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La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la lixiviation de corps solides divisés et a un emploi particulier , mais non exolusif ' dans un procédé et un appareil servant à .extrairepar difflusion continue , le ancre contenu dans des betteraves coupées , généralement connues sons le nom de oossettes de betteraves à sucre .L'objet principal de l'invention est un procédé simple , efficace et économique pour la diffusion continue , utilisant un remplissage élevé de la cellule et un brassage approprié afin d'obtenir une meilleure extraction du more dans un temps de traitement donné ainsi qu'une plue grande oapaoité volumétrique
L'invention s'applique plus spécialement à un procédé
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et, un.
appareil de oe genre comprenant un appareil de traitement à simple contre-courant incline sur l'horizontale peur la diffu- sion continue 'avec le liquide solvant ou l'eau chaude introduite à une extrémité du dit appareil , pour s'écouler par gravité à, l'extrémité opposée , tandis que la matière solide introduite oomme alimentation du côté de 3'appareil où se décharge le liquide est déplaoée progressivement vers le haut d'une façon contrôlée au travers de l'appareil le long de sa déclivité , d'un mouvement linéaire jusqu'à une sortie à l'extrémité supérieure de l'appareil de tgraitement.
Le solvant enriohi s'écoule à l'extré.. mité opposée de l'appareil et constitue le jus crut de fabrique ,
La matière solide est amenée à. une vitesse sensible- . ment constante au sein de la masse du liquide et soumise , en autre aune composante de mouvement circulaire , dont l'influen- oe sur la matière solide est interrompue par intervalles au.
oours du dit mouvement linéaire de la matière solide, afin que ces arrêts produisent des mouvements angulaires limités en relation avec l'avance progressive de la matière solide et contribuent en conséquence aune répartitionuniforme de la matière solide dans tout le liquide
Conformément à l'invention, il est prévu un agencement qui imprime un mouvement de rotation à la matière solide ,à savoir les cossatte s ,avec une série d'interruptions prévues à l'avance dans le mouvement de rotation .En combinant avec celui-ci une action de déplacement continuant l'avance linéaire ,
on obtient pour résultat une répartition sens iblement uniforme des oossette s dans tout le liquide et il en résulte un écoulement régulier et progressif du liquide en contact avec les surfaces des cossettes, ce qui maitient les équilibres de concentration nécessaires à une bonne diffusion.
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Dans un traitement de diffusion à contre-courant oonti... nu , conformément à la présente invention, il est prévu un meuve- ment alternatif de chaque partie de la matière solide aveo dès augmentations obtenues par application directe d'une force suivi d'un effet de déplacement résultant du mouvement de la partie suivante de la matière solide sous l'effet de 1'application directe! de force dans une zone occupée par les oossettes mentionnées ci- dessus et qui sont momentanément soustraites à l'action directe des forées produisant la rotation
Un appareil conforme à la présente invention pour effectuer un traitement complet de diffusion dans un ensemble unique de structure compacte se compose d'une enveloppe incline pour la pulpe,
munie d'une ouverture de remplissage de matière solide et une ouverture d'écoulement de la solution enriohie à sa partie inférieure; à sa partie supérieure se trouvent l'ouver- ture d'introduction du solvant et l'ouverture de sortie de la pulpe épuisée Un certain nombre de vis transporteuses tournantes sont disposées dans l' enveloppe , elles comportent plusieurs sec- tions de rampes séparées avec espacement axial entre groupes de sections de rampes voisins et elles pour effet de déplacer la pulpe vers le haut le long de la déclivité de l'enveloppe , dans laqu.elle les sections de rampes voisines du transporteur ou de chaque transporteur séparé sont décalées d'un certain angle dans le sens de la rotation pour éviter la oanalisation du jus et ,de préférenoe , le dit transporteur , ou chacun des transporteurs séparés ,
