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Evaporateurs étagés pour jus sucrés et autres applications.
La marche régulière d'une installation d'évapo- rateurs dans laquelle, comme dans les sucreries par exem- @ ple, la quantité de vapeur d'eau nécessaire au chauffage et à la cuisson doit être complétée par la vapeur d'éva- poration (de la vapeur de jus par exemple), est actuellement
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difficile à assurer à cause des fluctuations provenant des prélèvements variables de vapeur d'évaporation, prélè- vements qui correspondent aux besoins Variables des appa- reils de consommation.
Il s'ensuit que le débit en vapeur, des divers évaporateurs, devient irrégulier et partant aus- si le rondement de l'ensemble de l'installation. Or il est nécessaire, par exemple dans les sucreries, pour ame- ner le produit à évaporer à une concentration déterminée, d'évaporer une quantité déterminée d'eau. Mais si du fait d'un prélèvement variable de vapeur de jus, la quantité d'eau vaporisée vario, il devient impossible d'extraire le jus avec une concentration régulière.
Dans les installations usuelles d'évaporat eurs à vide, il était encore possible d'uniformiser l'évapora- tion dans les divers éléments étagés groupés en série, le prélèvement de vapeur du dernier étage relié au condenseur se réglant d'après les oscillations ou fluctuations de l'évaporation. Toutefois ce résultat s'obtenait plus ou moins au détriment de la régularité de la concentration du produit.
En particulier, dans les installations d'évapo- ration sous pression qui se répandent maintenant de plus en plus, et dans lesquelles le dernier étage do l'éva- porateur n'est le plus généralement pas relié à un conden- seur, la vapeur engendrée étant autant que possible com- plètement dirigée vers d'autres appareils de consommation, on ne peut plus assurer une uniformité de marohe au cas de- prélèvement variable de vapeur de jus. La pression dans le dernier étage de l'installation s'élèvera au-dessus du point voulu.ou tombera au-dessous de celui-ci. Du fait de ce fonctionnement irrégulier, il est impossible de mainte- nir constante la concentration finale du produit du jus sucré par exemple.
Si la pression, dans les derniers éva- porateurs, s'élève au-dessus d'une valeur admissible
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déterminée, du fait du prélèvement insuffisant de vapeur, il faut produire une évacuation pour,assurer la chute de pression voulue.
L'invention permet de supprimer les inconvénients qui viennent d'être signalés..A cet effets l'installation pour l'évaporation comporte un dernier élément qui, suivant la pression qui règne dans -l'avant-dernier élément, fonc- tionne automatiquement soit comme évaporateur, soit sim- plement comme élément de passage. Il va de soi que la ré- gulation pourra aussi avantageusement être faite suivant les variations de la température.
Une autre caractéristique de l'invention est à voir dans le fait que les conduits de prélèvement de va- peur d'évaporation (vapeur de jus par exemple) des divers éléments de l'évaporateur sont reliés par des conduits de trop plein pourvus de régulateurs, de telle manière que la vapeur en excès d'un étage supérieur peut être déver- sée à un étage inférieur pour lui servir de vapeur aûdi- tionnelle
La fig. 1 du dessin ci-joint représente un é- vaporateur à plusieurs étages établi conformément à l'in- vention. L'installation comporte, de la façon connue, les évaporateurs 1, 2 et 3. L'évaporateur 1 est alimenté de vapeur de chauffage.
La vapeur d'évaporation (vapeur de jus par exemplo) produite dans 1, se rend par le conduit 5, dans la chambre de chauffe de l'évaporateur 2 ; la va- pour d'évaporation engendrée dans 2 se rend, par le con- duit 6, à la chambro do chauffe de l'évaporateur 3. Mais, on môme temps, ot par exemple par les conduits 9,10 et 11, uno partie do la vapeur engendrée dans les éléments 1, 2 ot 3 ost prélevée pour servir au chauffage et à la cuis- son dans d'autres appareils. A cette installation d'évapo- rateurs étages, on annexe, conformément à la présente in- vention, un évaporatour additionnel 4 qui fonctionnera
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d'une façon intermittente.
