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Procédé de décoloration partielle ou complète du sucre.
L'invention se rapporte à un procédé de décoloration partielle ou complète du sucre au moyen d'un liquide saturé et suffisamment décoloré, par lequel la légère couche de sirop colorant qui entoure les cristaux, est remplacée par une couche incolore.
Pendant la cristallisation du sucre dans l'appareil à cuire, les molécules de saccharose par suite de la vapori- sation du dissolvant,se dépose sur les cristaux déjà existants et font croître ceux-ci. Quand l'eau mère est libre d'impuretés flottantes, parmi lesquelles surtout celles ayant un caractère colloïdal jouent un rôle important, le cristal de sucre est @
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un corps fort homogène composé presque uniquement de sccha- rose pure.
La présente invention concerne en premier lieu les cristaux de sucre blanc. Ceux-ci en effet forment des accumu- lations très homogènes de saccharose, qui ne contiennent à peu près pas d'impuretés. Il est vrai que les cristaux sont entourés d'une légère couche de sirop dont l'épaisseur dépend de la qualité du sirop dans laquelle la viscosité qui, à son tour, dépend de la composition, joue un rôle décisif.
Cette légère couche de sirop ne peut pas être enle- vée par le simple procédé de turbinage; les forces d'attrac- tion exercées par les faces des cristaux sont apparamment su- périeures aux forces déjà très grandes qui sont exercées par le turbinage, puisque la couche de sirop demeure intacte.
Afin de décolorer partiellement ou complètement les cristaux, il faut enlever cette couche de sirop par clairçage; à cet effet on se sert, en pratique, habituellement d'eau, de vapeur ou en même temps d'eau et de vapeur.
Jusqu'à présent ce clairçage s'opérait dans la tur- bine, en versant une quantité définie d'eau sur la masse, après que l'eau mère avait été enlevée par turbinage. On a appliqué déjà plusieurs procédés ayant pour but d'obtenir le maximum de résultat de clairçage en employant le minimum d'eau; en effet on est limité en ce qui concerne la quantité de liqui- de de lavage, surtout quand celui-ci est relativement chaud comme c'est généralement le cas. Habituellement on nuse pas plus de 6 à 10 litres d'eau à 60-70 C. maximum par charge de 150 kg de sucre.
Comme cette quantité d'eau dissout envi- ron 18 - 30 kg de sucre, toute réduction du liquide de clair- çage signifie une diminution considérable de la quantité de sirop qui résulte du clairçage et qui doit être ramenée à
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l'appareil à cuire, ce qui produit une économie, autant au point de vue de la capacité de l'appareil à cuire que du servi- ce et du combustible, tandis qu'il faut également tenir compte de la décomposition inévitable de la saccharose pendant la cir- culation réitérée du sucre dissous, qui produit des matières colorées formant de la mélasse.
En clairçant, l'eau en premier lieu claircera la cou- che de sucre faisant face à l'axe;de la turbine parce qu'à cet endroit la couche de sirop se dissout d'abord en devenant plus liquide et, par l'action de la force centrifuge, sera lancée vers le tamis de la turbine. Il faut alors ajouter assez d'eau pour que les cristaux de sucre se trouvant contre le tamis de la turbine subissent l'action de l'eau. A ce sujet, il faut bien tenir compte de ce que c'est surtout le côté de face des cristaux qui est exposé au clairçage de l'eau ; lescôtés laté- raux seront également exposés à cette action, dans une moindre mesure, mais le côté d'envers l'est beaucoup moins.
L'action clairçante est simultanément accompagnée d'une action disolvante à laquelle surtout les côtés de face des cristaux seront exposés. On peut alors s'attendre à une érosion uni-latérale des cristaux ce qui se confirme'par l'examen mi- croscopique.
Le clairçage par l'eau est habituellement, aux usines de sucre blanc, suivi d'un clairçage par la vapeur comme d'un complément nécessaire. Lorsque la vapeur est admise à la tur- bine, fermée par un couvercle,il se produit une condensation, tandis que par le réchauffage de sucre les derniers restes de sirop encore présents sur les cristaux(et surtout sur les côtés d'envers)sont rendus liquides ; dilution par l'eau condensée favorise considérablement l'opération. Il en résulte que fina- lement tous les côtés des cristaux sont atteints et ainsi clair- ces. Il est important de remarquer que, par ce procédé, une
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solution à peu près saturée est obtenue et que 20 - 30% de la quantité du sucre se dissolvent dans l'eau de clairçage et dans la vapeur de clairçage condensée.
Cela signifie non seulement une charge considérable des appareils à cuire, des cristalliseurs et de la batterie de turbines et ainsi que de tous les appareils auxiliaires, mais encore une grande con- sommation de combustible nécessaire pour revaporiser l'eau introduite, sans compter la décomposition inévitable de saccharose en des produits de décomposition, de coloration foncée.