comporte.plusieurs sections de rampes coaxiales dont les rampes sont disposées en un grou.page en vis à filets multiples avec écartement axial entre les groupes de sections de rampes et , dans une forme préférée de réalisation de oea sections de rampes , o'haque rampe a un arc périphérique de moins de 3600 divisé par le nombre de filets de vis décrits par les dites rampes
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Lors du passage de matières solides dans la longueur de l'appareil, chaque seotion du transporteur imprime à un paquet de matière solide un accroissement de mouvement à la fois linéaire et rotatif , provenant d'une application directe de force à cette matière .C'est le mouvement de la surface hélicoïdale par rapport à la matière solide à son contact qui ,
à la fin de chaque teur, a pour résultat de faire glisser le paquet hors du contact avec une section donnée . Ceci aurait tendance à créer une condition stable de la pulpe . mais la proximité de la section de rampe suivante poussant un autre paquet de matière solide assure une autre compo- sante de mouvement linéaire par déplacement, et ceci fait avancer le paquet mentionné en premier dans la zone d'action du jeu. de sections suivantes qui assure une nouvelle application de force Ces mouvements combinés permettent d'obtenir une vitesse linéaire essentiellement constante pour le mouvement des cossettes au. tra- vers de la cellule .
Un agencement de rarres de fragmentation réparties dans les espaces compris entre les groupes de rampes successifs assure des interruptions dans le mouvement de rotation des dits paquets dans les espaces située entre les jeux de lames successifs et , avec l'effet de déplacement , sert à maintenir un mouvement linéaire dans l'ensemble avec une répartition équilibrée des dé..
bits ,De cette façon , on évite des augmentations excessives de la densité et le jus n'est pas exposé à se rassembler d'une façon incontrôlable 7?'autres buts sont atteints par des détails de construc- tions nouveaux et des combinaisons nouvelles d'agencement de pièces elle sont toutes exposées en détail dans le oours de la description ci-après , la mise en oeuvre de l'invention sera mieux comprise en se reportant aux dessins schématiques annexés , dans lesquels les mêmes pièces sont désignées de la même façon .
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Dans oes dessina :
Fige 1 est une élévation latéralé d'un appareil mettant en oeuvre les nouvelles caractéristiques de l'invention et,le représente en position normale de fonotionnement .
Fig. 2 est une vue en plan par en-dessus de l'ensemble représenté par la pige 1 .
Fig. 3 est une élévation représentant l'extrémité de décharge de matière solide de l'appareil représenté par la pige 1.
Fig. 4 est une vue en plan d'une section de transporteur à rampes hélicoïdales de l'appareil de la Fig. 1 à plus grande échelle .
Fige 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la Fig. 1 et représentée à plus grande éohelle pour illustrer l'agencement des transporteurs-., à double rampe hélicoïdale aveo les barres de fragmentation conjointes! à l'emplacement des paliers supportant les transport airs à rampes .
Fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la Fige 1 à plus grande éohelle pour représenter l'agencement des barres de fragmentation dans tous les autres points de l'appareil ,
Fig. 7 est une élévation latérale de l'un des transpor- teurs à rampes hélicoïdales de l'ensemble représenté en Fig. 1 représentant les étapes successives de traitement sur toute la longueur de l'ensemble des rampes .
Fige 8 est une vue partielle en perspective d'une partie du transporteur à rampes hélicoïdales , représentant la position relative des sections de rampes utilisées pour le mouvement pro- gressif des cossettes .
Fig. 9 est une vue en bout de l'un des transporteurs à rampes hélicoïdales représentant l'agencement des sections à rampes et le bras de l'éoran rdoleur de jus .
Fig. 10 est une :seotion développée de l'arbre de l'un des transporteurs à rampes hélicoïdales représe ntant la position
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relative des sections de rampes surla longueur de l'arbre .
Fig. 11 est une élévation latérale partielle de l'ex- trémité de décharge des matières solides de l'appareil représenté en Fig. 1
Fig. 12 est une 'vue en bout de l'extrémité de décharge de l'enveloppe de l'ensemble représenté en Fig. 1 .
