PROCEDE POUR SEPARER UN MELANGE DE SOLIDES ET DE DEUX LIQUIDES, ET CENTRIFUGE
POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La présente invention est relative à un procédé pour séparer un mélange de deux liquides, qui ne sont pas solubles l'un dans l'autre et présentent des poids spécifiques différents, et de matières solides présentant un poids spécifique supérieur à celui des liquides, par exemple, un mélange d' huile, d'eau et de matières solides, dans un centrifuge à sédiment.
Dans l'industrie des huiles (traitement des huiles minérales, végétales et animales), on rencontre souvent un mélange d'huile, d'eau (ou d'une solution aqueuse) et de solides, à séparer, de préférence par centrifugation, afin d'assurer que les pertes d'huile soient aussi faibles que possible.
Si un tel mélange est séparé directement:dans une centrifuge à sédiment, il se forme trois couches:
à savoir une couche d'huile au voisinage de la partie centrale de la centriJuge, une couche d'eau à l'extérieur de la couche d'huile et, sur la paroi
de la centrifuge, une couche de matières solides (sédiment ou boue).
Par suite de l'adhérence de l'huile aux solides, le sédiment, même après la centrifugation, contient une quantité considérable d'huile, qui n' a pas été libérée du sédiment, ceci étant le cas, même si la centrifugation s' est poursuivie pendant une longue durée.
Il est connu de récupérer l'huile contenue dans le sédiment, en agitant et/ou en broyant le sédiment déchargé de la centrifuge dans un appareil approprié, dans lequel on a introduit de l'eau, puis en centrifugeant
à nouveau le sédiment. Ceci constitue un processus lent et laborieux.
Suivant la présente invention, les inconvénients précités sont évités, grâce au fait que le sédiment, qui est constitué par les solides et se dépose sur la paroi du rotor centrifuge dans la chambre de sédimentation
de la centrifuge, est soumis, pendant toute la durée de la centrifugation,
à un travail mécanique, en plus du travail qui a éventuellement lieu, lorsque le sédiment est déchargé de manière continue de la centrifuge. Appliqué à
la séparation d'huiles, ce procédé permet un déshuilage amélioré du sédiment et, par conséquent, un meilleur rendement en huile.
Pour que l'effet (le déshuilage du sédiment dans le problème pratique évoqué plus haut) obtenu dans le procédé suivant l'invention ne soit pas annihilé, lorsque les divers constituants sont évacués* de la centrifuge, il faut veiller à ce que le sédiment soit déchargé de la centrifuge, sans venir en contact avec le liquide de poids spécifique le plus faible (tel que l'huile mentionnée plus haut). Ce résultat peut être atteint de diverses manières, comme on le décrira plus loin en détails.
L'invention concerne également une centrifuge à sédiment pour
la mise en oeuvre du nouveau procédé.
Cette centrifuge se caractérise par le fait qu'elle comporte des moyens pour soumettre le sédiment recueilli dans la chambre de sédimentation à un traitement ou travail mécanique, en plus du travail que subit éventuellement ce sédi-
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centrifugea en question peut avantageusement être agencée de façon à comporter, dans la chambre de séparation, un support, qui est concentrique au rotor centrifuge et peut tourner à une vitesse différente (quelque peu supérieure ou inférieure) de celle dudit rotor, ce support portant des outils s'étendant vers l'extérieur dans la chambre de sédimentation et agencés pour soumettre le sédiment au traitement ou travail mécanique précité.
Les dessins ci-annexés illustrent trois formes d'exécution différentes d'une centrifuge suivant l'invention, ces trois formes d'exécution étant représentées en coupe verticale;.,
Dans ces dessins :
- la figure 1 montre une centrifuge à marche discontinue;
- les figures 2 et 3 montrent des centrifuges à marche continue, et
- les figures la et 2a sont des vues de détail de lames ou pales, considérées dans une direction perpendiculaire à l'arbre de la centrifuge .
La description suivante des différentes figures se rapporte à la séparation d'un mélange d'huile, d'eau et de matières solides.
