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Procédé continu d'extraction par solvants et appareil pour sa mise en oeuvre.
La présente invention a trait à l'extraction continue par solvants, c'est-à-dire au lessivage des produits solides au moyen de solvants appropriés pour en extraire les huiles et au- tres substances solubles qu'ils contiennent. Elle a pour objet un procédé et un appareillage permettant de lessiver une matière solide, à l'aide d'un solvant liquide, pour en extraire n'importe quelle substance soluble, mais elle est tout particulièrement destinée à l'extraction des huiles et graisses à partir de matières organiques animales ou végétales .
D'une manière générale, les appareils d'extraction par solvant actuel peuvent être distingués en deux classes : dans la première, ceux dans lesquels le liquide filtre à travers le solide ; dans la seconde ceux dans lesquels le solide est immergé dans le liquide. La présente invention se rapporte aux extrac-
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teurs de la première cat4sorle, ceux à percclat3on
On a déjà utilisé dans le passé de très nombreuses variantes d'extracteurs à percolation.
Le plus courant est un appareil continu comportant une série de compartiments ou de bacs remplis du produit solide et se déplaçant en continu le long d'un circuit terne. Au fur et à mesure que les dimensions d'un tel appareil augmentent , le coût dea structures de support et des paliers de rotation nécessaires orott rapidement.
De plus, dans les extracteurs que comportent des bacs mobiles contenant les pro- duits solides, ces derniers sont soumis à des vibrations et à une
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Ît it4lVii iü1 wsro t¯¯ ae la Niiie %le produite solides une certaine fraction de fines qui passent ensuite dans le liquide de lessivage
L'un des buts de la présente invention est de proou- rer un extracteur continu de ce type mais dans lequel les pro- duits solides à lessiver se présentant par exemple sous forme de flocons, sont Introduits dans des compartiments ou des bacs fixes pour y demeurer dans un état de repos complet pendant tout le cycle d'extraction jusqu'à leur déchargement, de manière que les fines particules de produit solide restent dans ces bacs pour y former un lit filtrant que traversent les tractions du liquide d'extraction,
ces dernières contenant ainsi une proportion plus faible de fines.
Le procédé d'extraction continue par solvants faisant,, l'objet de l'invention consiste notamment à disposer une série de lots de matière)! à traiter le long d'un trajet sans fin, à soumettre successivement ces lots de matière à des solvants de concentrations différentes sans déplacer ces lots, et à retirer successivement les lots traités du trajet pour les remplacer par des lots de matières fraîches à traiter.
L'appareil d'extraction faisant l'objet de l'inven- tion comprend une série de bacs ou compartiments pour la matière à traiter, portée par un bâti approprié en des positions fixes et situées en principe dans un même plan horizontal, un chariot porté également par ce bâti et situé en partie au-dessus des bacs
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pour pouvoir y déverser les matières à traiter et une trente disposée à un niveau inférieur à celui des bacs et dans laquelle ceux-ci déversent leur contenu.
L'invention est décrite plus en détail ci-après en se référant au dessin annexé dans lequel : fig.1 est une vue en élévation-coupe axiale de l'ap- pareil ; fig.2, 3 et 4 sont des coupes horizontales suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4, respectivement, de la figure 1 ; fig.5 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 1.
L'appareil réalisé conformément à l'invention com- prend une paroi extérieure 7 qui dans l'exemple représenté, est sensiblement cylindrique, et un fond 8. Le haut de l'enceinte ainsi formée est fermé par un toit tronconique 9 avantageusement percé de hublots d'observation 9a permettant de suivre le fonctionnement de l'appareil , ainsi que d'un trou de visite muni d'un couvercle , non représenté.
Dans cette enceinte est montée une série de comparti- ments ou bacs 10 à 21 destinés à recevoir les matières à trai- ter. Ces bacs sont disposés le long d'un trajet fermé, par exem- ple, circulaire, et qui , de ce fait, présentent la forme de secteurs, chacun de ceux-ci possède un fond perforé 25. Ces bacs sont fixés rigidement au bâti fixe de l'appareil, par exemple au moyen de plaques ou de barres 27 d'extension radiales fixées par soudure ou autrement à leur extrémité extérieure à la paroi 7. Les bacs comportent des parois latérales radiales, et une paroi terminale et leur fond 25 en forme de secteurs, est arti- culé en 28, par un côté sur l'une des parois latérales du bac.
