the tower may be provided with an inlet fitting 19 for a heating means, thereby allowing the material to be heated to a suitable temperature. at the start of the exhaustion phase.