A la figure 1, la notation de référence 1 désigne le rotor ou
bol de la centrifuge, tandis que la notation de référence 2 désigne un support pour des lames 3, des pales, des broches, des couteaux ou des outils analogues, s'étendant dans la chambre de sédimentation, à la périphérie de la centrifuge. Le support 2, qui est monté concentriquement à l'arbre de la centrifuge, comporte des bras 4, qui sont parallèles à cet arbre et supportent les lames ou pales 3 précitées.
Au lieu d'être supportées par ces bras, les lames 3 peuvent être montées sur un cylindre concentrique à l'arbre de la centrifuge et perforé, comme montré aux figures 2 et 3.
La figure la montre l'agencement des lames 3 sur les bras 4, lorsqu'on les considère perpendiculairement à l'arbre de la centrifuge. Selon cette figure, les lames ont même largeur et sont inclinées alternativement dans des directions opposées, mais dans la même mesure. Grâce à cet agencement, le sédiment est soumis à un travail mécanique, sans être véhiculé vers l'une ou l'autre des extrémités de la centrifuge.
Revenant à la figure 1, il peut être noté que le support 2 est amené à tourner à une vitesse quelque peu différente de celle du rotor de
la centrifuge, par exemple grâce à un engrenage planétaire (non représenté en détails), en sorte que le support 2 de même que le rotor 1 de la centrifuge peuvent être entraînés par le même dispositif d'entraînement 5. Le mélange à séparer est introduit sous pression par un tube 6 et est chassé dans la chambre de séparation 8, à l'aide d'ailettes 7.
Un disque conique 9 prévu à l'extrémité supérieure du tube 6 empêche le liquide d'être éclaboussé vers le base
Dans la chambre 8, le mélange est séparé en une couche huileuse 10, une couche aqueuse 11 et une couche de sédiment 12, dans laquelle se trouvent les lames 3. La centrifuge illustrée est agencée pour exécuter une évacuation périodique du sédiment. A cette fin, la centrifuge est arrêtée et le sédiment, qui s'est accumulé dans la chambre de sédimentation, est râclé hors de celleci. Avant d'arrêter la centrifuge, l'huile séparée doit être déchargée.
Ceci peut se -faire à l'aide d'un dispositif capteur 13, qui évacue déjà pendant la centrifugation l'huile et, si on le désire, aussi tout ou partie de l'eau séparéeo Avant l'arrêt de la centrifuge, l'alimentation par le tube
6 est avantageusement interrompue pendant un certain temps, en sorte que le sédiment séparé peut, conformément à l'invention, être travaillé mécaniquement dans la mesure voulue ou déshuilé. Plus cette interruption est longue, meilleur est le déshuilage, et la durée d'interruption la mieux appropriée doit être déterminée dans chaque cas particulier " '
Le processus de déshuilage est agencé de façon que, sous 1' influence de la force centrifuge, en combinaison avec le travail mécanique
(agitation et prétrissage) du sédiment, des gouttes d'huile sont libérées
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eau environnante prend simultanément leur place dans le sédiment.
La figure 2 montre une centrifuge, dans laquelle l'évacuation de tous les constituants séparés du mélange se fait, de manière connue, en continu. La.partie supérieure 14 du rotor est cylindrique et sa partie inférieure 15 est conique. Le mélange à séparer est introduit par un tube 16, 1' huile est évacuée par un tube capteur 17, l'eau par des orifices de décharge 18 et le sédiment par une sortie 19, à laquelle ce sédiment est amené depuis la chambre de sédimentation du rotor, grâce à une ou plusieurs vis transporteuses coniques 20. La cloison 21, qui est assujettie au rotor et disposée à la partie supérieure de celui-ci, forme un déflecteur pour l'eau séparée, en sorte qu'il ne peut s'échapper d'huile par les orifices de sortie 18.