Le bord du fond de chaque bac, opposé de celui qui est arti- culé, est muni de galets 30 et 31 roulant sur des rails formant cames 32 et 33.
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Les organes servant au chargement et au déchargement des bacs et au traitement de leur contenu sont montés sur un bâti tournant ou manège situé à l'intérieur de l'appareil. Les bacs étant, dans l'exemple choisi, disposés en cercle, le bäti ou manège décrit lui aussi un trajet circulaire concentrique au trajet le long duquel des bacs sont disposés -; il est entendu cependant que cette disposition n'est pas limitative, et qu'on pourrait utiliser toute autre courbe fermée. Dans l'exemple, le manège est monté sur une colonne ou un arbre vertical 37, monté convenablement à rotation dans l'appareil à l'aide.de tous paliers convenables. Dans ledit exemple, la structure fixe des bacs comprend une partie centrale 38 en forme de tam- bour à laquelle est reliée l'extrémité intérieure des bacs fixes.
L'arbre 37 tourillonne sur cette partie centrale 38 et dans ce but est muni de paliers 39 et 40 fixés aux surfaces supérieure et inférieure, respectivement, de la partie centrale 38. L'extrémité basse de l'arbre peut également porter un man- chon 41 dont le rebord est fixé à un carter de transporteur décrit plus loin, et tournant en bloc avec le bâti mobile ou manège.
Ce manège présente une série de bras radiaux consti- tués par des poutrelles rigides 43, de tout profil désiré. A leur extrémité intérieure, ces bras sont fixés à des plaques 44 fixées, par soudure par exemple, au montant 37, et à leur extrémité extérieure sont fixés des montants verticaux 45.
Ceux-ci sont de préférence fixés par leur extrémité basse à un élément de bâti annulaire 46, par exemple un profilé à sec- tion en cornière. Des roues ou galets 47 montés sur des sup- ports fixés à l'élément 46 à intervalles convenables roulent sur un rebord ou profilé formant rail annulaire 48 fixé à la paroi latérale 7.
Le bâti tournant ou manège peut être entraîné en ro- tation par tous moyens voulus. Dans l'exemple, ce bâti 46 porte une denture annulaire 30 qui engrène avec un pignon 51 calé
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sur l'extrémité d'un arbre 52 traversant la paroi 7 de l'appareil et entraîné de toute manière convenable.
Le bâti tournant comprend, d'autre part, une partie montée sur l'arbre 37 au-dessus des paliers 39 et 40. Cette partie haute du bâti tournant comprend les bras de support 53 fixés à une plaque 54 fixée elle-même sur l'arbre 37.
L'alimentation des bacs en matière à traiter est réa- lisée au moyen d'une goulotte 55 fixée à la partie supérieure du manège. L'extrémité haute de cette goulotte est placée sur l'axe du manège et se raccorde par des moyens télescopiques avec une goulotte fixe 56 par laquelle les matières à traiter sont introduites, de préférence sous forme d'une suspension de matières solides broyées ou en flocons dans un solvant. La goulotte 55 est cintrée de manière que son extrémité basse sur- plombe la partie intérieure des bacs. De préférence, une plaque déflectrice 57 articulée de manière réglable à l'extrémité de sortie de la goulotte 55 permet de diriger les matières vers les bacs pour les remplir jusqu'à une hauteur à peu près uniforme.
Quand les matières contenues dans les bacs fixes ont été traitées par les solvants, les matières solides ainsi lessivées sont déversées dans une trémie 60 portée par le bâti tournant ou manège. L'extrémité basse de cette trémie est raccordée à la bâche 61 d'un transporteur à vis d'Archimède 62, et la matière tombant dans la trémie passe ainsi dans la bâche du transporteur. Cette bâche est d'extension radiale, et la vis d'Archimède 62 tourne dans le sens voulu pour faire avancer les solides lessivés vers le centré de l'appareil.