Fig. 13 est une élévation partielle de l'ensemble de décharge de la pulpe de l'appareil représenté en Fig. 1 ,et
Fig. 14 est une élévation latérale de l'ensemble de décharge représenté 'en Fig. 13
Comme on peut le voir en Pige 1 , l'appareil de diffusion. suivant lt invention comprend une enveloppe ou. -cellule 1 montée aveo une certaine inclinaison sur l'horizontale sur plusieurs supporte 2, 3, 4, etc..
et , le long de sa partie basse , l'enve- loppe est recouverte par des chemises de vapeur 5 tandis que des chemises de vapeur analogues 6 recouvrent la partie supérieure de l'enveloppe Des chemises 5 s'étendent en une disposition oonti- nue autour de la partie basse de l'enveloppe et comportent des cloisons intérieures (non représentées) qui dirigent la vapeu-r en circuit à l'intérieur de l'espace clos . la vapeur est introduite dans les chemises inférieures par une admission 7 (Fig. 2) et un certain nombre d'éventa d'eau de oondensation laissent éohapper la vapeur condensée .
Des tubes 9, 10 et 11 réunissent les sections voisines des chemises 5 * La chemise supérieure 6 comporte une admission 12 (Fig. 2) et une série d'évents 13 pair l'échappement de l'eau condensée . Elle est également divisée par des cloisons intérieures (non représentées) et le tùbe 14 réunit les deux seotions de la chemise . Les gaz non condensables des chemises de chauffage sont évacués par un évent .
Les oossettes sont introduites par une ouverture d'ali- mentation 15 à la partie supérieure de l'enveloppe en son point
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bas et sont évacuées , comme pulpe épuisée ,par une roue à godets 16 actionnee par un méoanisme d'entraînement 17 .Le solvant au l'eau chaude introduite par un certain nombre d'orifice d'entrée 18 à l'extrémité haute de l'enveloppe et la solution- '- enrichie est recueillie par une sortie de décharge inférieure 19 Une série de portes 20 , voisines d'une passerelle 21., munie de garde-fous 22 donna accès à l'intérieur de l'enveloppe 1 .
De préférence, l'enveloppe 1 s'adapte en section transversale à la forme extérieure du méoanisme de transport, comme r epré senté aux Figs.5et 6,comporte à sa partie supérieure un, ou plusieurs canaux 27 (il en est représenté deux), comme passages d'évacuation des gaz dégagés et qui assurent également un espace collecteur en cas de remplissage accidentel noyant l'appareil par un excès de solvant .Une série de renforts latéraux 32 s'étend partiellement autour de la périphérie de l'enveloppe 1 et assure un soutien stable de celle-ci
Le mouvement des cassettes à l'intérieur de 1'enveloppa 1 depuis l'entrée 15 jusqu'à la sortie d'évacuation 16 est assuré par un ensemble de transporteurs doubles ayant un entrai- nement haut 23 et un entraînement bas 24 .L'unité
transpor. teuse de droite 25, comme représenté en Fig. '5 comporte un arbre central 28 .Une série de sections de rampes hélicoïdales 29 agissant de concert est répartie autour de la périphérie de l'arbre .Le transporteur de gauche 26 comporte un arbre analogue
30 et des sections de rampes analogues 31, mais avec les hélices tournées en sens inverse .
Ces transporteurs à rampes sont agencés en hélices à trois filets qui sont disposés de manière à s'engager les uns dans les autres .Dans la réalisation représe tée aux dessins, les deux transporteurs tournent en sens inverse comme l'indiquent les flèches sur les Figs. 5 et 6
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Les différentes hélices ont des fonctionnements identi. ques et la description détaillée de l'une Suffira amplement à exposer la pratique de l'invention .
