Appareil de séchage ou de cristallisation par pulvérisation
L'invention se rapporte aux appareils de séchage ou de cristallisation par pulvérisation, dits atomiseurs, comportant une tour de séchage traversée par un courant de gaz pouvant être chaud ou froid, suivant qu'il s'agit d'une opération de séchage ou de cristallisation, et dans laquelle la matière par exemple liquide ou pâteuse à traiter est pulvérisée éventuellement au moyen d'un organe rotatif ou non pour obtenir un brouillard finement dispersé. Sous l'effet du courant de gaz, ce brouillard sèche ou cristallise en suspension dans l'air. L'humidité est emportée par le courant de gaz et la plus grande partie du produit séché ou cristallisé se dépose dans le fond de la tour de séchage sous forme de poudre.
Une faible partie du produit séché est cependant entraînée par le courant de gaz et doit être récupéi rée au moyen d'un dispositif de séparation de poussières approprié, tel qu'un filtre à manches ou à choc.s, multicyclone etc. La poussière récupérée est en règle générale extrêmement fine, dite folle, et de ce fait, difficile à manipuler. En outre, elle présente souvent l'inconvénient de différer en texture et en teinte, voire en composition, du produit accumulé au fond de la tour de séchage. Cette poussière a tendance à s'agglomérer, particulièrement quand il s'agit de produits hygroscopiques, comme c'est le cas de beaucoup de produits tels que lait, sang, glucose, oeufs, etc.
Ces agglomérats se dissolvent mal, enferment une partie notable du produit à grains normaux si les fines poussières sont mélangées avec le produit du fond de la tour de séchage et dérobent celui-ci à l'action du solvant. I1 n'est donc pas possible de joindre les fines poussières au produit à grains normaux sans compromettre l'un des avantages. du séchage par atomisation, c'est-à-dire la formation d'un produit en poudre coulante, facile à manipuler et à utiliser et se dissolvant aisément. Comme les fines poussières peuvent atteindre 20 à 40 o/o de la pro duction totale, et comme les exigences économiques imposent leur utilisation, on était obligé de les rame ner dans les réservoirs de matière liquide ou pâteuse à traiter.
Cela augmente les frais de traitement tout en réduisant la capacité de production d'une installation déterminée et, partant, nécessite des installations surdimensionnées. Aussi, une quantité notable du produit à traiter subit plusieurs opérations de séchage, ce qui lorsqu'il s'agit de produits délicats s'altérant facilement à la dissolution ou au séchage peut être préjudiciable à la qualité.
On exige de plus en plus que les produits séchés ou cristallisés se présentent sous forme de poudre à grains homogènes et de dimensions uniformes, correspondant à une granulométrie définie entre des limites assez étroites, de préférence sous forme de petites perles creuses ayant une vitesse de dissolu tion n particulièrement favorable. Ces tendances aug- mentent l'importance de la question des fines poussières indésirables et on a tenté par différents moyens de réduire leur production ou de leur trouver une utilisation rationnelle.
A cet effet, on a proposé de donner au courant de gaz traversant la tour de séchage, une forme particulière, ou d'influencer la forme et la répartition du brouillard atomisé par des courants de gaz secondaires et d'accorder au dispositif de pulvérisation un emplacement choisi qui peut être modifié suivant la nature et la densité des produits à traiter. Ces mesures permettent de façon plus ou moins parfaite de réaliser la condition primordiale de tout traitement par atomisation, c'est-à-dire la transformation de la matière à traiter en fins grains ou en petits cristaux qui sont suffisamment consistants et secs pour ne plus s'agglomérer ou former des croûtes quand ils atteignent la paroi de la tour de séchage ou de cris tallisation, mais elles ne peuvent pas réduire de façon notable la formation de fines poussières.
Quant à l'utilisation des fines poussières, on a proposé de les prélever par un courant de gaz à l'endroit où elles ont été séparées du courant de gaz humide ayant servi au séchage de la matière dans la tour d'atomisation, et de les réintroduire dans cette tour tangentiellement à la paroi, et près de celleoci éventuellement ensemble avec des additifs. en forme de fine poudre transportés également par ce courant de gaz, afin d'y rencontrer le produit venant de l'atomiseur se trouvant dans un état de séchage très avancé et de se fixer sur les grains du produit sous forme d'un enrobage. Ces grains enrobés constituent de petits agglomérats hétérogènes assez fragiles qui peuvent, sous l'effet du frottement entre les ; grains, perdre une partie des constituants fins, ce qui altère la composition granulométrique du produit.
L'appareil de séchage ou de cristallisation selon l'invention permet d'éviter les inconvénients dus à la formation des fines poussières et d'utiliser celles-ci de façon rationnelle, éventuellement ensemble avec des additifs solides finement pulvérisés, pour la formation de grains homogènes.
A cet effet, cet appareil de séchage ou de cris- tallisation par pulvérisation, comportant une tour de séchage dans laquelle la matière à sécher ou à cristalliser est dispersée dans un courant de gaz traversant la tour, est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif par lequel une matière sèche en fine poudre est amenée en suspension gazeuse à l'endroit même où la matière à traiter est dispersée, la matière sèche pouvant être de la poussière récupérée en aval de la tour de séchage ou une autre matière. Le dispositif amenant la matière sèche en suspension gazeuse est avantageusement une conduite qui débouche sur la face supérieure d'un plateau tournant assurant la dispersion de la matière à sécher. Cette conduite est de préférence disposée concentriquement autour de la conduite amenant la matière à sécher.
