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SYSTEME RECUPERATEUR DE SOLVANTS.
L'invention concerne généralement la récupération d'un solvant à partir d'un mélange solvant-huile, et en particulier un système pour récupérer du solvant dans les miscellanées et la farine produites au cours de l'opération d'extraction, par solvant, de l'huile contenue dans les fèves de soya, les graines de lin et semblables.
Les systèmes actuellement utilisés pour récupérer dans les miscel- lanées ou mélanges et une préparation de farine contenant du solvant, sont généralement volumineux et compliqués, et ne donnent pas entière- ment satisfaction dans l'ensemble de leur fonctionnement. Dans beaucoup de cas, les éléments d'appareillage de ces systèmes sont très éloignés les uns des autres et sont montés dans un bâtiment de manière à en occuper deux étages. En saison de la nature hautement explosive du sol- vant généralement utilisé dans l'extraction de l'huile des fèves de soya, comme par exemple l'hexane, le montage du système dans un bâtiment crée un danger permanent d'incendie, dû à l'échappement du solvant du systè- me.
En outre, l'étalement de l'appareillage du système est un très grand inconvénient pour la bonne surveillance du fonctionnement du sys- tème, ainsi que l'établissement d'un local de contrôle disposé convena- blement ou centralement.
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Dans la récupération du solvant de la farine résiduaire du procé- dé d'extraction, on a rencontré antérieurement des difficultés considé- rables en raison de l'entraînement dans la vapeur du solvant, de parti- cules ténues de farine, venant de la farine occupant les tubes-sècheurs de farine usuels. Lorsque la vapeur de solvant avec les particules ténues de farine entraînées, est passée dans un condenseur de solvant, les dites particules obstruent rapidement les passages entre les tubes ou serpentins refroidisseurs du condenseur, en sorte de nécessiter de fréquents arrêts de marche du système pour le nettoyage du condenseur, Il apparait également que l'enlèvement de la poussière de farine des tubes refroidisseurs du condenseur doit s'effectuer continuellement, de sorte que le rendement d'ensemble du condenseur s'en trouve notable- ment réduit.
On a déjà utilisé des filtres pour assurer, avant la con- densation, l'extraction de la poussière de farine entrainée dans la vapeur du solvant à partir des tubes sécheurs de farine. Toutefois le seul résultat de ce processus a été un colmatage du filtre plutôt que du condenseur, par la poussière de farine.
Un objet de l'invention est par suite de prévoir un système per- fectionné pour assurer la récupération du solvant dans un mélange huilesolvant.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un système pour la récupération de solvant à partir d'une préparation de farine, dans lequel la poussière de farine entrainée avec les vapeurs du solvant et prélevée à la préparation de farine, est continuellement extraite du système de manière à prévenir tout colmatage dans le système.
Un autre objet de l'invention est de prévoir un système pour la récupération de solvant à partir d'un mélange huile-solvant, apte à fonctionner de manière continue pendant des périodes prolongées avec un minimum de surveillance, propre à être établi en un ensemble compact permettant la vérification rapide de son fonctionnement, et suscepti- ble de marcher efficacement à l'extérieur en sorte d'éliminer les dan- gers d'incendie résultant de l'échappement de vapeurs du solvant.
Une caractéristique de l'invention réside dans le fait de prévoir une colonne de vaporisation de solvant comprenant en combinaison un
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évaporateur tubulaire à circulation de vapeur, une colonne d'extraction de solvant et une chemise de vapeur enveloppante, avec lacolonne d'ex- traction placée autour de l'évaporateur, et avec l'écoulement de vapeur à travers l'évaporateur et lacolonne d'extraction s'effectuant à contre- courant, de manière à maintenir ces parties à une température de vapo- risation du solvant pratiquement sur l'entièreté de leurs longueurs.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait de prévoir un condenseur principal unique, pour finalement condenser les vapeurs de solvant engendrées dans un évaporateur, dans une colonne d'extraction de solvant, et dans un tube sècheur de farine.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait de prévoir, pour un tube sécheur de farine, une sortie de vapeur de sol- vant inclinée vers le bas, qui est reliée à un organe creux dressé dont l'extrémité supérieure s'ouvre vers un condenseur de vapeur de solvant et dont l'extrémité inférieure s'ouvre vers un séparateur eau-solvant. Des dispositifs de pulvérisation d'eau froide supportés dans la sortie du tube sécheur et dans l'organe creux, sont organisés pour projeter de l'eau vers le bas, pratiquement sur l'entièreté des longueurs, des dits organes, de façon à séparer par lavage à l'eau la poussière de farine de la vapeur de solvant avant que cette vapeur ne passe au condenseur, la poussière de farine et le condensat du solvant passant au séparateur eau-solvant.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait de prévoir une base d'équipement de distillation, comprenant,agencé dans cette base, un séparateur eau-solvant, et un condenseur-évent ainsi qu'un condenseur de vapeur de solvant principal supportés sur la dite base,immédiatement au dessus du séparateur eau-solvant, grâce à quoi les canalisations usuelles nécessaires entre les condenseurs et le sé- parateur eau-solvant sont entièrement supprimées.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui suit, en relation avec les dessins annexés sur lesquels :
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Fig. 1 est une vue schématique du système complet de récupération de solvant de l'invention, certaines portions étant représentées en coupe, dans un but de clarté ;
Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale , mais raccourcie, de la colonne de vaporisation de solvant utilisée dans le système de récupé- ration de solvant de l'invention ;
Fig. 3 est une vue en coupe transversale, suivant 3-3 de la fig. 2, de la colonne de vaporisation ;
Fig. 4 est une vue fragmentaire, en coupe longitudinale , d'un é- changeur de chaleur destiné à préchauffer du mélange avant son intro- duction dans la colonne de vaporisation de solvant ;
Fig. 5 est une vue fragmentaire, en coupe transversale, suivant la ligne 5-5 de la fig. 4, de l'échangeur de chaleur :
Fig. 6 est une vue en coupe longitudinale, mais raccourcie, du condenseur de vapeur de solvant utilisé dans le système de l'invention ;
Fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 6; et,
Fig. 8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. b.
En référence aux dessins, le système de récupération de solvant de l'invention est représenté dans la fig. 1 comme comprenant une base creuse, ou jupe ou enveloppe de l'équipement de distillation, 10, de comportant une chambre de contrôle forme sensiblement circulaire,/11 voisine d'une extrémité, et un sépa- rateur eau-solvant 12 voisin d'une extrémité opposée.
Une colonne verti- cale de vaporisation de solvant, désignée dans l'ensemble par 13, est supportée sur la base 10, au dessus de la chambre de contrôle 11 et com- prend un évaporateur tubulaire à circulation de vapeur 14 de la forme circulaire habituelle, comportant des tubes verticaux 16 (figs. 1 et 2) procurant des canaux parallèles pour l'écoulement du mélange, et une chambre entourant ces tubes, mais intérieurement à l'évaporateur, pro- curant un canal dans lequel on peut faire circuler, ou provoquer l'é- coulement d'un fluide de chauffage. Concentriquement autour de l'éva- porateur 14 sont disposées une colonne d'extraction de solvant 17 et une chemise de vapeur 18, la colonne 17 étant placée entre et en condi- tion d'échange thermique avec l'évaporateur, 14 et la chemise de vapeur
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18.
L'extrémité supérieure de la chemise de vapeur 18 se termine en des- sous des extrémités supérieures de l'évaporateur 14 et de la colonne 17.
A l'extrémité supérieure de la colonne de vaporisation 13 est monté un dispositif séparateur de l'huile entrainée, 19, comportant une sortie pour l'huile 21 reliée par un conduit recourbé 22 à la co- lonne d'extraction 17, et une sortie pour la vapeur du solvant 23 re- liée par un conduit 24, un échangeur de chaleur 26 et unoonduit 27 à l'extrémité supérieure d'un condenseur de solvant principal, vertical, 28, supporté par la base 10 à l'opposé de la colonne de vaporisation 13 et au dessus du séparateur eau-solvant 12.
L'échangeur de chaleur 26 (figs. 1, 4 et 5) comprend des tubes verticaux 33, s'étendant entre des plaques 32 verticalement espacées, l'espace 34 autour des tubes étant fermé par les plaques 32.