Si l'on se reporte aux Figs,4 et 8 représentant une partie du transporteur 31, on voit qu'une série de sectione par- tielles 31 est montée sur l'arbre 30 en un agencement séparé ou discontinu Chaque section se oompose d'une série de plaques perforées 33, 34 et 35 (Fig. 4) supportées par des bras rayonnants 36 et maintenues ensemble par des barres rayonnantes 37 , Des goussets 40 (Fig. 4) apportent une liaison supplémentaire des bras 36 avec l'arbre .Des boulons 41 sont disposés pour faciliter le montage l'entretien et les réparations..
Des flasques réglables 42 sont fixés aux borde extérieurs des pièces 33, 34 et 35 par des boulons 43 et sont réglables dans le sens radial afin d'assurer un écartement réduit de la périphérie par rapport à la surface intérieure de l'enveloppe
Le transporteu.r à rampes hélicoïdales suivant la présente invention a été étudié pour éviter une agglomération ou ségrégation excessive descossettes contre les surfaces du transporteur pendant le mouvement de poussée et l'agencement discontinu, des rampes constitue un facteur important de ce contrôle Afin de contribuer au glissement des oossettes contre les surfaces du transporteur les bords des perforations des plaques 33, 34 et 35 tournés du côté de l'évacuation de l'enveloppa pour les matières solides ,
sont de préférence arrondis ou ohan- freinés .
La Fig. 10 représente le développement de l'arbre 30 avec les segments de lame 31 montés sur lui dans un agencement préféré en chicanes et représente trois étagas d'un transporteur à trois filets . L'axe de rotation de l'arbre 30 est désigné par X dans cette figure et , dans la même figureZ- Z représente
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la position des barres de fragmentation 44, 46, 48 , auxquelles on se reportera plus particulièrement ci-après, dans les Figs.
5 à 7 .Ainsi qu'on peut le voir , le même point de chaque seg- ment dans chaque étage est décalé de 1200 du suivant dans la série, c'est-à-dire que le point Al est à 1200 du point A2 et le ;point
A3 à 1200 des deux points Al et A2
On notera que dans le sens de la rotation, tel que l'indique la flèche B dans la Fig. 10 ,les diverses rampes 31 recouvrent beaucoup moins de 120 autour de l'arbre 30 .Dans l'agencement représenté aux Figs. 8, 9 et 10 , l'angle couvert par chaquerampe séparée est de 96 .
Les étages successifs de rampes ont leurs bords d'attaque Bl, B2, etc.. à peu près en alignement axial aveo le bord de fuite de la rampe précédente les transporteurs à hélice peuvent avoir un , deux ou trois filets ou plus , mais dans chaque cas , l'arc périphérique de chaque rampa;séparée 31 est inférieur à 360 divisés par le nombre de filets .
L'agencement assure trois passages distincts entre les filets mais on notera queles prolongements d'un passage d'un étage au suivant sont disposés en décalageCette disposition des rampes hélicoïdales combinée avec l'emploi de -barres de frag- mentation 44 et 46 auquel on se reporte davantage plus loin et qui est r epré sentéaux Figs. 5 et 6 s'est avérée donne r la sec- tion transversale la plus uniforme aux cossettes à l'intérieur des passages du transporteur ..
