EP0174248A2 - Installation de préparation de colles d'amidon - Google Patents

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EP0174248A2
EP0174248A2 EP85401674A EP85401674A EP0174248A2 EP 0174248 A2 EP0174248 A2 EP 0174248A2 EP 85401674 A EP85401674 A EP 85401674A EP 85401674 A EP85401674 A EP 85401674A EP 0174248 A2 EP0174248 A2 EP 0174248A2
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EP
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starch
piping
level
installation
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Michel Roetynck
Michel Clabaux
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Roquette Freres SA
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    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/714—Feed mechanisms for feeding predetermined amounts

Definitions

  • the subject of the invention is an installation for the preparation of starch adhesives intended for the industry, in particular the paper industry, and more particularly for the manufacture of corrugated cardboard.
  • the starch is used dry in the form of a commercial powder, delivered by pneumatic means at the level of the stirring means, that is to say within the adhesive in preparation.
  • starch is meant, throughout the text, native starches from all sources (wheat, but, but waxy, but with a high amylose content, potato, cassava and others) as well as the corresponding modified starches which can be obtained. in particular by physical or chemical modification of native starch.
  • the drawback of the installations in question lies in the fact that at a height of the piping (parallel to the axis of the enclosure) which corresponds to the final level of the glue contained in the latter, there occurs after a few manufacturing cycles, a deposit on the inner wall of the pipe as a result of glue rising, deposit which results in an internal shrinkage thereof; such a narrowing of the section of the piping causes a pressure drop in the powder starch supply circuit and causes an increasing lengthening of the starch introduction times.
  • the object of the invention is, above all, to remedy this drawback and to provide an installation of the kind in question which responds better than those which already exist to the various wishes of the practice and in which, in particular, is eliminated or at least largely spaced the need for cleaning of the powdery starch supply piping.
  • the Applicant Company has the merit of having been able to determine that this goal could be achieved as soon as the starch supply pipe, conveyed by pneumatic means, crosses the wall of the enclosure from the outside and towards the inside thereof at a level close to the lower part of the enclosure, adjacent to the stirring means arranged inside the latter.
  • the installation according to the invention for the preparation, preferably discontinuously, of starch adhesives in particular for the manufacture of corrugated cardboard and which essentially comprises a chamber of substantially vertical axis equipped with means of agitation acting at a lower level of the enclosure as well as of means for feeding the latter with all the constituents of the adhesive to be produced and in particular of starch used vre in the dry state in the form of powder conveyed by pneumatic means, is characterized in that the means for supplying the enclosure with powdery starch comprise a pipe by which the starch arrives and which passes through the wall of the 'enclosure from the outside to the inside thereof at a level close to the lower part of the enclosure and adjacent to the stirring means formed by the latter.
  • the powder starch supply piping comprises a part substantially parallel to the axis of the enclosure and situated outside thereof, this part extending from a level located above the highest level that the glue can reach in the enclosure up to a substantially horizontal end portion, crossing the wall of the enclosure from the outside towards the inside and emerging at a level close to the stirring means, preferably tangentially to the circle described by the ends thereof, said piping comprising, according to an advantageous embodiment of the invention, as close as possible to the enclosure but outside the latter , means for opening and closing the passage of starch.
  • Proposing therefore, to establish, according to the invention, an installation of the kind in question, it is done as follows or in a similar manner.
  • This installation is made to consist essentially of an enclosure with a substantially vertical axis XY, and generally designated by 1.
  • the enclosure 1 comprises, as known, stirring means, for example a turbine 2, held in the vicinity of the bottom 3 of the enclosure by a shaft 4, substantially parallel to the axis XY and being able to be driven in rotation by drive means 5.
  • stirring means for example a turbine 2
  • a shaft 4 substantially parallel to the axis XY and being able to be driven in rotation by drive means 5.
  • the starch is introduced by a pipe generally designated at 12, arranged outside the tank and on which are mounted pneumatic means not shown, for example, a device of the booster type, under the influence of which the powdery starch is conveyed to the enclosure.
  • the piping 12 crosses the wall of the enclosure 1 and penetrates inside the latter at a level located in the lower part thereof and close to the level at which the turbine 2 is located. , i.e. near the bottom 3.
  • the end 12a of the pipe 12 opens tangentially to the circumference C described by the turbine, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the last part of the piping 12, through the which it penetrates inside, is advantageously constituted as shown by a horizontal element 12b and it follows a substantially vertical part 12c which itself is connected at a level higher than that which the glue can reach. inside the enclosure (to avoid any accidental rise of the adhesive to the booster device), to a part 12d which connects the assembly to the starch tank not shown and which comprises the means of overpressure not shown.