La bâche du transporteur présente une goulotte d'évacuation 63 qui pénètre à coulissement dans un tube 64 aboutissant dans un autre transporteur 65 monté au-dessous du fond 8 de l'ap- pareil et grâce auquel les solides lessivés sont évacués vers l'extérieur par tous moyens voulus.
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La rotation du manège se fait dans le sens sinistror- sum et les rails ou cames 32 et 33 sont agencés de manière que le fond 25 des bacs fixes puisse, périodiquement, s'ouvrir par basculement vers le bas autour de leur articulation 28 jusqu'à pendre à peu près verticalement au moment où la trémie 60 du manège se trouve placée sous le bac qu'il s'agit de décharger.
Dans ce but les rails ou cames 32 et 33 sont soit interrompus, soit incurvés vers le bas comme on le voit en 68 (fig.3).
Dès que les matières lessivées sont tombées d'un bac dans la trémie 60, le galet 30 du bac ainsi vidé passe sur une partie montante 69 du rail, qui fait remonter le fond 25 du bac à sa position de fermeture en principe horizontale. Les rails 32 et 33 maintiennent ensuite le fond dans cette position de fermeture jusqu'à ce que le manège soit revenu à la position de la figure 3. Dès que le fond d'un bac a été refermé, la goulotte 55 se retrouve en état de remplir ce bac à nouveau de matière à traiter.
Conformément au procédé faisant l'objet de l'inven- tion , des lots successifs de matière contenus dans les divers bacs fixes sont soumis au jet de solvant ou de liquide extracteur déversé sur la matière en état statique et soustraite aux vi- brations et aux chocs, de sorte que la matière ne subit aucune secousse susceptible de faire passer les particules même les plus fines au travers des surfaces filtrantes que traverse le liquide.
L'arrivée du liquide de traitement sur les matières contenues dans les bacs peut se faire par tous moyens voulus : dans l'exemple représenté, le liquide est envoyé par une série de conduites 70 munies d'ajutages ou déversoirs 71 surplombant les bacs ; le liquide après avoir traversé les matières conte- nues dans les bacs tombe à travers le fond perforé ou poreux 25 de ceux-ci dans une série de plateaux collecteurs 73,74,75, 76, 77, montés sur le bâti tournant. Chacun de ces plateaux est raccordé à un tuyau collecteur 78.
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On cherche, bien entendu, dans le procédé conforme à l'invention, à effectuer le traitement d'une manière analogue aux procédés à contre-courant ; faut autrement dit que la matière qui vient d'être déposée dans les bacs soit soumise à l'action d'un liquide de traitement qui a déjà agi sur d'au- tres lots de matières et contient donc une proportion relati- vement haute de substances extraites, et qu'ensuite les lots de matières de plus en plus pauvres en substances à extraire soient successivement traitées par des liquides de plus en plus pauvres, en substances dissoutes, le dernier lot de ma- tière, immédiatement avant déchargement étant traité par du solvant pur.
A cet effet, les matières provenant des plateaux collecteurs sont envoyées dans un bac collecteur fixe 80 divisé en plusieurs sections séparées 80a, 80b, 80c, 80d. Dans l'exem- ple, le bac collecteur fixe'80 est divisé en quatre sections par des parois radiales 79, et est monté sur le fond 8 de l'ap- pareil. Pour permettre aux liquides provenant de différents plateaux du bâti tournant ou manège de passer dans les sections voulues du collecteur fixe 80, on prévoit une série d'auges annulaires collectrices 81. 82,83, 84 , à la partie supé- rieure du collecteur 80, et communiquant avec les secteurs respectifs de celui-ci.
Par exemple, comme le montrent les fi- gures 1 et 4, l'auge collectrice 81 présente dans son fond une ouverture surmontant l'un des secteurs du bac 80, et l'au- ge collectrice 84 présente une ouverture conduisant à un autre secteur de ce bac. Les conduites de descente 78 qui tournent avec le manège débouchent juste au-dessus des auges annulaires fixes correspondantes, de sorte que les liquides qui ont tra- versé des bacs contenant des matières à des stades différents d'extraction, peuvent être recueillis dans des secteurs différents du collecteur 80, et de là envoyés dans d'autres bacs. Eventuellement deux conduites 78, ou davantage, peuvent déboucher dans une seule et même auge annulaire.
