Appareil pour le traitement thermique d'un liquide La présente invention a pour objet un appareil pour le traitement thermique d'un liquide et, notamment, pour sa pasteurisation ou sa stérilisation, comportant une chambre dans laquelle s'effectue le traitement par injec tion de vapeur, au moins une chambre dans laquelle le produit traité est soumis<B>à</B> une détente et au moins un échangeur par surface dans lequel le produit<B>à</B> traiter est soumis<B>à</B> un préchauffage avant son admission dans la chambre de traitement.
Pour que la dilution soit pratiquement nulle, il faut que la quantité de vapeur dégagée au cours de la détente dans la chambre de détente soit égale<B>à</B> la quantité de vapeur nécessaire pour porter le produit de la température<B>à</B> la quelle il se trouve<B>à</B> la sortie du second échan geur jusqu'à la température du traitement. Ceci implique que la température du produit<B>à</B> la sortie du second échangeur soit sensiblement égale<B>à</B> la température de la vapeur ou du pro duit dans la chambre de détente.
L'appareil faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'une vanne de réglage, com mandée automatiquement par un relais thermo- statique influencé par l'écart des températures de la vapeur dans la chambre de détente et du produit<B>à</B> l'entrée de la chambre de traite ment, est disposée sur une conduite de vapeur alimentant l'échangeur par surface destiné<B>à</B> préchauffer le produit<B>à</B> traiter immédiatement avant son entrée dans cette dernière.
Deux formes d'exécution de l'appareil fai sant l'objet de l'invention sont représentées,<B>à</B> titre d'exemples, au dessin annexé: la fig. <B>1</B> est une vue schématique de la première forme d'exécution; la fig. 2 est une vue analogue de la seconde forme d'exécution<B>;</B> la fig. <B>3</B> est une coupe schématique d'un relais thermostatique et d!un dispositif d'arrêt automatique.
Dans la fig. <B>1,</B> l'appareil représenté com prend une chambre de traitement<B>1</B> dans la quelle le produit<B>à</B> traiter, arrivant en 2, est injecté au moyen d'une buse de pulvérisation<B>3,</B> la vapeur de traitement, amenée par une con duite 4, étant injectée en<B>5. A</B> la suite de la chambre de traitement<B>1</B> est disposée une cham bre de détente<B>6</B> dans laquelle le produit traité, recueilli<B>à</B> la partie inférieure de la chambre<B>1,</B> est pulvérisé en<B>7.</B> Le produit rassemblé<B>à</B> la partie inférieure de la chambre de détente<B>6</B> en est extrait par une pompe<B>8.</B>
Avant d'être injecté dans la chambre de traitement<B>1,</B> le produit froid arrivant en 2 circule dans un échangeur par surface<B>9</B> qui est alimenté en vapeur par une conduite<B>10</B> in dépendante de la chambre de traitement<B>1,</B> de telle sorte qu'il soit préchauffé<B>à</B> une tem pérature t, intermédiaire entre sa température initiale<B> & </B> et la température de traitement T. Dans le cas où l'appareil fonctionne<B>à</B> une pression inf.érieure <B>à</B> la pression atmosphérique, les produits non condensés dans cet échangeur par surface<B>9</B> en sont évacués par une conduite <B>11</B> reliée<B>à</B> une instàllation de vide (non repré sentée).
Sur la conduite de vapeur<B>10</B> alimentant l'échangeur par surface<B>9,</B> est insérée une vanne de réglage 12 qui est commandée automati quement par un relais thermostatique <B>13</B> de type classique influencé, par l'intermédiaire de liaisons appropriées, également classiques, 14 et<B>15,</B> par l'écart des températures t, du pro duit<B>à</B> l'entrée dans la chambre de traitement<B>1,</B> et<U>t.,</U> de la vapeur dans la chambre de<B>dé-</B> tente<B>6.</B> Ce relais, dont une forme d'exécution sera décrite en détail ci-après, comporte un bouton de réglage qui permet de régler le passage<B>de</B> la vapeur dans la conduite<B>10,</B> notamment de façon que la température t, soit maintenue sensiblement égale<B>à</B> t2,
afin que le produit ne présente pratiquement aucune dilution. On a, en effet, dans ce cas<B>:</B> T-ti <B>=</B> T-t2 de sorte que la quantité de vapeur dégagée au cours de la détente dans la chambre<B>6</B> est égale<B>à</B> la quantité de vapeur nécessaire pour porter le produit de la température de pré chauffage t, <B>à</B> la température de traitement T.