La couche huileuse est désignée à la figure 2 par la notation de référence
22, la couche d'eau par 23 et la couche de sédiment par 24. Pour améliorer l'effet de séparation, des assiettes ou disques coniques 25, connus en soi, sont prévus dans la chambre de séparation du rotor de la centrifuge. Le support 26 porte un tambour perforé 27, concentrique à l'arbre de la centrifuge. Les perforations du tambour servent à permettre à la matière de séparation de passer librement à travers la paroi du tambour. Le tambour supporte, à son tour, des lames ou palettes 28 et 29 de deux types différents, les lames 28 étant plus larges que les lames 29 et chacune de ces lames étant inclinées sensiblement dans la même mesure dans leurs directions respectives.
A la figure 2a, les lames 28 et 29 sont considérées dans une direction perpendiculaire à l'arbre de la centrifuge, le tambour 27 étant considéré comme n'étant pas enroulé en forme cylindrique. Les flèches montrées à la figure 2a montrent le trajet parcouru par le sédiment. Grâce à l'agencement représenté des lames ou palettes, le sédiment progresse dans des directions opposées, mais, de manière prépondérante, dans une direction, à savoir vers la sortie 19. Le même effet peut évidemment être obtenu, même si une largeur et une inclinaison mutuelles différentes des lames 28 et 29 sont choisies.
Le tambour 27 se termine, à sa partie inférieure, par une partie conique non perforée 30, supportant la vis transporteuse susdite 20. Grâce
au tube capteur 17, il sera possible de contrôler que le noveau d'huile libre dans la chambre de séparation est situé, en direction radiale, à l'extérieur du bord 31 de la partie conique 15 du rotor. Ceci signifie qu'on obtient une déshydratation du sédiment, en ce sens que l'eau tend à être chassée radialement vers l'extérieur, tandis qu'en outre on est assuré sur le sédiment évacué de la centrifuge ne revienne pas en contact avec de l'huile.
Au lieu de lames ou pales assurant une progression du sédiment en directions opposées, le tambour 27 prévu dans la centrifuge selon la figure 2 peut supporter au moins une vis transporteuse connue en soi, qui est concentrique à la paroi du rotor de la centrifuge et est agencée pour faire progresser le sédiment vers la sortie réservée à celui-ci. Cette vis, dont la périphérie présente une forme cylindrique, est raccordée vers le bas à la vis conique susmentionnée 20. Afin d'obtenir le travail mécanique désiré du sédiment, selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le tambour 27 peut, si la vis supportée par ce tambour a le même pas que la vis conique
20, être également pourvu de lames ou pales, qui s'inclinent vers un plan perpendiculaire à l'arbre de la centrifuge, de façon que l'évacuation du sédiment hors de la chambre de sédimentation soit entravée au point d'être retardée. Une autre manière d'obtenir le travail désiré du sédiment dans la chambre de sédimentation consiste à conférer à la vis transporteuse prévue dans cette chambre un pas inférieur à celui de la vis conique 20. De plus,
il s'est révélé avantageux de diviser les vis transporteuses précitées en
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diment et une moindre consommation d'énergie, tandis que les vis en question sont de fabrication moins coûteuse.
A la figure 3, on a représenté une troisième forme d'exécution
de la centrifuge suivant l'invention.
Cette centrifuge, qui fonctionne également en continu, possède un rotor 32
de forme purement cylindrique, tandis que, dans la chambre de séparation de cette centrifuge, on a prévu des assiettes ou disques déflecteurs 33. Le support 34, qui est constitué par une plaque non perforée, porte un tambour perforé 35, qui est concentrique à l'arbre de la centrifuge et porte, à son tour, des lames 28 et 29 du même type que celles représentées à la figure
2a, ou une vis transporteuse opérant en combinaison avec des lames ou pales, comme décrit plus haut. Le mélange à séparer est introduit dans la centrifuge par un tube 36. L'huile séparée est évacuée par des canaux 37 et l'eau par
des orifices de sortie 38 ménagés dans le fond du rotor, tandis que le sédiment amené vers le fond du rotor est évacué par l'ajutage 39. Le sédiment évacué par l'ajutage n'est pas aussi fortement déshydraté que celui évacué de la centrifuge selon la figure 2, mais, par contre, la structure de la centrifuge selon la figure 3 est plus simple et moins coûteuse, cette centrifuge convenant dans les cas où on n'attache pas une très grande importance à la déshydratation du sédiment.
