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"PERFECTIONli#MENTS A LA FABRICATION DE L'AMIDON E'T' DES SOUS-PRODUITS DU Í{]1.IS PAR LE PROCEDE bzz . ils
Cette invention est relative à la fabrication de l'amidon et des sous-produits du mais par le procédé @
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môi1i.l1i. .
Dans la demande de brevet français de même date et ayant pour titre:" Perfectionnements à la fabrication de l'amidon et des sous-produits du mais ", on a décrit un procédé pour fabriquer l'amidon à partir du maïs qui substitue à la séparation par décantation à l'aide des tables ordinaires des laits d'amidon ( mélanges d'amidon , de gluten et d'eau) provenant de la séparation des germes et des grosses et fines particules de)on le procédé consis-
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tant à centrifuger les laits d'amidon pour éliminer le gluten de l'amidon .
La présente invention envisage de simplifier encore le procédé de fabrication de l'amidon en supprimant non seulement les tables, mais aussi le système usuel des blutoirs rotatifs à soie et (ou) des secoueurs, appelé "système de lavage des fines particules de son " ; etde remplacer les opérations de séparation effectuées à l'aide de ces organes dans le procédé par une série d'opérations de centrifugation par lesquelles les fines particules de son et de fibres, de même que le gluten, de la liqueur d'amidon sont séparées du lait d'amidon et lavées de telle manière que l'amidon, le gluten et les fines particules de son peuvent être recueillis plus efficacement que par les opérations habituelles du système de lavage des fines particules de son.
L'invention vise à assurer l'avantage de réutiliser dans le procédé toutes les eaux de traitement, à l'exception de l'eau provenant du système de trempage, qui est retirée et envoyée aux évaporateurs en vue d'en récupérer la teneur en éléments solubles, et de l'humidité absorbée par les éléments solides, germes, particules de son, gluten et amidon retirés.
Cette invention vise en outre à assurer cet autre avantage de réutiliser celles des eaux de traitement qui possèdent la teneur maximum en éléments solubles ou autres
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ici impuretés dans les bacs de trempage et de réutiliser dans le 1 - setàffle de fabBieatiem s.s l'am1s.Q; au mettil.L, c'est-à-dire 4A#Wdans les séparations des germes, des grosses particules de son et des fines particules de son, les eaux de traitement contenant des quantités plus faibles d'éléments solubles (y compris les impuretés qui sont généralement mesurables
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par la teneur en éléments solubles), Une partie indétermi- é 1.-dt4.née de tout volume d'eau donné ramené ar;"'B'â1Ae i8 9 -11, 5i;i8Ji tg i'ùeid 8.1i dans le même stade du procédé peut rester dans le système pendant un temps indéfini.
Ceci est inévitable dans tout système fermé dans lequel il existe dans un stade quelconque du procédé une quantité d'eau plus grande que la quantité d'eau fraîche introduite dans le procédé. Toutes les eaux de traitement contiennent des micro-organismes, et les produits de l'activité de ces microorganismes constituent en partie les impuretés qu'on trouve dans l'amidon et, si les eaux sont remises en circulation d'une façon répétée dans une partie quelconque du procédé, ces impuretés micro-organiques se multiplient de nombreuses fois. En raison du caractère colloïdal des impuretés d'origine micro-organique, il est particulièrement difficile d'éliminer ces impuretés par les procédés ordinaires de filtration de l'amidon.
En tout cas, il est évidemment avantageux de faire en sorte que le système de fabrication d'amidon au mouillé soit aussi stérile que possible; et il est aussi avantageux de réduire au minimum l'emploi des agents (chaleur et SO2) ordinairement utilisés pour réprimer l'activité micro-organique.
Le maintien d'un système relativement stérile est facilité par une manipulation quelconque du mais dans le procédé, de telle sorte que la circulation de l'eau dans une partie quelconque du système, de même que l'accumulation qui en résulte des micro-organismes avec leurs impuretés, est réduite au minimum; et les substances solubles entretenant la vie micro-organique sont concentrées dans certaines des liqueurs du procédé, en tant que cela est possible, et ces liqueurs riches en impuretés micro-organiques et en éléments
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solubles sont utilisées pour la trempe du mals;
et lorsqu'il reste, pour la réutilisation dans le système de fabrication d'amidon au mouillé, des eaux de traitement dont la teneur en impuretés solubles est moindre, mais variable, il con- vient que les liquides ayant la teneur en impuretés solubles la plus élevée soient réutilisés dans le système en un point aussi voisin que possible de l'extrémité d'entrée ou de tête dudit système, afin qu'ils ne restent dans ce système que le minimum de temps possible.