La fig. 2 représente la seconde forme d'exé cution de l'appareil dans laquelle<B>le</B> produit<B>à</B> traiter arrivant en 2 est amené, avant de passer par l'échangeur par surface<B>9, à</B> circuler dans un premier échangeur par surface<B>16</B> relié par une conduite<B>17 à</B> la chambre de détente<B>6.</B> Le produit est ainsi préchauffé par la vapeur<B>dé-</B> gagée dans cette chambre, ce qui réduit no tablement la quantité de vapeur<B>à</B> introduire dans l'échangeur par surface<B>9</B> pour amener le produit<B>à</B> la température tl. Comme dans l'exemple précédent, sur la conduite de va peur<B>10</B> alimentant l'échangeur par surface<B>9,
</B> est insérée une vanne 12 commandée automa tiquement par un relais thermostatique <B>13</B> influencé par l'écart des températures t, et<U>t..</U>
Le relais thermostatique <B>13</B> peut être consti tué comme représenté<B>à</B> la fig. <B>3,</B> par un régu lateur<B>à</B> fluide auxiliaire (eau ou air) contrôlé par des bulbes thermométriques,<B>à</B> tension de vapeur par exemple, influencés respectivement par les températures t, <I>et t,>.</I><B>Il</B> comprend une enceinte l3a sur deux parois opposées de la quelle sont adaptés deux soufflets souples symétriques l8a, l8b, disposés dans des chambres étanches l9a, <B>19b,</B> auxquelles des bulbes 20a et<B>20b,</B> respectivement, soumis aux températures t,
et t,,, sont reliés par des conduits souples 14 et<B>15.</B> Dans l'enceinte l3a est aménagée une conduite 21 dans laquelle le fluide auxiliaire arrivant par un conduit 22 pénètre par un orifice réglable<B>23,</B> cette con duite étant reliée, d'autre part, par un conduit 24,<B>à</B> la vanne de vapeur 12<B>à</B> contrôler. Cette vanne 12 peut être constituée, par exemple, par une vanne<B>à</B> membrane de type connu.
La conduite 21 comporte,<B>à</B> l'intérieur de l'en ceinte l3a, un orifice<B>25</B> muni d'un siège<B>26</B> en regard duquel est disposé un clapet<B>27</B> porté par une tige<B>28</B> articulée en<B>29</B> et qui est sou mise, par l'intermédiaire de ressorts<I>30a,<B>30b</B></I> convenablement réglés, aux actions antagonis tes de deux poussoirs<I>31a,<B>31b</B></I> reliés respec tivement aux fonds des soufflets<I>18a,<B>18b.</B></I> La tige<B>28</B> est soumise, d'autre part,<B>à</B> l'action d'un ressort de réglage<B>32</B> dont la poussée peut être contrôlée par un bouton<B>33</B> disposé sur le côté correspondant de l'enceinte l3a.
Le fonctionnement du dispositif ainsi cons titué est bien connu et il n'est donc pas néces saire de le décrire. En outre, l'appareil de traitement peut comprendre un dispositif assurant automati quement son arrêt lorsque la température t, du produit<B>à</B> la sortie de l'échangeur par sur face<B>9</B> s'écarte de la température t# de la va peur dans la chambre de détente<B>6.</B> La fig. <B>3</B> représente une forme d'exécution d'un tel dis positif combiné avec le relais<B>13.</B> Le dispositif en question comprend un boîtier 34 sur deux parois opposées duquel sont adaptés deux soufflets symétriques<I>35a,<B>35b</B></I> maintenus nor malement développés par des ressorts 36a, <B>36b</B> et disposés dans deux chambres étanches 37a,
<B>37b</B> reliées respectivement par des conduits souples 38a,<B>38b</B> aux chambres l9a et l9b du relais<B>13.</B> Les fonds opposés des deux souf flets<I>35a,<B>35b</B></I> sont reliés par une timonerie constituée par une tige<B>39</B> qui commande, par un doigt 40, une aiguille 41 articulée en 42 et qui (lorsque la température t, s'abaisse, par exemple de<B>50</B> au-dessus de la température<U>t.,,</U> vient actionner un contact électrique 43 déter minant l'arrêt de la pompe d'injection du pro duit<B>à</B> traiter (non représentée) ou d'un autre organe commandant le fonctionnement de l'ap pareil.