Cet évaporateur additionnel se trouve, par intervalles, chauffé par e ia vapeur d'éva- poration provenant de l'élément 3 et amenée par le con- duit? dans lequel est intercalé un régulateur automati- que de pression 17. Le conduit de départ de Vapeur 8 de Isolément additionnel 4 reçoit également un régulateur au- tomatique de pression 16.
Le fonctionnement de l'installation est le sui- vant :
Le produit à obtenir (un jus concentré par exem- ple) passe par les conduits 12, 13, 14 provenant des élé- @ monts 1, 2 et 3, et se trouve ainsi amené à l'évaporateur additionnel, d'où il est évacué, au moyen d'une pompe par le conduit 15.
Si, par suite d'un prélèvement insuffisant de va- peur de jus par les conduits 9 10 ou 11 pour d'autres consommations de chaleur, la pression de l'élément 3 s'é- lève au-dessus de la limite admise, le débit d'ensemble des trois évaporateurs 1, 2 et 3 diminue ainsi que la con- centration du jus.. Pour éviter cette irrégularité de mar- ohe, le régulateur 17 s'ouvre aussitôt que, dans l'élé- ment 3, la pression maxima admise est atteinte, en sorte que la vapeur en excès passe dans Isolément additionnel 4 ;
à partir de ce moment, cet élément 4,' qui jusqu'alors ne servait que de :couloir de sortie pour le jus, commence à fonctionner comme évaporateur, si bien qu'il régularise par là le débit en vapeur de l'ensemble de l'installation, en maintenant co débit constant, en sorte que le jus sortant dudit élément additionnel-' présente la concentration voulue.
Si donc, du fait du fonctionnement de 1'évapora- teur additionnel, résultant d'un trop faible prélèvement de vapeur d'évaporait on par les conduits 9, 10 et 11, la pression dans ledit élément 4 s'élève à une valeur déter- minée, le régulateur 16 s'ouvre et laisse échapper do la
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vapeur d'évaporation soit dans un autre appareil de con- sommation établi pour fonctionner à cette pression, soit dans un condenseur si la température de l'élément addition- nel a été choisie assez basse, pour que la vapour produite dans l'appareil de consommation ne soit plus utilisable dans un autre appareil de consommation.
Dans ce dernier cas toutefois, relatif, à une installation sans évapora- teur additionnel, on n'évacue sans profit vers le conden- seur qu'une très faible fraction de la quantité de vapeur engendrée, et en dépit du trop faible prélèvement de va- peur au profit dos appareils de consommation reliés aux conduits 9, 10 et 11, la vapeur engendrée se trouve con- venablement utilisée pour le débit de l'ensemble de l'ins- tallation et la concentration du produit. L'adjonction de l'évaporateur additionnel 4, dont le fonctionnement sui- vant les besoins est assuré par le régulateur automatique 17, conduit donc à une amélioration, au point de vuo éco- nomique, de l'installation d'ensemble, et permet d'assurer la régularité do nature du produit obtenu.
Conformément à l'invention, on peut en outre relier entre eux les divers conduits 9,10 et 11 de pré- lèvement de vapeur d'évaporation, en intercalant entre eux des régulateurs automatiques de pression 19 et 20.- Cette liaison permettra d'amener directement la vapeur en excès d'un étage supérieur à l'étage suivant quand le prélèvement de vapeur, pour d'autres opérations, fait sur l'étage plus élevé, diminue, tandis que le prélèvement fait sur l'étage suivant augmente. Si l'on admet par exemple que le prélève- ment de vapeur par le conduit 10, fait dans l'élément 2, s'abaisse, le prélèvement fait par 11 dans l'élément 3 s'élève en même temps, mais pas au même degré. Si donc, le conduit de communication avec le régulateur 20 n'exis- tait pas, le débit de vapeur de l'élément 1 se modifierait progressivement.