Un mélange huile-solvant est introduit dans l'échangeur 26 par une entrée 29,débouchant dans l'espace 34 au voisinage des extrémités inférieures des tubes 33. Le mélange s'écoule vers le haut autour des tubes, et sort de l'échangeur 26 par une sortie 36 reliée à l'espace 34 aux extrémités supérieurs des tubes 33.
La vapeur de solvant du conduit 24 s'écoule vers le bas à travers les tubes 33, à contre-courant du mélange cheminant vers le haut autour des tubes, la chaleur de la vapeur du solvant agissant pour préchauffer le mélange (figs. 1 et 2). A son tour, une partie de la vapeur du sol- vant,traversant l'échangeur de chaleur 26, est condensée, de sorte que l'échangeur de chaleur fonctionne comme un réchauffeur du mélange et comme un condenseur primaire pour la vapeur du solvant,venant du sépa- rateur d'huile entraînée 19, par le conduit 24 ainsi qu'il sera expli- qué par après.
Le mélange préchauffé de l'échangeur de chaleur 26 est amené, par un conduit 3'(, à un collecteur 38, situé à la partie inférieure de 1' évaporateur 14, ce collecteur étant en communication ouverte avec les extrémités inférieures des tubes 16 de l'évaporateur, afin qu'il s'é- coule vers le haut à travers les tubes et dans une chambre 39 du sépa- rateur d'huile 19, la chambre 39 étant en communication ouverte avec les extrémités supérieures des tubes 16, et délimitée par une enveloppe
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49.
L'alimentation du mélange à l'évaporateur est contrôlée par une van- ne 45 montée dans le conduit 37 et disposée dans la chambre 11:
De la vapeur est admise dans l'extrémité supérieure de la chambre ou canal de chauffage de l'évaporateur 14 par un conduit 40, relié à une conduite d'alimentation principale 31, alimentée à partir d'une sour- ce de vapeur appropriée, non représentée.
L'écoulement de vapeur dans l'évaporateur est contrôlé par une van- ne 35 montée dans le conduit 40 et disposée dans la chambre de contrôle 11. Cette vapeur s'écoule dans les canaux entourant les tubes 16, vers la partie inférieure de l'évaporateur et à contre-courant du mélange huile-solvant,s'écoulant vers le haut dans les tubes 16. Le condensat de la vapeur de l'évaporateur est recueilli dans un collecteur d'eau 41 placé au dessus du collecteur de mélange 38 et comportant une sortie 42.
Pendant l'ascension du mélange dans l'évaporateur 14, le solvant est vaporisé, de sorte qu'un mélange de vapeur de solvant avec des parti- cules d'huile entrainées est déchargé ou émis aux extrémités supérieures des tubes 16 de l'évaporateur et dans la chambre 39.
L'huile entrainée est séparée de la vapeur du solvant dans le sépa- rateur d'huile 19, par des moyens disposés dans la chambre 39 et compre- nant une chicane en forme de plateau renversé, 44, suspendue à des ti- ges 46, portées par un organe en forme de plaque, perforé, 47. La pla- que 47 est supportée par son bord externe à la périphérie interne d'un organe en forme d'anneau plat perforé, 48, monté autour de la périphérie interne de la paroi ou enveloppe 49. Le plateau 44 est disposé concen- triquement par rapport à l'évaporateur 14 et est de diamètre plus grand que l'évaporateur, avec le rebord 51 écarté au dessus et extérieurement à la périphérie externe de l'évaporateur.
La vapeur de solvant venant des tubes 16 de l'évaporateur chemine vers le haut jusqu'à atteindre la face inférieure du plateau 44 et che- mine ensuite le long de cette face et vers le haut en contournant le rebord 51, comme indiqué par des flèches dans les figs. 1 et 2. L'huile entrainée dans la vapeur du solvant adhère au plateau 44 et à la chicane 51 et s'égoutte alors sur le fond de la chambre 39. Cette huile s'écoule
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à l'extérieur de la chambre par la sortie 21 et dans la colonne d'ex- traction 17 dans le but qui sera expliqué plus loin.
La vapeur de solvant ascensionnant dans la chambre 39 à partir du plateau renversé 44, sëcoule à travers la plaque et l'anneau perforés 47 et 48, et à travers une épaisseur ou couche d'anneaux ou tubes Raschig 52 supportés par la plaque 47 et l'anneau 48. Les tubes ou anneaux Raschig 52 procurent, ainsi qu'on le sait, une grande étendue de surface sur laquelle passe la vapeur de solvant, grâce à quoi tou- tes les particules d'huile qui pourraient avoir été entraînées dans la vapeur du solvant sont receuillies sur les tubes ou anneaux Raschig et s'égouttent à partir de ceux-ci sur le fond de la chambre 39. La vapeur de solvant se trouvant au sommet de la chambre 39 est par suite exempte d'huile entraînée et s'écoule par la sortie 23 et dans le con- duit 24 vers l'échangeur de chaleur 26.
Il a été expliqué plus haut que la valeur de solvant passant dans l'échangeur de chaleur 26 est partiellement condensée par l'action re- froidissante du mélange s'écoulant à travers l'échangeur, de sorte qu' un mélange de vapeur de solvant et de condensât de solvant pénètre dans le conduit 27 qui relie l'échangeur 26 au condenseur de solvant princi- pal 28. Le condenseur 28 comprend une enveloppe cylindrique 53 équipée d'une multiplicité de tubes 54, s'étendant longitudinalement, y dispo- sés espacés entre eux.
Les extrémités supérieures des tubes 54 sont en communication ou- verte avec un collecteur d'eau froide 56 disposé au sommet du condenseur 28, et les extrémités inférieures des tubes 54 débouchent dans un col- lecteur d'eau 67 situé au bas du condenseur 28. Un organe de cloison- nement, s'étendant longitudinalement, 59, divise le condenseur en deux parties ou sections, s'étendant suivant sa longueur, 57 et 58. La cloison 59 se termine à une certaine distance de l'extrémité inférieure du condenseur 28, de sorte que les sections 57 et 58 sont reliées entre elles au voisinage de leurs extrémités inférieures.
Le collecteur d'eau 56 est divisé en deux chambres 64 et 66 par une cloison 61, avec la chambre 64 munie d'une entrée 62 reliée, par le conduit 65, à une source appropriée d'alimentation d'eau froide
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indiquée en 63 dans la fig. 1. L'alimentation d'eau à la/chambre 64 . est contrôlée par une vanne 70 montée dans le conduit 65.
En référence à la fig. b, on voit que l'eau de la chambre 64 s'é- coule en descendant à travers les tubes de condenseur 54 de la section de condenseur 57, vers le collecteur d'eau 65 et ensuite vers le haut, à travers les tubes 5 de la section 58 du condenseur, dans la chambre
66, qui possède une sortie 68 reliée au jet d'eau 69 dont il sera question par après.
La vapeur de solvant du conduit 27 entre dans la section 57 du condenseur et chemine vers le bas autour des tubes 54 dans cette sec- tion. La vapeur de solvant condensée dans la section 57 tombe sur le fond du condenseur 28 et est admise par la sortie 71 directement dans le séparateur eau-solvant 12. Du fait que l'extrémité inférieure du condenseur 28 débouche dans le séparateur eau-solvant 12, par la sortie 71, ces parties sont assemblées de façon compacte, et les sys- tèmes de canalisation généralement utiliséspour conduire le solvant condensé du condenseur au séparateur 12 sont complètement éliminés.
La vapeur de solvant non condensée dans la section 57 du condenseur, contourne l'extrémité inférieure de la cloison 59 et s'écoule vers le haut, dans la section 58 du condenseur, où elle est condensée. Le sol- vant condensé dans la section 58 tombe également sur le fond du con- denseur 28 et s'écoule par la sortie 71 dans le séparateur eau-solvant.
Comme il a été indiqué précédemment, une portion de la vapeur de solvant, venant du séparateur d'huile 19,est condensée dans l'échangeur
26 et passe delà dans le conduit 27. Comme l'admission de ce condensat du solvant dans le condenseur 28 réduirait inutilement la fonction ré- frigérante du condenseur 28, des moyens sont prévus pour by-passer ce condensat de solvant au séparateur eau-solvant 12, de manière qu'il ne pénètre pas dans le condenseur 28. Ainsi, comme montré dans les figs.