  • the pipe 12 comprises means for opening and closing the passage of the starch generally shown at 13 and which are arranged as close as possible and, preferably, outside the enclosure 1 ; in the embodiment illustrated in Figure 1, they are arranged on the part 12b.
  • opening and closing means 13 are advantageously constituted by a motorized isolation valve, for example of the ball valve type.
  • an elastic element 14 consisting, for example, of a tubing element made of elastomer, allowing these movements.
  • a nozzle 15 comprising closing means 16 and authorizing, in the open position of said means 16 and of the valve 13, to sweep the part 12b.
  • Installations of this type are intended to work with charges comprising several hundred kg of starch and several thousand liters of water.
  • the precision achieved is easily of the order of 1 '.
  • the measurement of the quantities of sodium hydroxide, borax and possibly of resin introduced, quantities which are of the order of a few kg or a few tens of kg, is preferably carried out using volumetric metering devices.
  • the device for introducing powdery starch is actuated twice according to the sequence indicated above.
  • starch adhesives prepared in accordance with the present invention can be used in all industries where starch-based adhesives are commonly used.

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Abstract

Installation pour la préparation, de préférence par voie discontinue, de colles d'amidon, notamment pour la fabrication de carton ondulé comprenant essentiellement une enceinte (1) d'axe (XY) sensiblement vertical équipée de moyens d'agitation (2) agissant à un niveau inférieur de l'enceinte ainsi que de moyens d'alimentation de celle-ci en tous les constituants de la colle à fabriquer et notamment d'amidon mis en oeuvre à l'état sec sous forme de poudre acheminée par des moyens pneumatiques, laquellle installation est caractérisée par le fait que les moyens d'alimentation de l'enceinte en amidon pulvérulent comportent une tuyauterie (12) par laquelle arrive l'amidon et qui traverse la paroi de l'enceinte depuis l'extérieur vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la partie inférieure de l'enceinte et voisin des moyens d'agitation comportés par celle-ci.

Description

  • L'invention a pour objet une installation de préparation de colles d'amidon destinées à l'industrie notamment papetière et plus particulièrement à la fabrication du carton ondulé.
  • Dans les installations de ce type qui existent déjà, par exemple dans l'industrie du carton ondulé, on prépare la colle, généralement par voie discontinue, en quantités finies successives, à l'intérieur d'une enceinte d'axe vertical, équipée :
    • - de moyens d'agitation disposés à proximité de son fond, ainsi que
    • - de moyens propres à amener en quantités déterminées tous les constituants nécessaires à la préparation de la colle et en particulier l'amidon.
  • L'amidon est mis en oeuvre à sec sous forme de poudre commerciale, délivré par des moyens pneumatiques au niveau des moyens d'agitation, c'est-à-dire au sein de la colle en préparation.
  • Par amidon, on entend, dans tout le texte, les amidons natifs de toutes provenances (blé, mais, mais cireux, mais à haute teneur en amylose, pomme de terre, manioc et autres) ainsi que les amidons modifiés correspondants qui peuvent être obtenus notamment par modification physique ou chimique de l'amidon natif.
  • Il est amené par une tuyauterie qui, depuis un niveau supérieur à l'enceinte, est coudée vers le bas plongeant ainsi dans l'enceinte et se prolonge à l'intérieur de l'enceinte, suivant une direction sensiblement parallè le à l'axe vertical de celle-ci jusqu'au niveau des moyens d'agitation.
  • L'inconvénient des installations en question réside dans le fait qu'à une hauteur de la tuyauterie (parallèle à l'axe de l'enceinte) qui correspond au niveau final de la colle contenue dans cette dernière, il se produit au bout de quelques cycles de fabrication, un dépôt sur la paroi intérieure de la tuyauterie par suite de remontées de colle, dépôt qui se traduit par un rétrécissement intérieur de celle-ci ; un tel rétrécissement de la section de la tuyauterie occasionne une perte de charge dans le circuit d'alimentation en amidon pulvérulent et provoque un allongement croissant des temps d'introduction de l'amidon.
  • Ce dépôt doit être enlevé dès qu'il devient un tant soit peu important et le bon fonctionnement de l'installation implique, par conséquent, de fréquents nettoyages qui peuvent être réalisés par ramonage mécanique et/ou lavage avec de l'eau sous pression.