La disposition des barres de frag- mentation 44, 46, 48 est prévue dans les intervalles entre les sections du transporteur de manière à interrompre l'acoumulation des cossettes et pair contrôler le débit ,de sorte que la diffa- sion progresse d'une façon uniforme et dans des conditions sensi- blement optima dans toute l'étendue du mouvement des cossettes à l'intérieur de l'enveloppe
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A cet effet ,des barres de fragmentation allongées 44 et 46 sont montées sur la surface intérieure de l'enveloppe dans une position en biais entre les diverses séries de sections de rampes 29 et 31 et sont reliées les unes aux autres par d'autres barres de fragmentation plus courte-9 48, disposées en un agencement sen- siblement radial , les barres 44 ,
48 assurant le soutien des boîtiers de paliers d'arbres 57 comme montré aux Figs. 5 et 7 Des barres de fragmentation allongées analogies à 46 sont disposées en diagonale en d'autres points de l'enveloppe et sont reliées aux barres de fragmentation plus courtes 48 et les barres de fragmenta- tion latéralement voisines 46 sont reliées par une barre transve sale horizontale 47 comme représenté en Fig. 6 ,afin de fournir un soutien supplémentaire et contribuer à la distribution des oossettes Les séries de barres 46 , 47, 48 sont disposées dans l'espace entre les diverses sections successives de rampes ! sauf aux endroits où il est nécessaire de supporter les paliers et où l'on utilise la première disposition ,
La Fig.
7 est une représentation schématique de l'agencement de la répartition d'une section type de rampe et de barres de fragmentation , qui aidera à comprendre le mouvement des oossettes dans l'enveloppe . Les parties 51 (en pointillé) représent nt la région couverte par un jeu. de rampas hélicoïdales conjointes au. cours d'un tour de l'arbre et entre chacune des portions 51, Il est réservé un espace 52 à l'extérieur de la zone de contact des spirales .L'ensemble des barres de fragmenta- tion constitué par les barres de fragmentation 44 et 46, est disposé dans ces espaces et assure ainsi des points d'interruption du mouvement angulaire des oossettes dans leur avance au travers de ces espaces .
quand il y a lieu d'utiliser des unités de grande capacité de ce type, avec un traitement en une seule passe-
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emploie une disposition avec des arbres divisés , Comme le montre la Fig. 7 , une section d'arbre 53 bute par son extrémité inté. rieure 54 contre l'extrémité intérieure 55 d'une autre section d'arbre 56 .Dans certaines oonditions de traitement , il pourra être avantageux d'assurer un mouvement plus rapide des cossettes à une extrémité de l'enveloppe/enutilisant l'agencement d'arbres en plusieurs pièces , avec des vitesses d'entraînement différentes, on peut assurer une commande sélective du mouvement des cossettes.
Afin d'obtenir une décharge de solution enrichie par la sortie 19 sans contamination intempestive par des cons%1- tuants solides ,on monte un écran 59 dans la position représentée en traits pointillés en Fig. 7 , un râcleur du. type à barre 60 (Fig. 9) , porté par un collier 61 pour tourner conjointement à l'extrémité de l'arbre 53, balayant la surface de l'écran pendant la rotation de l'arbre pour éviter l'accumulation de matières solides pouvant empêcher le passage direct de la solution à travers l'écran .
Le déchargement des oossettes à l'extrémité opposée de l'enveloppe utilise de préférence une action de drainage pour retenir le jus à l'intérieur de l'enveloppe . A cet effet, une plaque déflectrice ou guide 70 (Figs. 11 et 12) est prévue et fait face à la dernière série de section de rampes-du transporteur, elle agit comme fermeture à l'extrémité supérieure de l'enveloppe .
Les cossettes épuisées sont dirigées par la plaque 70 sous l'impul- sion du transporteur , dans une partie rétrécie de déchargement
71 au centre de la partie supérieure de l'enveloppe Les cossettes, s'égouttent pendant ce mouvement puis passent dans la goélette de décharge 72 au-delà de l'enveloppe .