Dans une variante non représentée, le régu lateur thermostatique et le dispositif d'arrêt automatique représentés<B>à</B> la fig. <B>3</B> pourraient être mis en #uvre également dans le cas où l'échangeur par surface<B>9</B> des fig. <B>1</B> et 2 serait alimenté par de la vapeur provenant de la chambre de traitement<B>1.</B> L'appareil pourrait comprendre également un régulateur de la pression de vapeur dans la chambre de traitement.
Enfin, bien que l'appareil décrit ait été en visagé plus spécialement pour le cas où l'on désire obtenir un produit traité ayant sensi blement la même teneur en matière sèche que le produit initial, on pourrait également l'ap pliquer<B>à</B> l'obtention d'un rapport constant, différent de<B>1,</B> entre les teneurs du produit<B>à</B> l'entrée et<B>à</B> la sortie de l'appareillage.
Apparatus for the thermal treatment of a liquid The present invention relates to an apparatus for the thermal treatment of a liquid and, in particular, for its pasteurization or its sterilization, comprising a chamber in which the treatment by injection of steam, at least one chamber in which the treated product is subjected <B> to </B> an expansion and at least one exchanger per surface in which the product <B> to </B> to be treated is subjected <B> to < / B> preheating before admission to the treatment chamber.
So that the dilution is practically zero, it is necessary that the quantity of vapor given off during the expansion in the expansion chamber is equal to <B> to </B> the quantity of vapor necessary to bring the product to the temperature <B > at </B> where it is <B> at </B> the output of the second exchanger up to the treatment temperature. This implies that the temperature of the product <B> at </B> the outlet of the second exchanger is substantially equal to <B> to </B> the temperature of the steam or of the product in the expansion chamber.
The apparatus forming the subject of the invention is characterized in that an adjustment valve, automatically controlled by a thermostatic relay influenced by the difference in the temperatures of the steam in the expansion chamber and of the product < B> at </B> the entrance to the treatment chamber, is placed on a steam pipe feeding the exchanger by surface intended <B> to </B> preheat the product <B> to </B> process immediately before entering the latter.
Two embodiments of the apparatus forming the subject of the invention are shown, <B> to </B> by way of examples, in the appended drawing: FIG. <B> 1 </B> is a schematic view of the first embodiment; fig. 2 is a similar view of the second embodiment <B>; </B> FIG. <B> 3 </B> is a schematic cross section of a thermostatic relay and automatic shut-off device.
In fig. <B> 1, </B> the apparatus shown com takes a treatment chamber <B> 1 </B> in which the product <B> to </B> to be treated, arriving at 2, is injected by means of a spray nozzle <B> 3, </B> the treatment steam, supplied by a pipe 4, being injected at <B> 5. A </B> the continuation of the treatment chamber <B> 1 </B> is placed a relaxation chamber <B> 6 </B> in which the treated product, collected <B> at </B> the lower part of the chamber <B> 1, </B> is sprayed at <B> 7. </B> The product collected <B> at </B> the lower part of the expansion chamber <B> 6 </B> is extracted by a pump <B> 8. </B>
Before being injected into the treatment chamber <B> 1, </B> the cold product arriving at 2 circulates in a surface exchanger <B> 9 </B> which is supplied with steam by a pipe <B> 10 </B> in dependent on the treatment chamber <B> 1, </B> so that it is preheated <B> to </B> a temperature t, intermediate between its initial temperature <B> & </B> and the treatment temperature T. In the event that the device operates <B> at </B> a pressure lower <B> than </B> atmospheric pressure, the products not condensed in this exchanger by surface <B> 9 </B> are evacuated from it by a pipe <B> 11 </B> connected <B> to </B> a vacuum installation (not shown).
On the steam pipe <B> 10 </B> supplying the exchanger by surface <B> 9, </B> is inserted a control valve 12 which is automatically controlled by a thermostatic relay <B> 13 </ B> of conventional type influenced, by means of suitable bonds, also conventional, 14 and <B> 15, </B> by the temperature difference t, of the product <B> to </B> the entry into the treatment chamber <B> 1, </B> and <U> t., </U> of the steam in the <B> de- </B> tent <B> 6. </ B> This relay, one embodiment of which will be described in detail below, comprises an adjustment knob which makes it possible to adjust the passage <B> of </B> the steam in the pipe <B> 10, </ B> in particular so that the temperature t is kept substantially equal to <B> to </B> t2,
so that the product exhibits virtually no dilution. We have, in fact, in this case <B>: </B> T-ti <B> = </B> T-t2 so that the quantity of vapor released during the expansion in the chamber <B> 6 </B> is equal to <B> to </B> the quantity of steam necessary to bring the product from the preheating temperature t, <B> to </B> the treatment temperature T.
