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Procédé de traitement des jus sucrés.
La présente invention a pour objet des perfection- nements aux procédés pour l'épuration de solutions contenant des colloides capables d'être coagulés par la chaleur et des colloïdes précipités par des variations de la concentration en ions d'hydrogène, par exemple de jus sucrés et plus particu- lièrement de jus dérivés de la canne à sucre et de la bettera- ve.
Cette invention ressortira clairement de la description qui suit et du dessin annexé qui montre schématiquement un appareil permettant de réaliser le procédé suivant l'invention
Dans l'épuration des jus dérivés de la canne à sucre, il avait été usuel, jusqu'à ce jour, d'ajouter au jus de la
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chaux ou un composé de chaux alcalin en quantité suffisante pour rendre le jus approximativement neutre ou, dans le cas du jus de betterave, d'ajouter une quantité de chaux* etc*, pour lui donner un degré d'alcalinité déterminé, et de chauf- fer le jus traité. Le but de cette opération, appelée carbonata- tion ou défécation, résidait dans l'élimination de corps ni- trogènes et en particulier de ceux d'une nature albuminoïde, d'autres colloïdes organiques et de matières analogues.
Dans les procédés réalisés jusqu'à ce jour il se forme un précipité ou coagulum qui est excessivement difficile à traiter par filtration ou par d'autres procédés, et il se produit une dé- coloration marquée du jus, laquelle résulte probablement de l'action localisée de la chaux sur la glucose et sur des su- cres plus simples similaires existant dans le jus. Le procédé suivant l'invention obvie à ces inconvénients en ce sens qu' il effectue l'épuration du jus avec formation d'un précipité ou coagulum qui se'dépose rapidement, ce qui amène le jus à un état dans lequel il peut facil-ement et rapidement être filtré et n'occasionne en substance aucune décoloration du jus.
Le procédé est aimilairement applicable au trai- tement du jus de betterave, de liqueurs à base de glucose dé- rivées de la conversion de l'amidon, de solutions contenant de la lévulose, d'eaux résiduelles et d'autres matières similai- res, le réglage de la température et de la concentration en ions d'hydrogène étant effectué dans chaque cas selon les principes exposés ci-,après.
Dans la mise en pratique du procédé suivant l'inven- tion, on communique à une masse de jus de canne à sucre, par exemple ayant été de préférence préalablement portée à une tem- pérature suffisante pour déterminer au moins un commencement de coagulation de la matière albuminoïde, un mouvement rapide déterminant le mélange continu des éléments de la masse de li-
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quide entre eux, de préférence suivant un chemin circulaire, et, pendant que le liquide est en mouvement, on ajoute à ce liquide un réactif approprié à l'état finement dispersé et à une vitesse sensiblement constante.
La circulation rapide du liquide sur lui-même, conjointement avec l'addition graduelle du réactif à l'état finement dispersé, détermine une réac- tion sensiblement uniforme et progressive du réactif sur la masse entière de jus sans occasionner un défaut d'homogénéité d'action en des points localisés de cette masse. La variation qui se produit dans la concentration en ions d'hydrogène con- tribue à agglomérer les colloïdes coagulés et à les amener'à un état propre à assurer un dépôt rapide et occasionne aussi une nouvelle précipitation de colloïdes-.
L'action du réactif, dans la mise en pratique de l'invention, est préférablement réglée visuellement par l'ob- servation de la couleur du jus et de la rapidité de dépôt du précipité ou coagulum. Pour observer ainsi le liquide pendant le traitement, des moyens sont prévus pour séparer à volonté une faible fraction du liquide de la masse en circulation ra- pide avec laquelle on mélange le réactif. Cette partie sépa- rée du liquide est immobilisée momentanément pour l'inspection, on détermine son état et, si cet état est jugé satisfaisant, on cesse d'ajouter du réactif et l'on évacue le liquide. On peut alors filtrer le jus ou laisser ses éléments solides se déposer puis enlever la fraction liquide par décantation.
Le précipité se dépose rapidement, se filtre rapidement sans obs- truer les surfaces filtrantes et le jus est sensiblement exempt d'une coloration sombre.