EXEMPLES.
1. Une masse d'olives écrasées et broyées, contenant 22% d'
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huile, jus aqueux et sédiment par traitement dans une centrifuge à sédiment à marche discontinue, présentant des dimensions ordinaires et dépourvue de moyens pour travailler ou traiter mécaniquement le sédiment dans la chambre de sédimentationo La teneur en huile du sédiment déchargé de la centrifu-
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centrifuge, mais en agitant, conformément à l'invention, le sédiment pendant
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même après une courte durée de centrifugation.
2. La centrifuge selon la figure 2 convient particulièrement pour la séparation de liquide de pressage dans les usines de traitement d'huiles de poisson, dans les cas où on désire obtenir une huile purifiée, une eau exempte d'impuretés solides et une matière sèche dépourvue, à un degré élevé, d'huile et d'eau. Une telle séparation n'était pas possible précédemment, sans soumettre le liquide de pressage à une filtration, avant la centrifugation, cette filtration impliquant de grandes pertes d'huile.
Un autre avantage de la centrifuge suivant l'invention apparait, lors du traitement de poisson, qui, par suite d'un transport de longue durée, a subi une fermentation, â tel point que sa consistance, après traitement à l'ébullition, est tellement lâche qu'il est difficile de presser le poisson, sans y ajouter des matières spéciales, telles que de la farine de poisson préparée au préalable, dans le but de conférer à la masse une consistance plus solide. Si, au contraire, la masse de poisson bouilli est introduite directement dans le centrifuge selon la figure 2, sans addition de matières particulières et sans pressage préalables, la séparation s'effectuera sans difficultés et on obtiendra directement de l'huile pure, de la colle (liquide aqueux) et un sédiment solide déshuilé. A titre d'exemple
on peut signaler qu'en exécutant ce mode de traitement à une-*échelle industrielle, le sédiment contiendra moins de 6% de graisse, alors que, dans les procédés connus jusqu'à présent et impliquant une centrifugation, la teneur en graisse du sédiment était d'environ 10%.
3. Dans l'industrie des huiles minérales, la centrifuge suivant l'invention peut avantageusement être utilisée, par exemple pour séparer la terre décolorante de l'huile. La terre décolorante est, comme on le sait, mélangée à l'huile, pour améliorer sa teinte et, selon les procédés connus, cette terre décolorante est séparée de l'huile par filtration, après le traitement. Le gâteau de filtre obtenu, constitué par la terre décolorante, con-
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terre décolorante sera de la même importance que la quantité ajoutée de ter-
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Dans le cas où la séparation s'opère, avec addition d'eau, dans une centrifuge dépourvue de moyens spéciaux pour agiter la matière solide pendant la centrifugation, la perte d'huile peut être réduite dans une mesure telle que la teneur en huile de la terre décolorante soit d'environ 30%,
tandis que si le traitement est exécuté dans une centrifuge suivant l'invention, la perte d'huile est réduite dans une mesure telle que la teneur en huile de
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1. Procédé pour séparer un mélange de deux liquides, qui ne
sont pas solubles l'un dans l'autre et présentent des poids spécifiques différents, et de matières solides présentant un poids spécifique supérieur à celui des liquides, par exemple un mélange d'huile, d'eau et de matières solides, cette séparation étant exécutée dans une centrifuge à sédiment, caractérisé
en ce que le sédiment, constitué par les matières solides et recueilli sur
la paroi du rotor dans la chambre de sédimentation de la centrifuge, est soumis pendant toute la durée de la centrifugation, à un travail ou traitement mécanique, en plus du travail qui a éventuellement lieu, lorsque le sédiment est déchargé, en continu, de la centrifuge.