1 et 6, le conduit 27 est, au voisinage du com enseur 28, prolongé hori- zontalement et pourvu d'une plaque-chicane ou barrage 72 s'étendant transversalement, propre à recueillir le condensât de solvant, indiqué en 73, dans le fond du conduit 27. Au conduit 27 est relié, derrière la chicane 72, un conduit de sortie de condensat de solvant, 74, qui
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est relié au séparateur eau-solvant 12 par l'intermédiaire d'un con- duit 7b constituant une sortie pour un condenseur de vapeur de solvant à jet d'eau ou par contact, 77, qui sera décrit plus loin.
Bien que l'huile séparée de la vapeur de solvant dans le sépara- teur 19 soit pratiquement exempte de solvant, elle contient encore qui - ques traces de solvant qui sont séparées dans la colonne d'extraction 17.
Le conduit d'huile 22,relié à la sortie d'huile 21 de la chambre 39, est relié à un dispositif de distribution d'huile comprenant un organe en forme de conduit, conformé en anneau, 78, placé horizontale- ment dans la colonne d'extraction 17 et supporté à une certaine distance autour de l'évaporateur tubulaire à circulation de vapeur 14 (figs. 2 et 3). La périphérie externe du conduit 78 est perforée, de manière que l'huile y contenue soit distribuée uniformément autour de la colon- ne d'extraction 17 et envoyée vers la bas dans cette colonne.
La colonne d'extraction 17 est garnie de tubes ou anneaux Raschig 79 tout au moins jusqu'au niveau du conduit 78, de sorte que l'huile du conduit 78 s'écoule vers le bas à travers la colonne 17, autour des tubes ou anneaux 79, supportés sur un organe annulaire perforé 81 espacé vers le haut du fond de la colonne 17 et s'étendant transversalement à la colonne entre l'évaporateur 14 et la chemise de vapeur 18.
De la vapeur,destinée à chauffer l'huile dans la colonne d'extraction 17, est admise par une entrée 82, située à l'extrémité inférieure de la colonne 17, et ascensionne autour des tubes ou anneaux, Raschig 79, à contre-courant de l'huile,venant du conduit 78 La vapeur est fournie à l'entrée 82 par un conduit 85 relié à la conduite d'alimentation de vapeur 31, et comportant une vanne de réglage 90 disposée dans la camm- bre de contrôle 11. Le solvant exempt d'huile est recueilli au bas de la colonne d'extraction 17, en dessous de la plaque de support 81, d'où il est pompé, par une sortie 83, dans un réservoir d'emmagasine- ment (non représenté.
La vapeur,ascensionnant la colonne d'extraction 17,est mélangée à la vapeur de solvant extraite de l'huile, de sorte qu'un mélange de vapeur et de vapeur de solvant occupe l'extrémité supérieure de la
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colonne d'extraction 17. Ce mélange de vapeur et de vapeur de solvant s'écoule de la colonne d'extraction par une sortie 84 voisine de l'ex- trémité supérieure de la colonne d'extraction, et dans un conduit 86 relié au condenseur à eau, par contact, 77, mentionné précédemment (fige. 1 et 6) .
Le condenseur 77 comprend une enveloppe cylindrique verticale, pourvue à son extrémité inférieure de la sortie d'eau et de solvant condensé, 76. Un dispositif 87 propre à former un jet ou pulvérisa- tion d'eau froide, 87, est relié à l'alimentation d'eau 63, par les conduits 55 et 65, et est conditionné pour projeter une pulvérisation ou jet d'eau vers le bas du condenseur 77, comme indiqué par les flèches dans la fig. 6. L'arrivée d'eau au jet 87 est contrôlée par une vanne 60 montée dans le conduit 55. La vapeur et une portion de la vapeur de solvant, venant du conduit 86, sont condensées par l'action du jet d'eau dans le condenseur 77, et succulent ensemble avec l'eau du jet, 87, par la sortie 76, directement dans le séparateur 'eau-solvant 12.
Les portions de vapeur de solvant, non condensées dans le condenseur 77, sortent du condenseur par un conduit 88 relié à une extrémité au condenseur 77 dans un emplacement situé au dessus de la sortie 76, et, à son extrémité opposée, avec la section 57 du condenseur princi- pal 28 -figs. 6 et 8). La vapeur de solvant ainsi admise dans la section de condenseur 57, est condensée d'une manière en tous points analogues aux vapeurs de solvant,pénétrant dans la section 57 à partir du conduit 27.
On peut voir, par suite, que la vapeur de solvant venant du sé- parateur d'huile 19 est premièrement introduite dans un échangeur de chaleur ou condenseur primaire 26, pour être partiellement condensée, et est alors finalement condensée dans le condenseur principal 28.
D'une manière analogue, la vapeur de. solvant et la vapeur de la colonne d'extraction 17, est initialement traitée par le condenseur par contact 77, grâce auquel la vapeur et des portions de la vapeur de solvant sont condensées, de sorte que seule de la vapeur de solvant se trouve admise dans le condenseur principal par le conduit 88. En
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outre, les portions de vapeur de solvant condensées dans l'échangeur 26 et le condenseur par contact 77, et le condensat de vapeur du conden- saur 77, sent by-passés directement dans le séparateur eau-solvant 12, et ne pénètrent à aucun moment dans le condenseur principal 28. L'effi- cacité de refroidissement du condenseur 28 est par suite conservée pour condenser uniquement la vapeur de solvant non condensée dans l'échangeur 26 et le condenseur par contact 77.
En raison de la disposition relative de l'évaporateur 14, colonne d'extraction 17 et chemise de vapeur 18 de la colonne de vaporisation 13, ces parties sont susceptibles d'être disposées ou agencées en un ensemble compact, dans lequel on obtient un rendement de chauffage maxi- mum de la vapeur y utilisée. Ainsi, comme montré dans la fig. 2, la vapeur admise dans l'évaporateur 14 s'y écoule vers le bas et la vapeur admise dans la colonne d'extraction 17 par l'arrivée 82, s'y écoule vers le haut et pratiquement sur toute la longueur de l'évaporateur 14.
Com- me résultat, la vapeur dans l'évaporateur se trouve à une température maximum à l'extrémité supérieure de l'évaporateur et tend à devenir progressivement plus froide lorsqu'elle chemine vers la sortie du con- densat, 42, à contre-courant avec le mélange s'écoulant vers le haut dans les tubes 16 de l'évaporateur.
Cependant, la vapeur dans la colonne d'extraction 17 se trouve à sa température maximum au bas de cette colonne et devient graduellement plus froide à mesure qu'elle y chemine vers le haut à contre-courant de l'huile s'égouttant du conduit ou distributeur d'huile 78. La chemise de vapeur 18 qui est disposée autour de la portion inférieure de la colonne d'extraction 17, comporte une entrée de vapeur 89 à son extré- mité supérieure et une sortie de condensat 91 à son extrémité inférieure, de sorte que la vapeur de la chemise de vapeur chemine à contre-courant de celle passant dans la colonne d'extraction 17.
Avec la colonne d'extraction 17 en condition d'échange thermique avec l'évaporateur 14 et la chemise de vapeur 18, et l'écoulement de la vapeur dans la colonne d'extraction opposé à l'écoulement de vapeur dans l'évaporateur et la chemise de vapeur, on obtient une température élevée sensiblement uniforme de vapeur, pratiquement sur l'entièreté
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des longueurs de l'évaporateur et de la colonne d'extraction, grâce à quoi une vaporisation maximum du solvant est obtenue dans ces deux par- ties. En outre, la chemise de vapeur 18 réduit notablement l'échappe- ment de chaleur de la colonne d'extraction 17 à l'atmosphère.
Dans l'extraction de solvant de l'huile, d'une graine contenant de l'huile, comme la fève de soya ou la graine de lin, la graine est initia- lement préparée sous forme de flocons avant d'être mélangée avec un sol- vant. La graine préparée, après que de l'huile en a été séparée, est généralement dénommée "farine" et comporte une teneur notable de sol- vant absorbé ou y retenu, teneur qui est généralement extraite afin de permettre l'utilisation de la farine comme un aliment pour animaux ou semblable.