  • L'invention a pour but, surtout, de remédier à cet inconvénient et de fournir une installation du genre en question qui réponde mieux que celles qui existent déjà aux divers desiderata de la pratique et dans laquelle, notamment, se trouve supprimée ou du moins largement espacée la nécessité des nettoyages de la tuyauterie d'amenée de l'amidon pulvérulent.
  • Or, la Société Demanderesse a le mérite d'avoir pu déterminer que ce but pouvait être atteint dès lors que la tuyauterie d'alimentation de l'enceinte en amidon, acheminée par des moyens pneumatiques, traverse la paroi de l'enceinte depuis l'extérieur et vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la partie inférieure de l'enceinte, voisin des moyens d'agitation disposés à l'intérieur de celle-ci.
  • Il s'ensuit que l'installation conforme à l'invention pour la préparation, de préférence par voie discontinue, de colles d'amidon notamment pour la fabrication de carton ondulé et qui comprend essentiellement une enceinte d'axe sensiblement vertical équipée de moyens d'agitation agissant à un niveau inférieur de l'enceinte ainsi que de moyens d'alimentation de celle-ci en tous les constituants de la colle à fabriquer et notamment d'amidon mis en oeuvre à l'état sec sous forme de poudre acheminée par des moyens pneumatiques, est caractérisée par le fait que les moyens d'alimentation de l'enceinte en amidon pulvérulent comportent une tuyauterie par laquelle arrive l'amidon et qui traverse la paroi de l'enceinte depuis l'extérieur vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la partie inférieure de l'enceinte et voisin des moyens d'agitation comportés par celle-ci.
  • Selon un mode de réalisation avantageux de la susdite installation, la tuyauterie d'alimentation en amidon pulvérulent comporte une partie sensiblement parallèle à l'axe de l'enceinte et située à l'extérieur de celle-ci, cette partie s'étendant depuis un niveau situé au-dessus du niveau le plus élevé que la colle peut atteindre dans l'enceinte jusqu'à une partie terminale sensiblement horizontale, traversant la paroi de l'enceinte de l'extérieur vers l'intérieur et débouchant à un niveau voisin des moyens d'agitation, de préférence tangentiellement au cercle décrit par les extrémités de ceux-ci, ladite tuyauterie comportant, selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le plus près possible de l'enceinte mais à l'extérieur de cette dernière, des moyens d'ouverture et de fermeture du passage de l'amidon.
  • L'invention vise encore d'autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit et des exemples, lesdits complément de description et exemples, qui sont illustrés par le dessin dans lequel :
    • - la figure 1 est une coupe schématique en élévation d'une installation établie conformément à l'invention et
    • - la figure 2, une vue schématique en plan, avec parties enlevées, selon II-II, figure 1, étant donnés en rapport avec des modes de réalisation avantageux de l'invention.
  • Se proposant, par conséquent, d'établir, selon l'invention, une installation du genre en question, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
  • On fait comprendre à ladite installation essentiellement une enceinte d'axe sensiblement vertical XY, et globalement désignée par 1.
  • L'enceinte 1 comporte, comme connu, des moyens d'agitation, par exemple une turbine 2, maintenus au voisinage du fond 3 de l'enceinte par un arbre 4, sensiblement parallèle à l'axe XY et pouvant être entraîné en rotation par des moyens d'entraînement 5.
  • Toujours comme connu, cette enceinte qui repose par des éléments 6 sur les pesons 7 d'une bascule non montrée, peut être alimentée :
    • - en eau, par une canalisation 8,
    • - en soude, par une canalisation 9,
    • - en borax, par une canalisation 10 et
    • - en résine --pour la fabrication des colles résistantes-humides--, par une canalisation 11, les canalisations 8, 9, 10 et 11 étant reliées à des réservoirs non montrés des produits concernés.
  • L'introduction de l'amidon se fait par une tuyauterie globalement désignée en 12, disposée à l'extérieur de la cuve et sur laquelle sont montés des moyens pneumatiques non montrés, par exemple, un dispositif du type surpresseur, sous l'influence desquels l'amidon pulvérulent est acheminé vers l'enceinte.
  • Conformément à l'invention, la tuyauterie 12 traverse la paroi de l'enceinte 1 et pénètre à l'intérieur de celle-ci à un niveau situé dans la partie inférieure de celle-ci et voisin du niveau auquel se trouve disposée la turbine 2, c'est-à-dire à proximité du fond 3.
  • Avantageusement, l'extrémité 12a de la tuyauterie 12 débouche tangentiellement à la circonférence C décrite par la turbine, comme montré aux figures 1 et 2.