Fig. 2 represents the second embodiment of the apparatus in which <B> the </B> product <B> to </B> to be treated arriving at 2 is brought, before passing through the exchanger by surface <B > 9, to </B> circulate in a first exchanger by surface <B> 16 </B> connected by a pipe <B> 17 to </B> the expansion chamber <B> 6. </B> The product is thus preheated by the <B> released </B> steam in this chamber, which significantly reduces the quantity of steam <B> to </B> introduced into the exchanger by area <B> 9 < / B> to bring the product <B> to </B> temperature tl. As in the previous example, on the line of goes scared <B> 10 </B> feeding the exchanger by surface <B> 9,
</B> is inserted a valve 12 controlled automatically by a thermostatic relay <B> 13 </B> influenced by the temperature difference t, and <U> t .. </U>
The thermostatic relay <B> 13 </B> can be constructed as shown <B> to </B> in fig. <B> 3, </B> by an auxiliary fluid <B> </B> regulator (water or air) controlled by thermometric bulbs, <B> at </B> vapor pressure for example, respectively influenced by temperatures t, <I> and t,>. </I> <B> It </B> comprises an enclosure 13a on two opposite walls of which are fitted two symmetrical flexible bellows l8a, l8b, arranged in chambers waterproof l9a, <B> 19b, </B> to which bulbs 20a and <B> 20b, </B> respectively, subjected to temperatures t,
and t ,,, are connected by flexible conduits 14 and <B> 15. </B> In the enclosure 13a is arranged a conduit 21 in which the auxiliary fluid arriving through a conduit 22 enters through an adjustable orifice <B> 23, </B> this conduit being connected, on the other hand, by a conduit 24, <B> to </B> the steam valve 12 <B> to </B> control. This valve 12 can be constituted, for example, by a valve <B> with </B> membrane of known type.
The pipe 21 comprises, <B> inside </B> the interior of the enclosure 13a, an orifice <B> 25 </B> provided with a seat <B> 26 </B> opposite which is arranged a valve <B> 27 </B> carried by a rod <B> 28 </B> articulated at <B> 29 </B> and which is subjected, by means of springs <I> 30a, <B>30b</B> </I> suitably adjusted, with the antagonistic actions of two pushers <I> 31a, <B> 31b </B> </I> connected respectively to the bottoms of the bellows <I> 18a , <B> 18b. </B> </I> The rod <B> 28 </B> is subjected, on the other hand, <B> to </B> the action of an adjustment spring < B> 32 </B>, the thrust of which can be controlled by a button <B> 33 </B> placed on the corresponding side of the enclosure 13a.
The operation of the device thus constituted is well known and it is therefore not necessary to describe it. In addition, the treatment apparatus may include a device automatically ensuring its shutdown when the temperature t, of the product <B> at </B> the outlet of the exchanger on the face <B> 9 </B> s 'deviates from the temperature t # of the fear in the expansion chamber <B> 6. </B> Fig. <B> 3 </B> shows an embodiment of such a positive device combined with the relay <B> 13. </B> The device in question comprises a housing 34 on two opposite walls of which two bellows are fitted symmetrical <I> 35a, <B> 35b </B> </I> normally maintained by springs 36a, <B> 36b </B> and placed in two sealed chambers 37a,
<B> 37b </B> respectively connected by flexible conduits 38a, <B> 38b </B> to the chambers l9a and l9b of the relay <B> 13. </B> The opposite bottoms of the two bellows <I> 35a, <B> 35b </B> </I> are connected by a linkage constituted by a rod <B> 39 </B> which controls, by a finger 40, a needle 41 articulated at 42 and which (when the temperature t, is reduced, for example by <B> 50 </B> above the temperature <U> t. ,, </U> activates an electrical contact 43 determining the stopping of the pump d injection of the product <B> to </B> to be treated (not shown) or of another organ controlling the operation of the apparatus.
In a variant not shown, the thermostatic regulator and the automatic shut-off device shown <B> to </B> in FIG. <B> 3 </B> could also be used in the case where the surface exchanger <B> 9 </B> of fig. <B> 1 </B> and 2 would be supplied by steam from the processing chamber. <B> 1. </B> The apparatus could also include a regulator for the vapor pressure in the processing chamber.
Finally, although the apparatus described has been viewed more specifically for the case where it is desired to obtain a treated product having substantially the same dry matter content as the initial product, it could also be applied <B> at </B> obtaining a constant ratio, different from <B> 1, </B> between the contents of the product <B> at </B> the inlet and <B> at </B> leaving the switchgear.