Il est de pratique courante d'introduire la farine résiduaire d'un procédé d'extraction, dans des tubes sècheurs de farine, indiqués géné- ralement par 92 dans la fig. 1. Dans ces tubes la farine est agitée ou malaxée, et simultanément chauffée à une température capable de vaporiser le solvant y contenu. Les tubes sécheurs 92 ne font pas partie de l'in- vention et peuvent être de construction connue.
Ces tubes 92 sont généralement de conformation cylindrique allongée, les tubes recevant la farine en premier lieu étant chauffés par une che- mise de vapeur 93, indiquée pour les deux tubes sécheurs supérieurs dans la fig. 1, et la farine des autres tubes, tel que le tube désigné 98 a, étant chauffée par mélange direct avec de la vapeur. La farine ad- mise dans les tubes sécheurs 92 est continuellement remuée ou malaxée, tandis qu'elle est déplacée d'une extrémité à l'autre d'un tube sécheur, de manière à assurer un chauffage complet de toutes ses parties. La farine est introduite dans le tube sécheur 92 le plus élevé et ensuite progressivement déplacée vers des tubes sécheurs voisins moins élevés.
Lors de la sortie de la farine, exempte de solvant, du dernier tube sé- cheur 92a, elle est introduite dans ce qui est communément dénommée un "grilleur" 94, dans lequel la farine est chauffée par une chemise de vapeur 93 et par un mélange direct avec de la vapeur.
Comme illustré dans la fig. 1, le tube sécheur le plus élevé compor- te une entrée de farine 95, ce tube et les tubes 92 suivants et le gril-
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leur 94 étant reliés entre eux par des conduits pour la vapeur de sol- vant et la farine, 100, et la tube grilleur comportant une sortie de farine 105. La vapeur pour les tubes 92 et le grilleur 94 est fournie par une conduite de vapeur commune 125 reliée à la conduite d'alimenta- tion 31, la conduite 125 étant pourvue d'une vanne de réglage 126 dispo- sée dans la chambre 11. La vapeur condensée est extraite des chemises 93 par des sorties 127 reliées à un conduit commun de drainage, ou une ligne de retour, d'eau d'alimentation de chaudière, 128.
Les deux tubes sécheurs 92 supérieurs ont une sortie de vapeur de solvant commune, 96, tandis que le tube sécheur 92a est pourvu d'une sortie de vapeur de solvant et de vapeur, 97. Les sorties 96 et 97 sont de longueur réduite et inclinées vers le bas à partir du tube sécheur correspondant, avec leurs extrémités inférieures en communication avec un collecteur ou organe creux, commun, vertical, 98, placé contre un côté du condenseur 28 (figs. 1, 6 et 7). Une ouverture 99 relie l'ex- trémité supérieure du collecteur 98 à l'extrémité supérieure de la sec- tion de condenseur 58. L'extrémité inférieure du collecteur 98 débouche directement dans le séparateur eau-solvant 12 par une ouverture 101.
Pour réaliser une condensation de la vapeur de solvant des tubes sécheurs 92 et 92a, tout en éliminant tout passage de poussière de farine dans le condenseur 28, chaque sortie 96 et 97 est pourvue à son extré- mité supérieure d'un dispositif de projection ou de pulvérisation d'eau, 102, propre à diriger un jet ou pulvérisation d'eau froide, vers le bas, à travers les sorties 96 et 97, sur l'entièreté des longueurs de celles- ci.
Les jets 102 sont reliés à une conduite d'alimentation commune 103 qui, à son tour, est reliée à l'amenée d'eau froide 63, l'alimentation d'eau aux jets étant contrôlée par des vannes 104,
Le jet d'eau 69, dont il a été question précédemment, en relation avec le collecteur 56 du sommet du condenseur 28, s'étend dans l'extré- mité supérieure du collecteur 98, et est apte à diriger un jet ou pulvé- risation d'eau vers le bas, dans le collecteur et par le travers de 1' ouverture 99.
La vapeur de solvant avec de la poussière de farine entrai née, venant des tubes sécheurs 92, pénètre dans les sotties 96 et 97, et
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est soumise à l'action de l'eau projetée par les jets 102, grâce à quoi la poussière de farine est séparée par lavage de la vapeur de solvant, concurremment à une condensation d'une notable portion de la vapeur de solvant dans les sorties 96 et 97, et une condensation de vapeur dans la sortie 97.
Les portions de vapeur de solvant non condensées dans les sorties 9b et 97 ascensionnent le collecteur 98 pour être lavées et condensées plus avant par le jet ou pulvérisation d'eau émanant du jet 69. L'ac- tion des jets ou pulvérisations 69 et 102 enlève efficacement toute la poussière de farine de la vapeur de solvant et condense toute la vapeur de la sortie 97 avant le passage des dernières portions de la vapeur de solvant dans le condenseur 28 par l'ouverture 99.
Dans la pratique de l'invention, il a été constaté que les jets 69 et 102 condensent pratiquement toute la vapeur de solvant dans le collecteur 98 et les sorties 96 et 97, de sorte qu'une portion relative- ment petite seulement de la vapeur de solvant provenant des tubes sécheurs pénètre dans le condenseur principal 28. L'eau, la poussière de farine et le solvant condensé, des sorties 96 et 97 et du collecteur 98, cheminent ensemble vers le bas à travers le collecteur 98 et dans le séparateur eau-solvant, 12, par la sortie 101 du collecteur. La vapeur de solvant,entrant dans le condenseur 28 par l'ouverture 99, est conden- sée dans la section 58 du condenseur, et le condensat tombe dans le fond du condenseur 18 et sécoule dans le séparateur eau-solvant 12 par la sortie 71.
En raison de la disposition verticale du collecteur 98, et de la faible longueur ainsi que de l'inclinaison vers le bas des sorties 96 et 97, procurées par la situation des tubes sécheurs dans un emplacement voisin du condenseur 28, toute tendance de la poussière de farine, sépa- rée par lavage de la vapeur de solvant, de s'accumuler dans ces parties d'appareil est complètement éliminée, du fait que la poussière de farine est effectivement et continuellement entrainée vers le bas par lavage, à travers ces parties, par les jets 69 et 102.
Le séparateur eau-solvant 12 fonctionne,d'une manière bien connue, en séparant le solvant de l'eau en raison des différences dans les densi-
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tés relatives de l'eau et du solvant.
Ainsi, à supposer que le solvant soit de l'hexane, sa densité est moindre que celle de l'eau, de sorte que le solvant dans le séparateur 12 se rassemble en une couche surmontant l'eau, comme indiqué dans la fig. 1. Le solvant est continuellement décanté du séparateur eau-sol- vant par une sortie de solvant 106 et envoyé à un réservoir d'emmagasi- nement approprié (non représenté). L'eau et les impuretés qui s'y trou- vent, sont, dans le fonctionnement normal du système, siphonéespar un conduit 107 et déchargées dans un, entonnoir 108 placé dans la chambre de contrôle 11 et relié à un drain d'évacuation. Pour le cas où des im- puretés, comme de la poussière de farine, s'accumuleraient dans une mesure notable dans le réparateur 12, celui-ci peut être complètement violé en ouvrant une vanne 110 dans la sortie d'évacuation 109.
L'élimination de tous gaz non condensables dans le système est ob- tenue à l'aide de moyens comprenant un condenseur-évent, vertical, 115 (fig. 1), supporté par la base 10 au dessus du séparateur 12, avec l'extrémité inférieure du condenseur en communication ouverte avec le sé- parateur 12, tandis que son extrémité supérieure comporte une sortie]16 ouverte à l'atmosphère pour les gaz et vapeurs non condensables. Une plaque perforée 117, disposée à une certaine distance de l'extrémité inférieure du condenseur 115, supporte des tubes ou anneaux Raschig 118, dont la masse s'étend sensiblement jusqu'à l'extrémité supérieure du condenseur 115.
De l'eau froide est introduite dans le condenseur 115 au voisinage de son extrémité supérieure, afin qu'elle s'écoule vers le bas autour des tubes ou anneaux Raschig 118 et dans le séparateur 12, cette intro- duction s'effectuant par une entrée 119 reliée par un conduit 121 à la conduite d'eau 95. L'arrivée d'eau au condenseur 115 est contrôlée par une vanne 122 montée dans le conduit 121.