On connait un procédé(système de Steffen) qui per- met d'enlever la couche de sirop sans turbinage. Ce procédé consiste à placer le sucre sur un fond de tamis dans des cuves ayant souvent une forme élliptique, sur une hauteur de 50 - 70 cm. On arrose le sucre d'une solution saturée de su- cre qui pénètre la couche de sucre en clairçant plus ou moins efficacement les cristaux. En employant chaque fois du sirop plus pur il reste à la fin du sucre décoloré, tandis qu'à l'autre côté des appareils il sort de la mélasse. La littérature mentionne que ce procédé permet de produire le sucre blanc avec un haut rendement, mais que les nombreux clairçages successifs et l'emploi des diverses sortes de sirops le rendent trop compliqué. Aussi n'utilise-t-on plus ce procédé.
Dans le procédé selon la présente invention on opère de telle façon qu'un liquide saturé et suffisamment décoloré traverse une couche de sucre cristallisé qui n'est, pour le reste, soumise à aucune action mécanique, ce procédé ayant pour effet de rompre le contact mutuel des cristaux de telle sorte que le liquide peut baigner tous.les cristaux et les libérer du sirop coloré qui les enveloppe.
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Selon l'invention on fait passer le liquide à une vitesse appropriée de bas en haut à travers la couche de su- cre cristallisé. Par ce moyen on obtient que l'air qui se trouve entre les cristaux puisse s'échapper facilement ; si on faisait passer le liquide décolorant de haut en bas, l'air présent serait insuffisamment éliminé ce qui rendrait diffici- le le contact désiré du liquide avec les cristaux.
Pour exécuter l'invention on fait monter une solu- tion de sucre saturée et suffisamment décolorée, dans un cylindre rempli de sucre cristallisé, de telle sorte que la couche de sirop coloré qui se trouve autour des cristaux est remplacée par une couche incolore ; sucre est alors dé- pouillé de la couche de sirop coloré, qui est dissous dans le liquide de clairçage. En donnant au liquide une vitesse appropriée, il est possible d'obtenir un plan de démarcation très net entre le liquide coloré et le liquide incolore. Il se forme une couche jaune foncé ou brune qui devient plus épaisse au fur et à mesure que le liquide monte.
Ceci s'ex- plique par le fait que les impuretés - les matières coloran- tes qui se trouvent dans la couche de sirop autour des cris- taux - sont solubles dans la solution de sucre saturée et suffisamment décolorée ; il faut donc croire moins à un rempla- cement de la couche entière de sirop qu'à la dissolution des impuretés colorées dans le liquide montant. Il s'agit donc ici d'une extraction qui laisse les cristaux de sucre eux- mêmes entièrement intacts.
Il est nécessaire de ne pas trop élever la vitesse de l'ascension du sirop afin d'éviter des tourbillonnements.
Il est également désirable de laisser le plan de démarcation intact. La quantité de sirop coloré qu'on obtient est en fait @
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beaucoup plus petite que la quantité obtenue par le clairçage dans la turbine, tandis qu'il n'y a pratiquement aucune perte de sucre du fait qu'il y a dissolution des impuretés et non plus érosion des cristaux.
Le sirop coloré est retiré de la partie supérieure du cylindre et ensuite décoloré, par exemple par chauffage jusqu'à 80-90 C et addition d'une petite quantité de char- bon décolorant et, éventuellement, d'un agent de filtrage neutre comme la farine fossile - après quoi la filtration s'opère et la solution devient propre au traitement d'une charge suivante de sucre.
En certains cas il sera nécessaire, avant le trai- tement du sirop de clairçage ayant pour but la décoloration, de diluer afin d'obtenir une filtration rapide et d'éviter la cristallisation pendant la filtration. Le sucre (par exemple le sucre résidu des tamis) nécessaire pour remettre à point la solution, est le seul sucre qui n'est pas obtenu directement sous la forme de cristaux.
Dans le procédé selon l'invention, les cristaux eux-mêmes ne sont pas atteints par l'action érodante de l'eau ou de la vapeur. Après le clairçage des cristaux il faut les séparer du sirop blanc dans lequel ils sont alors répartis et qui remplace l'air dans le sucre brut tel qu'il a été versé aux cylindres. Cette séparation peut s'effectuer dans une petite batterie de turbines, éventuellement à grande vi- tesse. Finalement, dans une installation de séchage, le su- cre est débarrassé de l'eau qui se trouve dans la couche de sirop.
On pourrait être tenté de croire qu'en suivant le procédé habituel - c'est-à-dire par la décoloration réitérée @
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du;sirop blanc de turbinage - on simplifierait le travail en écartant le clairçage par eau et par vapeur. Dans ce cas toutefois on n'obtient pas l'avantage de l'accumulation des éléments colorants dans une petite quantité de sirop car dans le clairçage à la turbine on utilise en premier lieu l'action mécanique de lavage du sirop. La grande vitesse de déplacement ne laisse pas le temps suffisant pour la dissolu- tion des éléments colorants qui, au contraire, est effectuée par le liquide décolorant montant tranquillement comme c'est le cas dans le procédé selon l'invention.