Sur le dessin sont représentés des moyens permettant de réaliser l'invention. 5 désigne un réchauffeur qui peut convenablement être du type tubulaire. Le jus à traiter en- tre par un tuyau .2.. et s'échappe par un tuyau 7 après avoir traversé les tubes 8 du réchauffeur. De la vapeur sous pression
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est délivrée, si on le désire, par un tuyau 9 à l'espace en- tourant les tubes 8. Dans le réchauffeur 5 le jus est rapi- dement porté à une température suffisante pour déterminer au moins un commencement de coagulation des albuminoïdes ou de toute autre substance susceptible d'être coagulée par la cha- leur, la température étant supérieure à 71,1 C. et de préfé- rence à 87,7 C., cette température pouvant atteindre, par ex- /pour obte-emple, 1150 C.
Une pression peut être appliquée/la températunir re requise, si on le désire* Ordinairement, Le jusrpeuT, etre porté à une température de 93,3 C. à 100 C. Ilse produit une coagulation au moins partielle de la matière albuminoide comme résultat de ce chauffage, les particules coagulées for- mant un noyau sur lequel il peut se produire une nouvelle pré- cipitation ou agglomération dans le traitement subséquent du jus.
Au lieu de chauffer le liquide qui arrive, il peut, dans certains cas, être désirable de le refroidir. En pareil cas, on peut prévoir des moyens de refroidissement et l'on peut ensuite élever, abaisser, maintenir constante ou autre- ment régler la température selon le traitement particulier ré- alisé et la matière traitéeo
En quittant le réchauffeur 5, le jus se rend par un tuyau 7 muni d'un robinet 10 dans une chambre 11 à la par- tie inférieure de laquelle un dispositif de chauffage conve- nable tel qu'un serpentin à vapeur 12 peut être prévu. A un endroit central convenable de la chambre -11 est prévu un tube central 13 qui est ouvert à son extrémité supérieure et à son extrémité inférieure et dont la forme correspond de pré- férence sensiblement à la section transversale de la chambre.
Une hélice ou organe, propulseur rotatif 14 est disposé dans le tube 13,de préférence près de son extrémité inférieure ou- verte, cette hélice étant montée sur un arbre 15 qui est conve-
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nablement supporté par une crapaudine 16 à la partie infé- rieure de la chambre 11 et qui fait saillie à son extré- mité supérieure à travers le couvercle 17 de la chambre. L'ar- bre 15 est muni d'une poulie convenable 18 ou d'un autre dis- positif permettant de communiquer à cet arbre et à l'hélice
14 un mouvement de rotation rapide.Le tube 13 se termine à son extrémité inférieure un peu au-dessus de la paroi infé- rieure de la chambre 11 et, à son extrémité supérieure, un peu au-dessous du niveau normal du liquide dans la chambre.
L'ar- bre 15 et l'hélice 14 reçoivent un mouvement de rotation rapi- de, l'hélice produisant un mouvement extrêmement rapide et u- niforme du liquide, lequel mouvement l'oblige à descendre dans le tube 13, à sortir de ce tube et à remonter à l'extérieur du tube, de sorte qu'il circule rapidement et d'une façon continue sur lui-même. En fonctionnement normal, le liquide est ainsi mis en circulation très rapidement, de sorte que ses éléments se mélangent entre eux intimement, la dit mélange étant considérablement favorisé par des ailettes disposées en chicane 20.
Pendant cette opération, le liquide est préféra- blement maintenu au voisinage ou seulement un peu au-dessous de la température à laquelle il pénètre dans la chambre à l' aide de l'agent de chauffage circulant dans le serpentin 12, par exemple à 1 - 3 au-dessous de la dite température. Dans certains cas, il peut être désirable de chauffer le liquide sdus pression dans le réchauffeur et de le délivrera: l'inté- rieur de la chambre à la pression atmosphérique, auquel cas une réduction considérable de la température peut avoir lieu en ce point.
La circulation rapide et continue du liquide sur lui- même, conjointement avec la chaleur, produit une nouvelle coa- gulation des particules en suspension dans ce liquide, cette coagulation et cette agglomération étant notablement secon- dées par la circulation rapide du liquide.
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Il se présente continuellement de nouvelles sur- faces du liquide au réactif finement divisé, ces surfaces é- tant immédiatement mises en circulation et étant mélangées ra- pidement et avec une grande fréquence avec le reste du li- quide.
On constate ordinairement que la proportion de ré- actif alcalin requise pour la clarification complète du jus dans la mise en pratique du présent procédé est moindre* Ainsi, la quantité d'alcali requise dans un cas où l'on traitait un jus acide, quantité calculée sur la base de l'oxyde de calcium, fut approximativement 0,025 %. Ce réactif peut être ajouté au jus sous forme de chaux caustique finement broyée, de chaux éteinte, de lait de chaux dilué ou de sucrate de calcium. Si l'on ajoute le réactif sous forme de chaux, vive ou calcinée, on le pulvérise pour en former une farine fine qu'on projette graduellement et à tout débit convenable dans la masse de li- quide circulant constamment.