  • La dernière partie de la tuyauterie 12, par laquelle celle-ci pénètre à l'intérieur, est avantageusement constituée comme montré par un élément horizontal 12b et elle fait suite à une partie sensiblement verticale 12c qui elle-même est raccordée à un niveau supérieur à celui que peut atteindre la colle à l'intérieur de l'enceinte (pour éviter toute remontée accidentelle de la colle jusqu'au dispositif surpresseur), à une partie 12d qui relie l'ensemble au réservoir d'amidon non montré et qui comporte les moyens de surpression non montrés.
  • Conformément à l'invention, la canalisation 12 comporte des moyens d'ouverture et de fermeture du passage de l'amidon globalement montrés en 13 et qui sont disposés le plus près possible et, de préférence, à l'extérieur de l'enceinte 1 ; dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, ils sont disposés sur la partie 12b.
  • Ces moyens d'ouverture et de fermeture 13 sont avantageusement constitués par une vanne d'isolement motorisée, par exemple du type vanne à boisseau sphérique.
  • Compte tenu du fait que l'enceinte qui repose sur les pesons 7 peut effectuer des mouvements verticaux (en raison de la charge) et horizontaux (en raison du transport pneumatique) d'amplitude limitée, on interpose avantageusement sur la partie 12c de la tuyauterie 12 un élément élastique 14 constitué, par exemple, par un élément de tuyauterie établi en élastomère, autorisant ces mouvements.
  • Pour l'éventualité d'un bouchage accidentel de la partie 12b de la tuyauterie 12 en aval de la vanne d'isolement 13, on prevoit au niveau du raccordement des parties 12b et 12c et dans le prolongement de la partie 12b, un embout 15 comportant des moyens de fermeture 16 et autorisant, en position d'ouverture desdits moyens 16 et de la vanne 13, à procéder à un ramonage de la partie 12b.
  • Les installations de ce type sont destinées à travailler avec des charges comportant plusieurs centaines de kg d'amidon et plusieurs milliers de litres d'eau.
  • La mesure de ces quantités d'amidon et d'eau se fait à l'aide de la bascule à laquelle sont reliés les pesons 7.
  • La précision atteinte est facilement de l'ordre de 1 ' é .
  • La mesure des quantités de soude, de borax et éventuellement de résine introduites, quantités qui sont de l'ordre de quelques kg ou de quelques dizaines de kg, est réalisés de préférence à l'aide de dispositifs de dosage volumétrique.
  • Le fonctionnement de l'installation, en ce qui concerne les moyens d'introduction dans l'enceinte de l'amidon pulvérulent, comporte la séquence d'opérations suivante :
    • - mise en service du dispositif surpresseur maintenant un débit constant et établissement dans la tuyauterie 12 d'une pression comprise entre 100 et 600 g/cm2 et, de préférence, entre 200 et 300 g/cm2, limitée par des moyens du type clapet taré comportés par le dispositif surpresseur ;
    • - ouverture, généralement après quelques secondes, de préférence 2 à 3 secondes, de la vanne d'isolement motorisée 13, l'air débouchant dans la cuve 1 et la pression s'établissant dans la tuyauterie 12 à une valeur qui est généralement dans la pratique de l'ordre de 100 à 300 g/cm2 ; la tuyauterie étant sous pression, il n'y a pas de remontée de liquide ;
    • - ouverture du distributeur d'amidon pulvérulent, débouchant dans la tuyauterie 12, en aval du dispositif surpresseur et introduction de l'amidon dans l'enceinte 1 sous une pression de l'ordre de 500 à 600 g/cm2 au niveau de la turbine 2 ;
    • - arrêt du distributeur dès que la quantité désirée d'amidon a été introduite ;
    • - introduction dans l'enceinte 1, sous la pression de l'air, de l'amidon restant dans la tuyauterie 12 ; lorsque tout l'amidon a été chassé dans l'enceinte 1, la pression dans la tuyauterie 12 retombe à une valeur proche de celle qu'elle avait avant le début de la mise en route du distributeur d'amidon ;
    • - fermeture de la vanne d'isolement ;
    • - arrêt du dispositif surpresseur.
  • Pour fixer les idées, on signale que les installations du genre en question, établies conformément à l'invention, permettent la préparation des différents types usuels de colles pour l'industrie papetière (en particulier des colles du type Stein-Hall, des colles du type no- carrier et des colles résistantes-humides).
  • A titre d'exemple, on indique ci-après la préparation d'une colle du type Stein-Hall.