Toute vapeur de solvant et les gaz non condensables ascensionnant le condenseur 115 à partir du séparateur eau-solvant 12, cheminent au- tour des tubes ou anneaux Raschig 118 et sont soumis à l'action de l'eau entrant en 119. En raison de cette action, pratiquement toute la vapeur de solvant se trouvant dans le condenseur 115 est condensée et s'écoule
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avec l'eau au séparateur 12. Les gaz non condensables sont déchargés du condenseur 115 à l'atmosphère par la sortie 116.
Comme il a été décrit plus haut, le condenseur 28 comprend deux sections 57 et 58 qui sont en communication réciproque à leurs extrémi- tés inférieures. La section de condenseur 57 traite principalement les vapeurs de solvant venant du côté "mélange" du système, tandis que la section 58 traite principalement les vapeurs de solvant du côté "farine" du système. Les sections 57 et 58 communiquant l'une avec l'autre, les pressions de marche des deux côtés du système sont égalisées dans le séparateur eau-solvant 12.
Ainsi, par exemple, si les sections 57 et 58 étaient séparées l'une de l'autre, toute pression engendrée du côté "mélange" du système, résultant d'un bouchage de la section de condenseur 57, aurait pour ré- sultat de souffler de la vapeur de solvant par la sortie 71 dans le sé- parateur eau-solvant, en même temps qu'un écoulement de solvant condensé par la sortie 71.
Cette condition se traduirait par la formation d'une pression dans le séparateur eau-solvant et le refoulement ou soufflage de vapeurs de solvant par la sortie 71 dans la section de condenseur 58, et vers le haut à travers le condenseur-égent 115,
Le rendement de travail de la section de condenseur 58 serait de ce fait appréciablement réduit, et le condenseur-évent 115 serait en surcharge par rapport à sa capacité, telle que prévue initialement pour ne traiter que la petite quantité de vapeur de solvant qui pourrait être entrainée avec les gaz non condensables du système.
Toutefois, avec les sections de condenseur 57 et 58 en communica- tion entre-elles, toute pression engendrée dans l'une ou l'autre de ces sections est égalisée dans le condenseur 28, de sorte que tout refoule- ment de vapeur de solvant dans le séparateur eau-solvant 12, et, par suite, une surcharge du condenseur-évent 115, ainsi qu'une réduction d'efficacité ou de rendement de travail du condenseur 28, sont complète- ment éliminés.
Pour faciliter le nettoyage des tubes ou anneaux Raschig 79 dans la colonne d'extraction 17, il est prévu, immédiatement au dessus de la plaque-support 81, une sortie pour l'enlèvement des tubes ou anneaux 111, @
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qui est normalement fermée par une plaque-couvercle 112 (figs. 1 et 2).
Par enlèvement de la plaque 112, les tubes ou anneaux 79 sont im- médiatement accessibles, en sorte de pouvoir être recueillis dans un récipient à l'ouverture 111.
L'accès aux tubes 16 de l'évaporateur, en vue de leur nettoyage, s'obtient en établissant le diamètre interne de l'anneau 48 de la cham- bre 39, plus important que le diamètre de la chicane 44 (figs. 1 et 2).
Le sommet de la chambre 39 est normalement fermé par une plaque-oouvercle 113 qui porte le dispositif de sortie 23 de la vapeur de solvant. Cette ouverture supérieure de la chambre 39 est de dimension propre à per- mettre le libre enlèvement des tubes ou anneaux Raschig 52 de la chambre, et l'enlèvement, comme un tout, des organes 44 et 47. Après enlèvement de ces organe s, les tubes 16 sont convenablement accessibles par la cham- bre 39.
Pour la clarté des dessins, les vannes de contrôle ou de réglage pour les jets d'eau 69, 102 et 119 ont été illustrés comme placés en de- hors de la chambre de contrôle 11. Il doit être entendu, toutefois que ces vannes peuvent être aménagées dans la chambre 11 pour leur manipu- lation commode et rapide. En outre, divers groupes ou unités de pompage pour pomper le mélange dans l'échangeur thermique 26, l'huile de la colonne d'extraction 17 dans un réservoir d'emmagasinement, et le con- densat de vapeur de la colonne de vaporisation 13 et des tubes sécheurs 92, ainsi que du grilleur 94, n'ont pas été illustrés.
En pratique les commandes ou contrôles pour ces groupes ou unités sont aménagés dans la chambre de contrôle 11, de sorte que le fonctionnement du système est complètement contrôlé à partir de la chambre de contrôle 11.
Bien que dans la description précédente on ait envisagé spécialement des miscellanées et farine, il doit être entendu que le système contient pour la récupération de solvant dans d'autres mélanges similaires, huile- solvant et farine. Egalement, bien que l'invention ait été décrite en relation avec une de ses réalisations préférées, il doit être entendu qu'elle n'y est pas limitée, des changements et des modifications pouvant être introduits dans l'agencement ralatif et la construction des parties sans s'écarter des limites de l'invention.
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SOLVENT RECOVERY SYSTEM.
The invention generally relates to the recovery of a solvent from a solvent-oil mixture, and in particular to a system for recovering solvent from the miscellanes and the flour produced during the extraction operation, by solvent, of the oil contained in soybeans, flax seeds and the like.
The systems presently used for recovering in miscellanates or mixtures and a flour preparation containing solvent, are generally bulky and complicated, and are not entirely satisfactory in their overall operation. In many cases, the equipment elements of these systems are very distant from each other and are mounted in a building so as to occupy two floors. In season due to the highly explosive nature of the solvent generally used in extracting oil from soybeans, such as hexane, mounting the system in a building creates a permanent fire hazard, due to the solvent escaping from the system.
In addition, the spread of the equipment of the system is a very great drawback for the good monitoring of the operation of the system, as well as the establishment of a control room arranged suitably or centrally.
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In the recovery of the solvent from the residual flour of the extraction process, considerable difficulties have previously been encountered due to the entrainment in the vapor of the solvent of fine particles of flour from the flour. occupying the usual flour dryer tubes. When the solvent vapor with the fine particles of flour entrained, has passed through a solvent condenser, the said particles quickly obstruct the passages between the tubes or cooling coils of the condenser, so as to require frequent stops of operation of the system for the cleaning the condenser. It also appears that the removal of flour dust from the condenser cooler tubes must be carried out continuously, so that the overall efficiency of the condenser is considerably reduced.
Filters have already been used to ensure, before condensation, the extraction of the flour dust entrained in the solvent vapor from the flour dryer tubes. However, the only result of this process was clogging of the filter, rather than the condenser, with flour dust.
An object of the invention is therefore to provide an improved system for ensuring the recovery of the solvent in an oil-solvent mixture.
Another object of the invention is to provide a system for the recovery of solvent from a flour preparation, in which the flour dust entrained with the vapors of the solvent and taken up in the flour preparation, is continuously extracted from the flour. system to prevent clogging in the system.
Another object of the invention is to provide a system for the recovery of solvent from an oil-solvent mixture, capable of operating continuously for prolonged periods with a minimum of supervision, capable of being established as an assembly. compact allowing the rapid verification of its operation, and capable of walking effectively outdoors so as to eliminate the fire dangers resulting from the escape of solvent vapors.
A characteristic of the invention lies in the fact of providing a solvent vaporization column comprising in combination a
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tubular vapor circulating evaporator, a solvent extraction column and an enveloping vapor jacket, with the extraction column placed around the evaporator, and with the vapor flowing through the evaporator and the column d the extraction being carried out countercurrently, so as to maintain these parts at a temperature of vaporization of the solvent substantially over their entire length.
Another characteristic of the invention resides in the fact of providing a single main condenser, to finally condense the solvent vapors generated in an evaporator, in a solvent extraction column, and in a flour dryer tube.
Another characteristic of the invention resides in the fact of providing, for a flour dryer tube, a solvent vapor outlet inclined downwards, which is connected to an upright hollow member, the upper end of which opens. to a solvent vapor condenser and the lower end of which opens to a water-solvent separator. Cold water spray devices supported in the outlet of the dryer tube and in the hollow member are organized to project water downwards, practically over the entire lengths of said members, so as to separate by washing the flour dust from the solvent vapor with water before this vapor passes to the condenser, the flour dust and the solvent condensate passing to the water-solvent separator.