Si le réactif est employé sous forme d'un lait de chaux ou de sucrate de calcium, on emploie une suspension ou solution diluée, par exemple à 2 % environ, dont on asperge le liquide d'une façon graduelle et à tout dé- bit convenable pendant la circulation du dit liquide. La ré- action a lieu rapidement et l'opération peut être réglée, de préférence par une inspection effectuée comme expliqué plus loin, en vue de l'obtention de la production et de la vitesse de traitement désirées. Le réactif, convenablement fourni par un récipient 24, est délivré par un tuyau 25 à des tuyaux à ro- binet 26 qui traversent le couvercle 17 de la chambre 11 et se terminent par des têtes d'arrosage convenables 27 situées au-dessus du niveau de liquide normal de la chambre.
Pour observer l'état du liquide, un conduit 19 est disposé verticalement à l'extérieur de la chambre 11 et commu- nique par ses deux extrémités avec cette chambre au-dessous
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du niveau du liquide que renferme cette chambre. Une partie de ce tuyau, désignée par 28. est convenablement faite de matière transparente telle que le verre, et des robinets 21 sont prévus au-dessus et au-dessous. A tout instant du trai- tement on peut, en ouvrant les deux robinets 21, remplir le conduit 19 et la partie transparente 28 du dit conduit d'un liquide dont l'état est le même que celui que renferme la cham- bre. En fermant alors le robinet inférieur 21 ou les deux ro- binets, on peut séparer cette partie du liquide et noter son état.
L'état auquel il convient que soit le liquide pour l'a- chèvement de l'addition du réactif peut être déterminé presque instantanément par la rapidité de dépôt des flocons ou par- ticules dans la partie de liquide emprisonnée dans le conduit
19 et par sa couleur. Lorsqu'on constate que le dépôt s'effec- tue presque instantanément et possède la couleur convenable, on cesse d'ajouter du réactif et l'on évacue le liquide de la chambre 11 par un; tuyau 22 muni d'un robinet 23. On constate presque toujours que ce point est approximativement PH7, ou compris entre PH6,5 et PH8.
On constate alors que le jus se dépose rapidement, se filtre rapidement, n'est pas sujet à obstruer le filtre et ne présente en substance pas de traces de décoloration* Il semble qu'il existe dans l'état décrit une absorption marquée de matière colorante et d'autres matières colloïdales par la matière agglomérante.
Si on le désire, par une manoeuvre convenable des robinets d'entrée 10 et de sortie 23, on peut rendre le pro- cédé continu, le réactif étant fourni d'une façon continue dans la mesure requise.
On a décrit la réalisation du procédé dans le cas du traitement des jus sucrés dérivés de la canne à sucre et de la betterave, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cette application particulière et peut aussi ê-
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tre appliquée à d'autres matières contenant des matières col- loïdales susceptibles de se coaguler ou de se précipiter sous l'action de la chaleur, d'un changement dans la concentra- tion en ions d'hydrogène ou par ces deux actions à la fois.
Dans certains cas, il est en outre avantageux d'ajouter au liquide une matière inerte telle que la poudre de brique ou une matière analogue.L'avantage de cette addition est que la matière inerte s'incorpore au coagulum.et en augmente la den- sité, ce qui accélère notablement le dépôt. Le procédé est extrêmement souple, et permet l'emploi réglé de l'un ou plu- sieurs des agents tels que la chaleur, l'agitation ou un ré- actif neutralisant. Il permet en outre la.détermination et le réglage de la condition de traitement la plus favorable par des moyens visuels immédiatement utilisables.
Résumé.
Des procédés pour traiter des jus sucrés tels que ceux dérivés de la canne à sucre et de la betterave, ces pro- cédés pouvant être caractérisés par les points suivants, appli- cables séparément ou en combinaison :
1 On fait circuler rapidement une masse du, jus sur lui-même et on y ajoute d'une façon continue et à un débit sensiblement uniforme un réactif alcalin à l'état finement dispersé, ce qui effectue une variation graduelle et progres- sive dans la concentration en ions d'hydrogène de cette masse, la température des jus étant préférablement réglée pendant ces opérations.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.