Hais si le régulateur 20 s'ouvre et au
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besoin le régulateur 19, la vapeur en excès se rend di- rectement vers l'étage inférieur d'où est fait le prélève- ment plus élevé, ce qui rétablit immédiatement un équili- bre, le débit de vapeur restant approximativement constant ainsi que la concentration du produit ; les appareils où l'on consomma la vapeur d'évaporation recevant ainsi en même temps la quantité de vapeur nécessaire', sans qu'il en résulte aucun trouble pour le débit des évaporateura
Il va de soi que l'installation décrite et l'ad- jonction d'un évaporateur additionnel doit être complétée par l'adjonction d'un régulateur automatique 18 pour l'apport de vapeur de chauffage au premier évaporateur.
Suivant les installations, on emploiera unique- ment l'évaporateur auxiliaire eu en même temps les régula- teurs 19 et 20. De même, suivant les conditions d'exploi- tation, les régulateurs 19 et 20 serviront à assurer l'équilibre entre les conduits 9,10 et 11 ou entre les conduits 9; 10 ou 11 et un appareil de concentration déterminé.
Les moyens qui viennent d'être décrits suffisent pour assurer la constance du débit dans l'hypothèse où la quantité de matière à concentrer (la quantité de jus sucré par exemple) amenée par unité de temps reste .elle-même constante ainsi que le degré de concentration du produit
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t. '-"- '. \'\ -. - à obtenir ; or souvent ce n'est pas le cas. Mais alors, même si le débit de vapeur est maintenu constant, la con- centration du produit variera.
Conformément à une forme particulière de réali- sation de l'invention, on peut régler automatiquement la marche des évaporateurs, de manière que, même en cas de variation de la quantité de matière à traiter et du degré de concentration à obtenir, on assure un degré de concen- tration constant -du produit, tel qu'un jus sucré.
A cet effet, on intercale, dans le conduit
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d'amenée de vapeur aux .éme. .;r,; aurs un organe .de réglage (soupape ou valve d'étranglement), lequel règle l'apport de vapeur au moyen d'un régulateur automatique do concentration en dépendance avec la concentration du pro- duit obtenu.
Cette forme de réalisation est représentée par la fig. 2 du dessin. L'installation comporte, par exemple, les évaporateurs 1, 2 et 3 qui sont reliés entre eux par les conduits de vapeur d'évaporation 4 et 5, de manière que les vapeurs de jus venant de l'évaporateur 1 chauffent l'évaporateur 2, tandis que les vapeurs de jus de ltéva- porateur 2 chauffent l'évaporateur 3,
Dans le conduit do vapeur de jus 5, on dispose par exemple une soupape ou une valve d'étranglement 6, soumise à l'influence d'un régulateur de concentration 8 intercalé dans le conduit 7 d'évacuation du produit con- centré .
Sous l'effet du régulateur de concentration, la soupape 6 s'ouvre on cas de diminution de la concentration du jus, et elle se ferme inversement quand le degré de con- centration augmente. L'évaporateur 3 recevra dono, en cas de diminution de la concentration du produit, une plus grande quantité de vapeur ; si le degré de concentration du jus augmente, il recevra, au contraire, moins de vapeur.
Autrement dit, dans le premier cas le troisième évaporateur sera mis en circuit ; dans le deuxième cas, il sera mis hors circuit.
Le même dispositif peut bien entendu être appliqué aussi aune pluralité d'éléments d'évaporation, par exemple également à l'élément 2 ou aux éléments 1 et 2, ou à un élément additionnel 4 disposé suivant l'exemple d'exécu- tion de la fig. 1. Il importe par ailleurs que l'élément -évaporateur en question fonctionne encore sous pression ou déjà dans le vide, même si, oomme cela est le plus
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généralement le cas, l'application de fait à des instal- lations complexes.