Another characteristic of the invention resides in the fact of providing a base for distillation equipment, comprising, arranged in this base, a water-solvent separator, and a condenser-vent as well as a supported main solvent vapor condenser. on said base, immediately above the water-solvent separator, whereby the usual conduits necessary between the condensers and the water-solvent separator are completely eliminated.
Other objects, characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description, in relation to the appended drawings in which:
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Fig. 1 is a schematic view of the complete solvent recovery system of the invention, certain portions being shown in section, for the sake of clarity;
Fig. 2 is a longitudinal sectional view, but shortened, of the solvent vaporization column used in the solvent recovery system of the invention;
Fig. 3 is a cross-sectional view, taken on 3-3 of FIG. 2, the vaporization column;
Fig. 4 is a fragmentary view, in longitudinal section, of a heat exchanger for preheating mixture before it is introduced into the solvent vaporization column;
Fig. 5 is a fragmentary view, in cross section, taken along line 5-5 of FIG. 4, heat exchanger:
Fig. 6 is a longitudinal sectional view, but shortened, of the solvent vapor condenser used in the system of the invention;
Fig. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 6; and,
Fig. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. b.
Referring to the drawings, the solvent recovery system of the invention is shown in FIG. 1 as comprising a hollow base, or skirt or casing of the distillation equipment, 10, comprising a control chamber substantially circular in shape, / 11 adjacent to one end, and a water-solvent separator 12 adjacent to an opposite end.
A vertical solvent vaporization column, generally designated 13, is supported on base 10 above control chamber 11 and comprises a tubular vapor-circulating evaporator 14 of the usual circular shape. , comprising vertical tubes 16 (figs. 1 and 2) providing parallel channels for the flow of the mixture, and a chamber surrounding these tubes, but inside the evaporator, providing a channel in which it is possible to circulate, or cause the flow of heating fluid. Concentrically around the evaporator 14 are arranged a solvent extraction column 17 and a vapor jacket 18, the column 17 being placed between and in a heat exchange condition with the evaporator, 14 and the jacket. steam
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18.
The upper end of vapor jacket 18 terminates below the upper ends of evaporator 14 and column 17.
At the upper end of the vaporization column 13 is mounted a device for separating the driven oil, 19, comprising an outlet for the oil 21 connected by a curved pipe 22 to the extraction column 17, and a outlet for the solvent vapor 23 connected by a duct 24, a heat exchanger 26 and a duct 27 at the upper end of a main, vertical solvent condenser, 28, supported by the base 10 opposite to the vaporization column 13 and above the water-solvent separator 12.
The heat exchanger 26 (Figs. 1, 4 and 5) comprises vertical tubes 33, extending between vertically spaced plates 32, the space 34 around the tubes being closed by the plates 32.
An oil-solvent mixture is introduced into the exchanger 26 through an inlet 29, opening into the space 34 in the vicinity of the lower ends of the tubes 33. The mixture flows upwards around the tubes, and leaves the exchanger. 26 by an outlet 36 connected to the space 34 at the upper ends of the tubes 33.
The solvent vapor from line 24 flows downward through tubes 33, countercurrent with the mixture traveling upward around the tubes, the heat of the solvent vapor acting to preheat the mixture (Figs. 1 and 2). In turn, part of the solvent vapor, passing through heat exchanger 26, is condensed, so that the heat exchanger functions as a mixture heater and as a primary condenser for the solvent vapor, coming from the driven oil separator 19, through the line 24 as will be explained later.
The preheated mixture from the heat exchanger 26 is fed, through a duct 3 '(, to a manifold 38, located at the lower part of the evaporator 14, this manifold being in open communication with the lower ends of the tubes 16 of the evaporator, so that it flows upwardly through the tubes and into a chamber 39 of the oil separator 19, the chamber 39 being in open communication with the upper ends of the tubes 16, and delimited by an envelope
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49.
The supply of the mixture to the evaporator is controlled by a valve 45 mounted in pipe 37 and placed in chamber 11:
Steam is admitted into the upper end of the heating chamber or duct of the evaporator 14 via a duct 40, connected to a main supply duct 31, supplied from a suitable source of vapor, not shown.
The flow of vapor in the evaporator is controlled by a valve 35 mounted in the duct 40 and disposed in the control chamber 11. This vapor flows in the channels surrounding the tubes 16, towards the lower part of the tube. 'evaporator and against the current of the oil-solvent mixture, flowing upwards in the tubes 16. The condensate of the vapor from the evaporator is collected in a water collector 41 placed above the mixture collector 38 and having an outlet 42.
During the ascent of the mixture in evaporator 14, the solvent is vaporized, so that a mixture of solvent vapor with entrained oil particles is discharged or emitted at the upper ends of the tubes 16 of the evaporator. and in room 39.
The entrained oil is separated from the vapor of the solvent in the oil separator 19, by means arranged in the chamber 39 and comprising a baffle in the form of an inverted plate, 44, suspended from rods 46. , carried by a member in the form of a plate, perforated, 47. The plate 47 is supported by its outer edge at the internal periphery of a member in the form of a perforated flat ring, 48, mounted around the internal periphery of the plate. the wall or envelope 49. The plate 44 is arranged concentrically with respect to the evaporator 14 and is of a larger diameter than the evaporator, with the rim 51 spaced above and externally at the outer periphery of the evaporator.
The solvent vapor coming from the tubes 16 of the evaporator travels upwards until it reaches the underside of the plate 44 and then travels along this face and upwards bypassing the rim 51, as indicated by arrows in figs. 1 and 2. The oil entrained in the vapor of the solvent adheres to the plate 44 and to the baffle 51 and then drips onto the bottom of the chamber 39. This oil flows out.
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outside the chamber through outlet 21 and into extraction column 17 for the purpose which will be explained later.
The solvent vapor ascending into chamber 39 from the inverted tray 44, flows through the perforated plate and ring 47 and 48, and through a thickness or layer of Raschig rings or tubes 52 supported by the plate 47 and ring 48. Raschig tubes or rings 52 provide, as is known, a large surface area over which the solvent vapor passes, whereby any oil particles which may have been entrained in the ring. The solvent vapor collects on the Raschig tubes or rings and drains from them onto the bottom of chamber 39. The solvent vapor at the top of chamber 39 is therefore free of entrained oil. and flows through outlet 23 and through conduit 24 to heat exchanger 26.
It was explained above that the amount of solvent passing through heat exchanger 26 is partially condensed by the cooling action of the mixture flowing through the exchanger, so that a mixture of solvent vapor and solvent condensate enters the conduit 27 which connects the exchanger 26 to the main solvent condenser 28. The condenser 28 comprises a cylindrical casing 53 equipped with a multiplicity of tubes 54, extending longitudinally, disposed therein. are spaced between them.
The upper ends of the tubes 54 are in open communication with a cold water collector 56 disposed at the top of the condenser 28, and the lower ends of the tubes 54 open into a water collector 67 located at the bottom of the condenser 28. A longitudinally extending partition member 59 divides the condenser into two parts or sections extending along its length 57 and 58. The partition 59 terminates at a distance from the lower end of the condenser. condenser 28, so that sections 57 and 58 are interconnected in the vicinity of their lower ends.
The water collector 56 is divided into two chambers 64 and 66 by a partition 61, with the chamber 64 provided with an inlet 62 connected, through the conduit 65, to an appropriate source of cold water supply.
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indicated at 63 in fig. 1. Water supply to / chamber 64. is controlled by a valve 70 mounted in the conduit 65.
With reference to FIG. b, it is seen that the water from chamber 64 flows downward through the condenser tubes 54 of the condenser section 57, to the water collector 65 and then upward, through the tubes 5 of section 58 of the condenser, in the
66, which has an outlet 68 connected to the water jet 69 which will be discussed later.
