Procédé pour déshydrater des matières végétales. La présente invention a pour objet un procédé pour déshydrater des matières végé tales en masses, telles que céréales, fourrage, à l'aide d'air chauffé que l'on fait passer continuellement à travers la, masse de ma tières, de préférence à partir du centre de cette masse.
On a constaté que la déshydratation arti ficielle d'une masse de matière végétale, com posée par exemple de céréales, de fourrage au d'autres plantes fraîches, est régie princi palement par le tassement naturel de la masse et que le degré de déshydratation dépend en grande partie du degré de tassement et du temps que celui-ci exige pour se produire. Le tassement produit dans la masse une .aug mentation de la résistance au passage du gaz. Il dépend principalement de la pression et de la température auxquelles l'air chaud est introduit et réparti dans cette masse et peut, par conséquent, être réglé en faisant varier cette pression et cette température.
On a aussi constaté que la déshydratation artificielle d'une masse de matières végéta les est influencée de façon appréciable par la condition physiologique de la matière et par des facteurs naturels qui font mourir la plante, et qu'il se produit pendant la déshy dratation certains phénomènes, dus à des causes naturelles, qui constituent des fac teurs importants pour un traitement satisfai sant de la masse de matières, en plus de l'ef fet de l'évaporation ,artificielle qui est pro duite par l'air chaud.
Les phénomènes naturels mentionnés ci- dessus sont produits par un certain nombre de causes physiques ou physiologiques et: de réactions chimiques qui se produisent dans la masse de matière. Ces phénomènes physi ques ou physiologiques comprennent l'exsuda tion et la transpiration. On a constaté que l'ex sudation, c'est-à-dire l'expulsion de l'humidité contenue dans la matière sous forme liquide, varie directement avec le degré du tassement produit et la pression qui en résulte, et que la transpiration, c'est-à-dire l'évacuation de l'humidité de la plante fraîche sous forme de vapeur, varie directement avec .des facteurs physiques tels que la vitesse du déplacement de l'air chaud à travers la masse de matière,
le pourcentage d'humidité -de l'air chaud ar rivant à la matière et des conditions détermi nées de température.
Les réactions chimiques mentionnées ci- dessus se rapportent à la respiration, à l'ac tion bactérienne et à l'oxydation chimique par l'agent de dessication et sont des réac tions exothermiques. On a constaté que la quantité de chaleur ainsi produite dépend des facteurs ou conditions suivantes: <B>10</B> La respiration ou le dégagement d'é nergie par l'organisme vivant -dû à la com bustion d'hydrates de carbone, produit une certaine chaleur d'oxydation qui se dégage jusqu'à ce que la matière s'échauffe et at teigne la température à laquelle la plante meurt.
22 <B>0</B> L'action bactérienne, due au dévelop- pement :de bactéries en présence de l'humi dité, produit une quantité de chaleur qui s'accroît lorsqu'est atteinte .la phase à la quelle -des organismes tels que les colibacil- laires cessent d'agir et les bacilles généra teurs de chaleur commencent à se développer.
30 L'oxydation chimique, due à la pré sence d'eau et .à la combinaison du carbone avec l'oxygène, produit une ,quantité de cha leur d'oydation qui varie avec la température à laquelle la réaction s'effectue et augmente considérablement quand cette température s'élève. Une étude de ces facteurs naturels a. montré qu'ils se produisent dans la masse de matière de la façon décrite ci-dessous, et que leurs effets sont influencés par les conditions dans lesquelles l'air chaud est introduit dans cette masse de matière.
Comme il est préfé rable d'introduire l'air chaud au centre de la masse de matière et -de le distribuer de là dans celle-ci, il en résulte .dans ce cas que cette masse est progressivement chauffée à partir de son centre et que ses parties centra les atteignent rapidement la température de l'air introduit. Il faut quelques heures avant que les parties périphériques -de la masse at teignent cette température. L'évaporation artificielle produite par l'air chaud s'effec- tue donc-en une zone concentrique au centre de la masse qui s'étend graduellement vers la surface extérieure de celle-ci au fur et à me sure de la progression du traitement.
Les parties restantes plus froides de la, masse sont entretemps sous l'influence des réactions chimiques mentionnées ci-dessus, qui se pro duisent dans des zones concentriques sépa rées suivant les différentes conditions de température et de pression qui prévalent au tour de la zone ,d'évaporation artificielle. Ces dernières zones concentriques sont repoussées vers l'extérieur et éliminées graduellement à mesure que la zone d'évaporation artificielle s'étend, comme on l'a dit ci-dessus et la masse périphérique est graduellement chauffée aux. diverses températures auxquelles ces réac tions cessent respectivement de se produire.