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Comme le montre la figure 4 , l'appareil comporte quatre pompes 86, avantageusement montées au-dessous de l'ap- pareil, et dont chacune reprend le liquide provenant de l'une dea auges au moyen de conduites 87 et le fait passer par trois Conduites fixes 88 (fig.l) vers trois des quatre auges 89 de mise en charge, dont chacune est reliée à l'une des conduites 70 portant des ajutages ou déversoirs 71. La quatrième auge 89, la plus extérieure, est alimentée en solvant frais par le tube 88a.
Les diverses auges collectrices, les compartiments du bac 80, les conduits d'évacuation 88, et les auges de mise en charge 89, peuvent être reliés entre eux par tous moyens désirés selon la nature des matières à traiter et le mode de traitement, dans chaque application considérée. Dans le cas, par exemple, de certaines matières, 11 convient de traiter les matières fraîches par du liquide contenant une proportion re- lativement forte de substances extraites. Ce liquide est alors projeté sur le bac 11 dans lequel sont déposées les ma- tières fraîches à traiter, afin de contribuer au nivellement de la matière envoyée dans ce bac tout en commençant en même temps le cycle d'extraction sur cette matière fraîche.
Le liquide tombe dans le collecteur 77 situé sous le bac 11 et passe de celui-ci à l'auge circulaire collectrice 81. Ce liquide ren- ferme une assez forte proportion d'extrait et contient également une certaine proportion de figes,par le mélange de matières avec le liquide pendant le remplissage du bac a pour effet d'entraîner, à travers le fond perforé du bac, une quanti- té considérable de fines. Pour réduire autant que possible la quantité de fines ainsi entraînées dans le liquide, le li- quide de forte concentration est envoyé par l'une des pompes 86 dans le déversoir qui surmonte le bac 12. A ce moment en effet la couche de matière floconneuse contenue dans ce bac 12 a eu le temps de se tasser, et forme ainsi un bon lit filtrant
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capable d'arrêter une proportion beaucoup plus grande de fines.
Ce liquide concentré provenant de l'auge intérieure 81 'tombe par le trou d'évacuation de celle-ci dans le secteur 80a du bac 80 (fig.4), et l'écoule par l'un dea tube. 87 vers la pompe 86 située à la droite du groupe de pompage. De celle-ci le liquide concentré *et envoyé par l'une des conduites 88 dana 1' auge 89 la plua intérieure ( fig.1) qui, comme le montre la figure 2, communique avec la conduite 70 et la rampe 71 surplom- bant le bac 12.
Le liquide concentré filtrant à travers le bac 12 quitte ce bac à une concentration maximum et est re= cueilli dans le plateau 76 peu? passer par la conduite 78 dans l'a ge 84 la plus extérieure (Fig.4), puis dans le secteur 80c du collecteur 80, d'où il est poapé par la pompe 86 aituée à l'extrême gauche du groupe vers un appareil d'évaporation.
Quand la goulotte rotative 55 a rempli le bac fixe 11, elle poursuit sa rotation sinistrorsum pour remplir le bac 10 dont le fond vient d'être refermé sous l'effet de la partie ascendante 69 du rail agissant sur le galet 30.
Il est superflu de auivre en détail les diverses liaisons reliées aux divera compartiments, lea trajeta suivis par les liquides de traitement étant analogues à ceux qui viennert d'étre décrits pour les bacs 11 et 12, à cela près, bien enten- du, que les différentes conduites 70 peuvent aboutir à des auges collectrices différentes surmontant le collecteur 80. Il est évident d'autre part que le nombre des auges prévues, quatre dans l'exemple représenté, peut être quelconque, suivant la na- ture de la matière à traiter, et que le bac collecteur 80 peut lui-même être divisé en un nombre quelconque de secteurs; on pour- rait d'ailleurs aussi prévoir un bac collecteur distinct pour chacune des auges collectrices.