The solvent vapor from line 27 enters section 57 of the condenser and travels downward around tubes 54 in that section. The solvent vapor condensed in section 57 falls on the bottom of condenser 28 and is admitted through outlet 71 directly into water-solvent separator 12. Since the lower end of condenser 28 opens into water-solvent separator 12 , through the outlet 71, these parts are assembled in a compact fashion, and the piping systems generally used to lead the condensed solvent from the condenser to the separator 12 are completely eliminated.
The solvent vapor, not condensed in section 57 of the condenser, bypasses the lower end of the bulkhead 59 and flows upward into section 58 of the condenser, where it is condensed. The solvent condensed in section 58 also falls to the bottom of condenser 28 and flows through outlet 71 into the water-solvent separator.
As indicated above, a portion of the solvent vapor, coming from the oil separator 19, is condensed in the exchanger.
26 and passes beyond in line 27. As the admission of this solvent condensate into the condenser 28 would unnecessarily reduce the cooling function of the condenser 28, means are provided for bypassing this solvent condensate to the water-solvent separator. 12, so that it does not enter the condenser 28. Thus, as shown in figs.
1 and 6, the conduit 27 is, in the vicinity of the com ensor 28, extended horizontally and provided with a baffle plate or barrier 72 extending transversely, suitable for collecting the solvent condensate, indicated at 73, in the bottom of conduit 27. To conduit 27 is connected, behind baffle 72, a solvent condensate outlet conduit, 74, which
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is connected to the water-solvent separator 12 via a conduit 7b constituting an outlet for a water jet or contact solvent vapor condenser, 77, which will be described later.
Although the oil separated from the solvent vapor in separator 19 is substantially solvent-free, it still contains only traces of solvent which are separated in extraction column 17.
The oil duct 22, connected to the oil outlet 21 of the chamber 39, is connected to an oil distribution device comprising a member in the form of a duct, in the form of a ring, 78, placed horizontally in the chamber. extraction column 17 and supported at a certain distance around the tubular vapor circulation evaporator 14 (figs. 2 and 3). The outer periphery of the duct 78 is perforated, so that the oil contained therein is distributed uniformly around the extraction column 17 and sent downwards in this column.
The extraction column 17 is packed with Raschig tubes or rings 79 at least up to the level of the conduit 78, so that the oil from the conduit 78 flows downwards through the column 17, around the tubes or rings 79, supported on a perforated annular member 81 spaced upwards from the bottom of column 17 and extending transversely to the column between the evaporator 14 and the vapor jacket 18.
Steam, intended to heat the oil in the extraction column 17, is admitted through an inlet 82, located at the lower end of the column 17, and ascends around the tubes or rings, Raschig 79, against current of oil, coming from the pipe 78 The steam is supplied to the inlet 82 by a pipe 85 connected to the steam supply pipe 31, and comprising an adjustment valve 90 disposed in the control chamber 11 The oil-free solvent is collected at the bottom of the extraction column 17, below the support plate 81, from where it is pumped, through an outlet 83, into a storage tank (no. represented.
The vapor, ascending the extraction column 17, is mixed with the solvent vapor extracted from the oil, so that a mixture of vapor and solvent vapor occupies the upper end of the
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extraction column 17. This mixture of vapor and solvent vapor flows from the extraction column through an outlet 84 near the upper end of the extraction column, and into a conduit 86 connected to the extraction column. water condenser, by contact, 77, mentioned previously (fig. 1 and 6).
The condenser 77 comprises a vertical cylindrical casing, provided at its lower end with the outlet of water and condensed solvent, 76. A device 87 suitable for forming a jet or spray of cold water, 87, is connected to the condenser. The water supply 63, through conduits 55 and 65, and is conditioned to project a spray or jet of water down the condenser 77, as indicated by the arrows in FIG. 6. The water supply to the jet 87 is controlled by a valve 60 mounted in the conduit 55. The vapor and a portion of the solvent vapor, coming from the conduit 86, are condensed by the action of the water jet. in the condenser 77, and succulent together with the water from the jet 87, through the outlet 76, directly into the water-solvent separator 12.
The portions of solvent vapor, not condensed in the condenser 77, exit the condenser through a conduit 88 connected at one end to the condenser 77 in a location above the outlet 76, and, at its opposite end, with the section 57 of the main condenser 28 -figs. 6 and 8). The solvent vapor thus admitted into the condenser section 57, is condensed in a manner in all respects analogous to the solvent vapors, entering section 57 from the conduit 27.
It can be seen, therefore, that the solvent vapor coming from the oil separator 19 is first introduced into a heat exchanger or primary condenser 26, to be partially condensed, and is then finally condensed in the main condenser 28.
In an analogous manner, the vapor of. solvent and the vapor from the extraction column 17, is initially treated by the contact condenser 77, whereby the vapor and portions of the solvent vapor are condensed, so that only solvent vapor is admitted into the main condenser via line 88. In
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Furthermore, the portions of solvent vapor condensed in the exchanger 26 and the contact condenser 77, and the vapor condensate from the condensate 77, are by-passed directly into the water-solvent separator 12, and do not enter any moment in the main condenser 28. The cooling efficiency of the condenser 28 is therefore retained to condense only the solvent vapor not condensed in the exchanger 26 and the contact condenser 77.
Due to the relative arrangement of the evaporator 14, extraction column 17 and vapor jacket 18 of the vaporization column 13, these parts are capable of being arranged or arranged in a compact unit, in which a yield is obtained. heating of the steam used there. Thus, as shown in fig. 2, the vapor admitted into the evaporator 14 flows downward therein and the vapor admitted into the extraction column 17 through the inlet 82, flows up therein and practically over the entire length of the evaporator 14.
As a result, the vapor in the evaporator is at a maximum temperature at the upper end of the evaporator and tends to become progressively cooler as it travels towards the condensate outlet, 42, against stream with the mixture flowing upward through the tubes 16 of the evaporator.
However, the vapor in the extraction column 17 is at its maximum temperature at the bottom of this column and gradually becomes cooler as it travels up there in countercurrent to the oil dripping from the pipe. or oil distributor 78. The vapor jacket 18 which is arranged around the lower portion of the extraction column 17, has a vapor inlet 89 at its upper end and a condensate outlet 91 at its lower end. , so that the vapor from the vapor jacket travels countercurrent to that passing through the extraction column 17.
With the extraction column 17 in heat exchange condition with the evaporator 14 and the vapor jacket 18, and the flow of vapor in the extraction column opposite to the flow of vapor in the evaporator and vapor jacket, a substantially uniform high vapor temperature is obtained, practically over the entire
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lengths of the evaporator and of the extraction column, whereby maximum vaporization of the solvent is obtained in these two parts. In addition, the vapor jacket 18 significantly reduces the escape of heat from the extraction column 17 to the atmosphere.
In the solvent extraction of oil from a seed containing oil, such as soybean or flaxseed, the seed is initially prepared as flakes before being mixed with a solvent. The prepared seed, after oil has been separated from it, is generally referred to as "flour" and has a significant content of solvent absorbed or retained therein, which content is usually extracted in order to allow the flour to be used as a. animal feed or the like.
It is common practice to introduce residual flour from an extraction process into flour dryer tubes, generally indicated by 92 in FIG. 1. In these tubes the flour is stirred or kneaded, and simultaneously heated to a temperature capable of vaporizing the solvent contained therein. The dryer tubes 92 do not form part of the invention and may be of known construction.
These tubes 92 are generally of elongated cylindrical conformation, the tubes receiving the flour first being heated by a steam jacket 93, indicated for the two upper dryer tubes in FIG. 1, and the flour of the other tubes, such as the tube designated 98a, being heated by direct mixing with steam. The flour entering the dryer tubes 92 is continuously stirred or kneaded as it is moved from one end of a dryer tube to the other so as to ensure complete heating of all its parts. The flour is introduced into the uppermost dryer tube 92 and then gradually moved to neighboring lower dryer tubes.
As the solvent-free flour exits the last dryer tube 92a, it is introduced into what is commonly referred to as a "broiler" 94, where the flour is heated by a steam jacket 93 and a steamer. direct mixing with steam.