  • Dans ce cas, le dispositif d'introduction d'amidon pulvérulent est actionné deux fois suivant la séquence indiquée plus haut.
  • En effet, la partie primaire et la partie secondaire de la colle du type Stein-Hall sont préparées successivement dans l'enceinte 1.
  • On procède comme suit :
    • - introduction dans la cuve 1 de 1000 litres d'eau par la canalisation 8,
    • - introduction, sous agitation réalisée par une turbine du type défloculeuse à une vitesse de 1500 tours/ minute, de 100 kg d'amidon de mais par la tuyauterie 12 suivant la séquence décrite plus haut,
    • - chauffage du mélange eau-amidon jusqu'à une température comprise entre 30 et 50*C par de la vapeur vive introduite in situ,
    • - introduction par la tuyauterie 12 de 30 litres d'une solution de soude à 400 g/1, maintien de l'agitation pendant 10 à 15 minutes ; il se produit une gélatinisation rapide de l'amidon se traduisant par une augmentation de la viscosité qui atteint une valeur de 200 à 500 cps à la fin des 10 à 15 minutes ;
    • - addition de 1500 litres d'eau,
    • - introduction par la tuyauterie 12, de 550 kg l'amidon selon la séquence décrite plus haut, l'agitation étant maintenue constante,
    • - introduction, par la canalisation 10, de 8 kg de borax, l'agitation étant maintenue pendant 10 à 15 minu- tes, la colle étant alors prête à l'emploi et présentant une viscosité Stein-Hall de 50 à 70 secondes.
  • De cette manière, par la mise en oeuvre de l'installation conforme à la présente invention, il a été possible d'effectuer plus de 200 préparations de colles, en particulier du type Stein-Hall, sans voir apparaître l'engorgement habituellement rencontré dans les installations conformes à l'art antérieur qui nécessitent un dé- colmatage après environ 30 à 50 préparations et parfois dès la 10ème opération.
  • Ceci étant et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose ainsi d'une installation du genre en question dont les caractéristiques résultent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à ce sujet et qui présentent, par rapport à celles qui existent déjà, les avantages indiqués plus haut.
  • De plus, les colles d'amidon préparées conformément à la présente invention peuvent être utilisées dans toutes les industries où des colles à base d'amylacé sont habituellement employées.
  • Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (4)

1. Installation pour la préparation, de préférence par voie discontinue, de colles d'amidon, notamment pour la fabrication de carton ondulé comprenant essentiellement une enceinte d'axe sensiblement vertical équipée de moyens d'agitation agissant à un niveau inférieur de l'enceinte ainsi que de moyens d'alimentation de celle-ci en tous les constituants de la colle à fabriquer et notamment d'amidon mis en oeuvre à l'état sec sous forme de poudre acheminée par des moyens pneumatiques, laquelle installation est caractérisée par le fait que les moyens d'alimentation de l'enceinte en amidon pulvérulent comportent une tuyauterie par laquelle arrive l'amidon et qui traverse la paroi de l'enceinte depuis l'extérieur vers l'intérieur de celle-ci à un niveau proche de la partie inférieure de l'enceinte et voisin des moyens d'agitation comportés par celle-ci.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la tuyauterie d'alimentation en amidon pulvérulent comporte une partie sensiblement paral- léle à l'axe de l'enceinte et située à l'extérieur de celle-ci, cette partie s'étendant depuis un niveau situé au-dessus du niveau le plus élevé que la colle peut atteindre dans l'enceinte jusqu'à une partie terminale sensiblement horizontale, traversant la paroi de l'enceinte de l'extérieur vers l'intérieur et débouchant à un niveau voisin des moyens d'agitation, de préférence tangentiellement au cercle décrit par les extrémités de ceux-ci, ladite tuyauterie comportant, le plus près possible de l'enceinte mais à l'extérieur de cette dernière, des moyens d'ouverture et de fermeture du passage de l'amidon.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la partie sensiblement parallèle à l'axe de l'enceinte et située à l'extérieur de celle-ci de la tuyauterie d'alimentation en amidon pulvérulent, comporte un élément élastique autorisant des mouvements verticaux de la cuve.
4. Installation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que la partie terminale sensiblement horizontale et traversant la paroi de l'enceinte de l'extérieur vers l'intérieur de la tuyauterie d'alimentation en amidon pulvérulent, comporte des moyens de fermeture et une vanne qui, en position d'ouverture, permettent le ramonage de cette partie horizontale de la tuyauterie.
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