De préférence, la matière liquide ou pâteuse à traiter et les fines poussières, entraînées par le courant de gaz de séchage, et séparées de ce dernier par filtration ou au moyen d'un cyclone, ainsi que, éventuellement, d'additifs finement pulvérisés, sont donc dispersées simultanément par le plateau tournant, pour former un brouillard dans lequel la matière à traiter et la matière sèche en fine poudre sont intimement mélangées.
I1 en résulte que, en cas de séchage, la matière liquide ou pâteuse se condense sur les particules de matière sèche, ce qui diminue la quantité de liquide à évaporer par rapport à la quantité totale de matière et, partant, augmente la vitesse de séchage, tandis que, en cas de cristallisation, les particules de matière sèche constituent des germes de cristallisation qui favorisent la vitesse de formation des cristaux et influencent leur forme et leur nombre. Dans les deux cas, la vitesse de l'opération est accrue et le rendement de l'appareil augmenté. Les grains des matières séchées sont homoF gènes, car les particules des fines poussières ou les additifs ont été soit dissous complètement ou partiellement dans les gouttelettes de matière à traiter, soit mélangés à celle-ci, lorsqu'il s'agit d'additifs insolubles.
Aussi, les matières à traiter, enrichies de matières sèches à l'endroit même de la pulvérisation, se laissent facilement transformer en une matière perlée à grains creux de dimensions uniformes, sans produire simultanément une quote-part appréciable de folles poussières.
Un tel appareil permet en outre d'augmenter sensiblement la quantité des additifs que l'on peut incor- porer dans la matière à traiter et d'y apporter à l'état sec des produits que l'on était jusqu'à présent obligé de dissoudre ou de mettre préalablement en suspension.
Ainsi, par exemple, pour la préparation de farine lactée, la farine ou la fleur de mais peut être incorporée à l'état sec sur le plateau atomiseur dans le constituant lacté liquide, au lieu d'en préparer une suspension aqueuse jointe au constituant lacté, ce qui diminue la quantité d'eau à évaporer. I1 en est de même pour la fabrication de lait en poudre sucré, en ce qui concerne le sucre qui peut y être apporté à l'état sec.
Une augmentation sensible de la production peut aussi être réalisée dans la fabrication de poudres à lessiver, où 20 à 30 o/o des constituants, par exemple le polyphosphate ou le sulfate, ou encore les composés peroxygénés peuvent facilement être incorporés à sec dans le produit atomisé sans passer par l'état liquide. I1 est encore possible d'incorporer à sec, dans les matières à traiter, des composés qui se décomposent en contact avec l'eau, comme par exemple le bicarbonate de sodium, car la durée du contact avec le brouillard aqueux est si courte que ce produit ne subit pas de décomposition notable.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention.
I1 montre en coupe schématique l'appareil comprenant une tour 1 dans laquelle est montée sur un croisillon 2 une colonne 3 portant à son sommet un plateau d'atomisation tournant 4 entraîné par un moteur enfermé dans la colonne 3. Sur le plateau 4 débouchent des conduites concentriques 5 et 6. La première est reliée par une pompe 7 à un réservoir 8 contenant la matière à traiter dissoute dans un solvant approprié, normalement dans l'eau, ou en suspension pâteuse suffisamment liquide pour être transportée par la pompe 7 au plateau tournant 4.
La seconde est reliée par un tuyau 9 à un ventilateur 10 qui aspire par un tuyau 1 1 de la matière sèche en fine poudre se trouvant dans un sas 12 et/ou dans une trémie 13, et transporte cette matière en suspension gazeuse vers l'embouchure de la conduite 6.
Une conduite 14 est reliée à une source 15 de gaz chaud ou froid, suivant que l'appareil sert de séchoir ou de cristallisoir, et pénètre tangentiellement dans la tour au bas de celle-ci; une conduite 16 prenant naissance dans le dôme 17 permet l'évacuation du gaz introduit par 14.
La matière à traiter liquide et la matière sèche en fine poudre sont amenées par les conduites 5 et 6 au plateau tournant 4 qui atomise ces matières et les disperse dans la tour 1 sous forme de brouillard.
Celui-ci rencontre le courant de gaz qui entre par la conduite tangentielle 14, remonte en tourbillons dans la tour et quitte celle-ci par la conduite 16. Si l'ap- pareil travaille comme séchoir, le courant de gaz chaud - normalement de l'air, ou un gaz inerte tel que de l'azote ou de l'acide carbonique si les matières à traiter sont susceptibles de s'altérer en présence de l'oxygène de l'air - sèche les particules du brouillard et emporte le solvant sous forme de vapeur. Les particules de brouillard qui constituent des gouttelettes, englobant de la fine matière sèche comme décrit ci-dessus, perdent brusquement le solvant, avant même d'avoir eu le temps de modifier sensiblement leur forme et se transforment ainsi en grains ou en perles creuses qui subissent un classement par le courant de gaz remontant dans la tour.
Les grains ou perles de dimensions normales descendent vers le fond de la tour qui peut être plat et muni de racleurs, ou formé d'un cône renversé 18 comme représenté sur la figure, d'où ils sont enlevés par un clapet de déchargement 19. Les fines parties de la matière séchée sont emportées par le courant d'air humide dont elles sont séparées dans un cyclone 20 à ventilateur 21, moteur 22 et cheminée d'évacuation du gaz humide 23. La matière sèche se dépose en fine poussière dans le sas 12 d'où elle est prélevée comme décrit pour être réinjectée sur le plateau tournant 4, le cas échéant ensemble avec des additifs. en fine poudre se trouvant dans la trémie 13.