As shown in fig. 1, the uppermost dryer tube has a flour inlet 95, this tube and the following tubes 92 and the grill-
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their 94 being interconnected by conduits for the solvent vapor and the flour, 100, and the broiler tube having a flour outlet 105. The steam for the tubes 92 and the broiler 94 is supplied by a steam line common 125 connected to the supply line 31, the line 125 being provided with a regulating valve 126 placed in the chamber 11. The condensed vapor is extracted from the jackets 93 by outlets 127 connected to a common conduit drain, or return line, of boiler feed water, 128.
The two upper dryer tubes 92 have a common solvent vapor outlet, 96, while the dryer tube 92a has a solvent vapor and vapor outlet, 97. The outlets 96 and 97 are of reduced length and inclined. downwards from the corresponding dryer tube, with their lower ends in communication with a collector or hollow, common, vertical member 98, placed against one side of the condenser 28 (Figs. 1, 6 and 7). An opening 99 connects the upper end of the manifold 98 to the upper end of the condenser section 58. The lower end of the manifold 98 opens directly into the water-solvent separator 12 through an opening 101.
To achieve condensation of the solvent vapor from the dryer tubes 92 and 92a, while eliminating any passage of flour dust in the condenser 28, each outlet 96 and 97 is provided at its upper end with a projection device or of water spray, 102, adapted to direct a jet or spray of cold water, downwardly, through the outlets 96 and 97, over the entire lengths thereof.
The jets 102 are connected to a common supply line 103 which, in turn, is connected to the cold water supply 63, the water supply to the jets being controlled by valves 104,
The water jet 69, which was discussed previously, in connection with the manifold 56 of the top of the condenser 28, extends into the upper end of the manifold 98, and is adapted to direct a jet or spray. water flow down, into the manifold and through opening 99.
The solvent vapor with entered flour dust coming from the dryer tubes 92, enters the sotties 96 and 97, and
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is subjected to the action of the water projected by the jets 102, whereby the flour dust is washed away from the solvent vapor, concurrently with a condensation of a significant portion of the solvent vapor in the outlets 96 and 97, and vapor condensation in outlet 97.
The portions of solvent vapor not condensed in the outlets 9b and 97 ascend the manifold 98 to be washed and condensed further by the jet or spray of water emanating from the jet 69. The action of the jets or sprays 69 and 102 Effectively removes all the flour dust from the solvent vapor and condenses all the vapor from outlet 97 before the last portions of the solvent vapor pass through condenser 28 through opening 99.
In practicing the invention, it has been found that jets 69 and 102 condense substantially all of the solvent vapor in manifold 98 and outlets 96 and 97, so that only a relatively small portion of the vapor of solvent from the dryer tubes enters main condenser 28. Water, flour dust and condensed solvent, outlets 96 and 97 and manifold 98, together flow downward through manifold 98 and into separator water-solvent, 12, through the outlet 101 of the manifold. The solvent vapor entering condenser 28 through opening 99 is condensed in section 58 of the condenser, and the condensate falls to the bottom of condenser 18 and flows into water-solvent separator 12 through outlet 71 .
Due to the vertical arrangement of the manifold 98, and the short length and downward inclination of the outlets 96 and 97, provided by the location of the dryer tubes in a location adjacent to the condenser 28, any tendency for dust of flour, separated by washing from the solvent vapor, to accumulate in these parts of the apparatus is completely removed, since the flour dust is effectively and continuously washed downwards through these parts , by jets 69 and 102.
The water-solvent separator 12 operates, in a well-known manner, by separating the solvent from the water due to the differences in densities.
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relative tities of water and solvent.
Thus, assuming that the solvent is hexane, its density is less than that of water, so that the solvent in the separator 12 collects in a layer on top of the water, as shown in fig. 1. The solvent is continuously decanted from the water-solvent separator through a solvent outlet 106 and sent to a suitable storage tank (not shown). The water and the impurities therein are, in the normal operation of the system, siphoned through a conduit 107 and discharged into a funnel 108 placed in the control chamber 11 and connected to a discharge drain. In the event that impurities, such as flour dust, accumulate to any appreciable extent in repairer 12, this can be completely violated by opening a valve 110 in drain outlet 109.
The elimination of all non-condensable gases in the system is obtained by means comprising a vertical vent condenser 115 (fig. 1), supported by the base 10 above the separator 12, with the lower end of the condenser in open communication with separator 12, while its upper end has an outlet 16 open to the atmosphere for non-condensable gases and vapors. A perforated plate 117, disposed at a certain distance from the lower end of the condenser 115, supports Raschig tubes or rings 118, the mass of which extends substantially to the upper end of the condenser 115.
Cold water is introduced into the condenser 115 near its upper end, so that it flows downwards around the Raschig tubes or rings 118 and into the separator 12, this introduction being effected by a inlet 119 connected by a pipe 121 to the water pipe 95. The water supply to the condenser 115 is controlled by a valve 122 mounted in the pipe 121.
Any solvent vapor and non-condensable gases ascending the condenser 115 from the water-solvent separator 12, travel around the Raschig tubes or rings 118 and are subjected to the action of the water entering at 119. Due to this action, substantially all of the solvent vapor in the condenser 115 is condensed and flows
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with water to separator 12. Non-condensable gases are discharged from condenser 115 to atmosphere through outlet 116.
As described above, condenser 28 includes two sections 57 and 58 which are in reciprocal communication at their lower ends. Condenser section 57 primarily deals with solvent vapors coming from the "mix" side of the system, while section 58 primarily deals with solvent vapors from the "flour" side of the system. Since sections 57 and 58 communicate with each other, the operating pressures on both sides of the system are equalized in the water-solvent separator 12.
Thus, for example, if sections 57 and 58 were separated from each other, any pressure generated on the "mixing" side of the system, resulting from plugging of the condenser section 57, would result in blow solvent vapor through outlet 71 into the water-solvent separator, together with a flow of condensed solvent through outlet 71.
This condition would result in the formation of pressure in the water-solvent separator and the discharge or blowing of solvent vapors through outlet 71 into condenser section 58, and upward through condenser-liquid 115,
The working efficiency of the condenser section 58 would therefore be appreciably reduced, and the vent condenser 115 would be overloaded with respect to its capacity, as initially intended to treat only the small amount of solvent vapor which could be. entrained with the non-condensable gases of the system.
However, with the condenser sections 57 and 58 in communication with each other, any pressure generated in either of these sections is equalized in the condenser 28, so that any backflow of solvent vapor in the water-solvent separator 12, and hence an overload of the vent condenser 115, as well as a reduction in efficiency or working efficiency of the condenser 28, are completely eliminated.
To facilitate cleaning of the Raschig tubes or rings 79 in the extraction column 17, there is provided, immediately above the support plate 81, an outlet for removing the tubes or rings 111, @
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which is normally closed by a cover plate 112 (figs. 1 and 2).
By removing the plate 112, the tubes or rings 79 are immediately accessible, so that they can be collected in a container at the opening 111.
Access to the evaporator tubes 16, with a view to cleaning them, is obtained by establishing the internal diameter of the ring 48 of the chamber 39, greater than the diameter of the baffle 44 (figs. 1). and 2).
The top of the chamber 39 is normally closed by a cover plate 113 which carries the outlet device 23 for the solvent vapor. This upper opening of the chamber 39 is of a size suitable for allowing the free removal of the Raschig tubes or rings 52 from the chamber, and the removal, as a whole, of the members 44 and 47. After removal of these members, the tubes 16 are suitably accessible through the chamber 39.
For clarity of the drawings, the control or adjustment valves for the water jets 69, 102 and 119 have been shown as placed outside of the control chamber 11. It should be understood, however, that these valves may be arranged in the chamber 11 for their convenient and rapid handling. In addition, various groups or pumping units for pumping the mixture into the heat exchanger 26, the oil from the extraction column 17 into a storage tank, and the vapor condensate from the vaporization column 13 and dryer tubes 92, as well as broiler 94, have not been illustrated.
In practice the commands or controls for these groups or units are arranged in the control chamber 11, so that the operation of the system is completely controlled from the control chamber 11.
Although in the foregoing description special consideration has been given to miscellanes and flour, it should be understood that the system contains for the recovery of solvent in other similar mixtures, oil-solvent and flour. Also, although the invention has been described in connection with one of his preferred embodiments, it should be understood that it is not limited thereto, changes and modifications being able to be introduced in the actual arrangement and construction of the objects. parts without departing from the limits of the invention.