La chaleur d'oxydation qui est produite par les réactions exothermiques comme on l'a dit ci-dessus, aide ainsi à chauffer la masse de matière jusqu'à un degré qui dépend princi palement de la température initiale de l'air introduit.
Le procédé de déshydratation selon la présente invention, est caractérisé en ce que l'on fournit l'air chaud à une température, en volume et sous une pression déterminés et coordonnés .de telle sorte, pour la matière particulière en traitement, que pratiquement le plus grand bénéfice possible est retiré des propriétés d'extraction d'humidité de l'air chaud et de telle sorte que ce dernier passe successivement, pendant son parcours dans ladite masse et au cours de son refroidisse ment par l'absorption d'humidité, par des températures optima pour cette matière pour les réactions exothermiques naturelles d'oxy dation chimiques et bactériologiques et de respiration, tout en retardant au cours du sé chage le tassement naturel de la, masse de matière,
lesdites réactions exothermiques étant rapidement provoquées et graduelle ment éliminées, le volume étant tel qu'il maintient lesdites réactions exothermiques et qu'il empêche une condensation dans les parties externes de ladite masse et la pres sion étant telle qu'elle fasse passer le volume requis à travers ladite masse malgré les va riations de résistance dues au tassement, par quoi la chaleur naturelle d'oxydation est avantageusement utilisée pour aider l'air à chauffer la masse de matière et cette der nière est déshydratée effectivement à un fort degré. L'avantage qu'il y a à employer une température initiale relativement élevée res sortira des considérations suivantes.
En ce qui concerne l'évaporation artificielle, la quantité d'humidité extraite par un volume donné d'air chauffé à 82 C est à peu près dix fois plus grande que celle extraite à une température initiale de 44' C. Pour ce qui est des réactions exothermiques, la quantité de chaleur produite par oxydation chimique. à une température de 93 C, par exemple, est à peu près quinze fois plus grande que celle qui est produite à 37 C.
De même, la quantité de chaleur d'oxydation due à l'ac tion bactérienne qui commence à se produire aux environs de 44' C augmente jusqu'à ce que la température s'élève à peu près à 51 C, lorsque les organismes colibacillaires cessent d'agir, et augmente encore au delà de cette dernière température par suite du dé veloppement des bacilles générateurs de cha leur, jusqu'à environ 70 C. A cette der nière température les bacilles générateurs de chaleur cessent d'agir, et l'oxydation chimi que. se produit seule au delà -de cette tempé rature. En outre, la chaleur d'oxydation due à, la, respiration se dégage jusqu'à ce que la.
matière atteigne une température d'environ :.9 C, à laquelle les céréales ou plantés meu rent et la respiration cesse. Toutefois, l'air introduit ne doit pas, d'autre part, être chauffé à une température qui pourrait avoir un effet nuisible ou contraire sur la matière particulière -en traitement ou sur le produit final de celle-ci.
La détermination ou le choix des limites de température les plus favorables pour l'air employé au traitement de différentes ma tières est régi par les considérations qui pré cèdent. Ainsi, dans le cas de plantes fourra gères croissant à la surface du sol, comme le foin par exemple, ;l'effet voulu est produit en employant une température initiale comprise entre 71 C et 93 C, tandis que dans le cas de céréales susceptibles d'être détériorées par une chaleur excessive, comme le froment par exemple, on obtiendrait des résultats satis faisants en employant une température ini tiale comprise entre 54' C et 68 C.
Toute fois, dans le cas de certaines racines comes tibles et d'autres produits non susceptibles d'être détériorés par un excès de chaleur, l'air introduit peut être chauffé initialement à. des températures plus élevées, de 93 C à 118 C par exemple, suivant la nature et le caractère des plantes ou produits considérés. Si l'on employait une température initiale sensiblement inférieure aux températures les plus basses mentionnées ci-dessus, les pro priétés que possède l'air chaud d'extraire l'humidité diminueraient hors de proportion et les effets calorifiques des réactions exo thermiques ne seraient pas utilisés au mieux.
Par l'emploi d'air chauffé initialement aux températures mentionnées ci-dessus, on provoque et on accélère le plus possible les diverses réactions exothermiques dans la masse de matière, pour la matière particu lière traitée, en zones concentriques séparées. L'oxydation chimique a -lieu dans -la zone voisine de la zone intérieure d'évaporation artificielle et la respiration s'effectue dans la zone voisine de la surface extérieure de la masse de matière. L'action bactérienne se développe dans la zone comprise entre la zone d'oxydation chimique et celle de respi ration, jusqu'à ce qu'au cours du procédé, les phases auxquelles ces réactions exothermi ques cessent respectivement de se produire, soient successivement atteintes, comme on l'a dit ci-dessus.