De même, le nombre de pompes peut varier, comme aussi celui des auges de mise en charge 89 tournant avec le bâti mobile ou manège de l'appareil. Quand ce- lui-ci occupe la position représentée, la matière contenue dans les bacs 13, 14,15, 16, 17 est lessivée par des solutions de
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moins eu moins concentrées et la matière du bac 18 est traitée par du solvant pur. Les bacs 19 et 20 sent en cours de drai- nage.
L'introduction du solvant dans l'appareil peut litre réalisée par tous moyens voulus. On peut par exemple envoyer du solvant provenant d'une source d'approvisionnement quelconque non représentée, par une conduite 88a, dans l'auge de mise en charge 89 extérieure, d'où il est envoyé par une rampe et un déversoir dans le bac 18 (fig.2).
Les matières lessivées contenues dans le bac 21, pour la position de l'appareil représentée, sont on cours de déchargement dans la trémie mobile 60, qui passera ensuite sous le bac 20 pour décharger la masse de flocons lessivés provenant de ce dernier.
On voit donc que l'écoulement de solvant et des liquides de plus en plus concentrés se fait en contre-courant à tous les stades jusqu'au bac 11 voisin du bac en cours de charge- ment. Mais l'écoulement de liquide à travers les matières conte- nues dans les bacs 10 et 11 se fait au contraire de façon con- curren te, pour assurer le filtrage des fines à partir du liquide.
L'entraînement du bâti tournant ou manège et de la vis 62 peut être assuré de toute manière convenable. C'est ainsi que l'arbre 52 portant le pignon 51 qui attaque la denture 50 peut être entrafné par une chaîne 90 et un réducteur 91. Tous moyens désirés, non représentés, p3uvent servir à l'entraînement de la chaîne. Le transporteur 62 est, dans l'exemple représenté, entraîné par une denture fixe 94 portée par le support annulaire 48 et engrène aveo un pignon 95 calé sur un arbre 96 (fig.l et 5).
L'arbre 96 porte une roue dentée 97 d'assez grand diamètre, engre- nant avec un pignon plus petit 98 calé sur un arbre 99 portant également une roue 100, plus grande, engrenant avec un pignon
101 porté par un arbre 102 porteur d'une roue à chaîne 103 ; sur celle-ci passe une chaîne 104 passant d'autre part sur une roue portée par l'arbre de la vis 61. On pourrait bien entendu pré-
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voir tout autre ;ode d'entratneuent du transporteur 6.. Le :::'r,lin d'e.zgrenages peut gtre monté sur un beti 105 fixe à la partie inférieure de la trémie 60.
On a représenté en 106 une conduite de descente per- mettant d'évacuer le liquide pouvant s'accumuler sur le fond 8.
Le procède et l'appareil décrits présentent le grand avantage de laisser imobiles les matières traitées, de poids bien entendu élevé, au cours de toute l'extraction. Il en résulte une réduction sensible de la consommation d'énergie de l'appareil et de l'usure des organe*3 en effet, par rapport aux appareils actuels où les matières en cours de traitement se déplaoent d'un poste de traitement l'autre, l'appareil objet de l'invention n'exige que des structures de support relativement légères, puisqu'elles n'ont à supporter qu'une fraction réduite de la mase totale de matière en cours de traitement pendant le très court intervalle de temps que dure le déversement du contenu d'un bac dans la trémie portée par le bâti tournant, d'où elle est rapide- ment déchargée.
Le bâti tournant ou manège n'a pas à supporter un poids élevé de matières pendant que celles-ci sont déposées dans les bacs, puisque la goulotte 55 a pour principal rôle de guider la matière dans les bacs fixes. En conséquence, la légèreté relative du manège permet une construction plus écono- mique de l'appareil, et permet aussi de réaliser des appareils de dimensions et de capacités plus grandes qu'il n'est possible actuellement.
Un autre avantage de l'invention réside en ce que les matières, restant en repos pendant tout le traitement, ne sont pas soumises à des vibrations ni à des secousses, comme il s'en produit lorsque la matière elle-même est transportée d'un poste de traitement au suivant . Il s'ensuit que les liquides de traitement sont de meilleure qualité, exempts de fines, et par conséquent plus faciles à manutentionner et à traiter en évaporateur.
On pourra bien entendu apporter de nombreuses odifi-
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