Une roue à godets 74 sert de moyen-de décharge dans cet agencement (Figs. 13 et 14) et comporte un disque plein 75 monté pour fermer dans la goulotte 72 . Des palettes 76 lui
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sont fixées et s'étendent radialement à partir du disque 75 en faisant un angle avec le rayon du disque * les palettes 76 sont réunies par des plaques perforées ayant des ouvertures de drainage 78 et un organe déflecteur 79 dirige l'écoulement du. liquide de drainage .Quand la roue est mise en rotation comme l'indique la flèche de la Fig. 13 , lesmatières solides sont amenées à la plaque 77 et soulevées , le drainage s'effectuant pendant la course ascendante du.
mouvement'et le liquide de drainage est conduit par les palettes 76 le long de la plaque déflectrice 79 et finalement retourne dans l'enveloppe
A la suite de cette description de la construction d'un ensemble tel que représenté en Fig. 1 le fonctionnement normal d'une telle unité va être décrit concernant la phase de diffusion dans l'opération de raffinage du sucre de betterave* Dans cette phase normale , on envoie de la vapeur à l'inférieur des ohemises 5 et 6 où elle circule afin de maintenir la température à la valeur -voulue à l'intérieur de la zone de traitement Les oossettes sont amenées d'une façon continue au.
travers de l'orifice d'entrée 15 et on introduit de l'eau chaude dans les orifices d'entrée supérieure 18 pour maintenir un niveau voulu dans l'enveloppe
Dans les conditions optima , un tel système à contre-courant assurerait un mouvement continu de cossettes à vitesse linéaire constante sur toute la partie remplie de l'en.. veloppe en opposition avec le mouvement de gravitation du liquide à vitesse linéaire constante sur -toute la longueur de cette zone . Avec un tel système .des concentrations uniformes se produiraient à toute distance déterminée sur la longueur de l' enveloppe et il en résulterait une diffusion à grande efficacité.
L'agencement des barres de fragmentation et des
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sections de rampes empêche la formation de blocs compacts de oossettes faisant pont entre les sections de rampes Le décalage angulaire de seotions de rampes voisines dans la longueur aide à éviter la oanalisation du jus la surface 50 formant écran entre les transporteurs hélicoîdeux évite les débordements et sert à augmenter le niveau maximum à partir duquel 1$appareil de diffusion fonctionnera d'une façon satis- .faisante Il résulte de ce oontr8le que l'action de diffusion progresse d'une façon régulière On obtient ainsi la plus grande oapaoité pour un volume donné et la plus grande extrac- tion dans un temps donné ,
résultat jamais atteint jusqu'à présent c'lans les opérations de diffusion du suore de betterave.
Dans un appareil muni de plaques de guidage comme décrit ci-dessus la roue à godets 74 peut être supprimée si on le désire et , dans ce cas, on peut agencer une décharge à la partie supérieure de l'enveloppe . A titre de variante oomme représenté en traits pointillés , aux Fige, 11 et 12 on peut utiliser un transporteur à vis pour évacuer la pulpe épuiséehors de l'enveloppe.
Dans ce oas , 1 axe de ce trans- porteur peut être sensiblement ,mais pas obligatoirement hori- zontal, à angle droit de l'axe de l'enveloppe et placé sur un chemin de guidage 81 , s'étendant transversalement à la partie de décharge de l'enveloppe , formant la dite partie dans le haut et terminant le chemin de guidage en une rigole de décharge 82 (Fig. 12) ou. , à titre de variante , en agençant à l'extrémité du . dit guide un autre transporteur .
Bien que le procédé et l'appareil conforme à l'invention aient été décrits avec référence particulière au traitement de diffusion des betteraves à sucre ,ils seront efficaces avec d'autres matières , tellesque la oanne à sucre , et autres, des changements et modifications pouvant bien entendu
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être apportés sans sortir du cadre de l'irvention . Ainsi,par exemple ,et comme représenté en Fige 5 ,-les deux transporteurs sont supposés tourner dans des sens opposés l'un par rapport à l'autre , ainsi qu'indiqué par les flèches mais il est évident que ces deux transporteurs pourraient aussi bien tourner dans une seule et même direction ,
auquel cas le pas des surfaces hélicoï- dales des seotions de rampes 29 et 31 seraient disposés de façon telle (que les pas soient à droite bu à gauche) que le mouvement axial donné à la matière solide par les deux transpor- teurs soit dirigé vers l'extrémité supérieure de 1' enveloppe .