Le volume initial d'air chaud introduit dans la masse de matière dépend des -dimen sions de celle-ci et doit être tel que, pour une matière contenant un maximum d'humidité, il ne se produise pas de condensation dans cette masse dans les limites des températures citées plus haut.
Un volume d'air compris entre 255 et .340 mètres cubes passant à la minute dans une masse de matière de 99 à 127,5 mètres cubes convient dans la plupart des cas pour atteindre le but proposé. @Si le volume était relativement moindre, il se pro duirait dans les parties extérieures de la masse en traitement une condensation due à l'excès -d'humidité et de plus, les effets de l'oxydation ne seraient pas utilisés au mieux par suite de la diminution consécutive de la quantité d'oxygène contenue dans l'air in troduit. .Si, d'autre part, le volume était re lativement plus grand et la température beaucoup plus basse, cela nuirait à l'effica cité de la .déshydratation.
On règle la pression initiale sous laquelle l'air .chaud est introduit de façon que la ra pidité du tassement de la masse -de matière diminue aussi rapidement que possible et que le volume approprié d'air mentionné ci dessus soit introduit dans la masse suivant les variations qui se produisent au cours du tassement. Le tassement relativement rapide de la masse de matière durant la première phase de l'opération, alors que la matière est chauffée par l'air, a. d'abord pour effet une augmentation proportionnée de la résistance offerte par cette masse au passage de l'air qui la. traverse;
toutefois, à mesure que le traitement se poursuit et due la dessication de la matière s'effectue, la, résistance de la masse de matière diminue en rapport avec la diminution conséquente de la vitesse de tas sement et l'augmentation de la déshydrata tion qui se produisent durant les phases sui vantes du procédé. Quand l'air est aspiré à travers un réchauffeur et refoulé dans la masse de matière au moyen d'un ventilateur actionné mécaniquement, les variations de résistance dues au tassement provoquent des variations correspondantes de la force mo trice nécessaire pour refouler le volume voulu d'air chaud dans la masse de, matière, et des variations conséquentes du volume et de la température de cet air.
Ces variations de volume et de température qui .sont relative ment minimes dans des conditions normales peuvent cependant être combattues ou recti fiées par l'emploi d'une pression initiale ap propriée, avantageusement mesurée en hau- teur de colonne d'eau et mise dans l'impossi bilité clé varier au delà<B>,</B> de certaines limites prédéterminées.
La pression initiale sous laquelle l'air peut être introduit dépend aussi jusqu'à un certain point, en. dehors des précédentes con sidérations, de la teneur en humidité de la matière et doit être plus forte dans le cas de matières relativement mouillées que dans le cas de matières relativement sèches, propor tionnellement au pourcentage d'humidité existant. Lorsqu'on, emploie un moteur de 12 à 20 HP pour .actionner un ventilateur du type à, simple effet, on obtient des résultats satisfaisants dans la plupart des cas en em ployant une pression initiale comprise entre.
3,75 et 7,5 centimètres de colonne d'eau dans la conduite amenant l'air à la masse de ma: tière. Si les variations mentionnées ci-dessus et dues au tassement sont telles qu'elles dé passent :de beaucoup la limite inférieure ou supérieure .de l'échelle de pressions indiquée ci-dessus, la, force motrice actionnant le ven tilateur doit être réglée de façon correspon dante de manière à. maintenir la pressi.-)ii dans les limites indiquées.
Toutefois, dans le cas où l'on emploie un moteur plus puis sant et où la capacité du réchauffeur est suf fisamment grande, la pression peut être élt=- vée jusqu'à par exemple dix centimétres de colonne d'eau, mais le volume doit être alors augmenté dans une proportion correspon dante.
Si l'on utilisait une pression sensible ment plus faible que la moins forte des pres sions indiquées ci-dessus, l'augmentation conséquente du tassement aurait pour effet de diminuer le volume d'air au point de pro voquer une précondensation; cette augmenta tion du tassement aurait en outre pour effet de diminuer la vitesse de déplacement de l'air à travers la masse de matière et la ra pidité de la déshydratation de celle-ci, et toute la déshydratation, dont l'efficacité dé pend des relations mutuelles de tous ces fac teurs et conditions, se ferait mal.
Le rendement de la déshydratation peut être augmenté en employant de l'air aussi sec que possible et en le répartissant dans la masse de matière de façon à en assurer une distribution égale et une pénétration uni forme dans toute la masse. Dans ce dernier but, il est préférable d'introduire l'air au centre de la masse.