La présente invention a pour objet la fabrication de l'amidon à partir du maïs par un procédé dans lequel ces principes sont observés et mis en pratique dans la mesure maximum .
D'autres buts de l'invention seront mis en éviden- ce au cours de la description donnée ci-après à titre d'ex- emple de certains modes de réalisation préférés .
Les bilans d'eau spécifiés dans la description qui suit sont basés sur les volumes d'eau présents mesurés en litres par quintal de mais broyé. Il est bien entendu que les chiffres indiqués n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
Les appareils utilisés ont été représentés d'une façon sché- matique. Les turbines du type indiqué sont connues et uti- lisées dans d'autres industries. Le terme "tuyau" utilisé dans la description comprend tout conduit ou organe de trans- port par lequel la matière est entraînée d'un appareil à un autre. Le terme "son" comprend les constituants de l'enve- loppe et les fibres du mais.
Mode opératoire selon la figure 1.- Le mais con- tenant 19,5 litres d'eau pénètre dans le système de trempage A en 10 et 84 litres d'eau de trempage sont retirés en 11
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et envoyés aux évaporateurs (non représentés) pour être concentrés en vue de la récupération des substances solubles.
Le mais trempé passe par un tuyau 12, avec 75 litres d'eau, au broyeur B et, après avoir subi un premier broyage grossier dans le broyeur B, il est conduit par un tuyau 13 au séparateur C. Les germes passent par un tuyau 14 de ce séparateur au système D de lavage des germes, l'eau de lavage repassant par un tuyau 15 au séparateur C. Les germes, contenant 7,5 litres d'eau, sortent de ce laveur en 16. Le mais dégermé passe du séparateur 0, par un tuyau 17, aux tamis à large maille E, et le liquide de ces tamis se rend par un tuyau 18 aux tamis à fine maille F. Les refus des tamis à large maille E passent par un tuyau 19 au broyeur G et sont rejoints par les refus des tamis fins F, comme indiqué en 20, cette matière contenant 108 litres d'eau.
Le lait d'amidon (amidon, gluten et eau) des tamis fins, c'est-à-dire du système des germes, passe par un tuyau x aux premières turbines, son volume étant de 102 litres. Le courant inférieur de la turbine N (75 litres) passe par un tuyau 21 à la turbine 0, et le courant inférieur de la turbine 0 (60 litres) passe par un tuyau 22 à la turbine P, dont le courant inférieur (48 litres) contenant l'amidon purifié s'échappe par un tuyau 23 aboutissant au filtre à amidon Q. Les turbines sont d'un type connu dans lequel des courants inférieur et supérieur de liquide sont déchargés, le premier contenant les particules solides les plus lourdes (amidon) et le second les particules les plus légères (gluten).
Une eau de lavage est introduite dans chaque turbine, de préférence dans la zone à amidon de la turbine, et cette eau agit, par dilution et déplacement, de façon non seulement
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à faciliter la séparation entre l'amidon et le gluten, mais aussi à concentrer finalement les éléments solubles du courant supérieur, ou de gluten, comme il a été décrit avec plus de détail dans la demande de brevet susmentionnée. Les turbines sont disposées pour travailler en contre-courant.
Le courant inférieur passe d'une turbine à la suivante dans un des sens, comme il a été décrit, et le courant supérieur traverse l'appareil en sens inverse. Dans la disposition représentée, le système est alimenté de 139,5 litres d'eau fraîche arrivant par un tuyau 24. De ce volume d'eau, 46,5 litres passent au filtre à amidon Q pour laver l'amidon, comme il sera décrit plus loin, et 51 litres se rendent par un tuyau de branchement 25 à la zone à amidon de la troisième turbine P. Le courant supérieur de la turbine P (63 litres) passe par un tuyau 26 dans la zone à amidon de la turbine 0, et le courant supérieur de la turbine 0 (78 litres) passe par un tuyau 27 dans la zone à amidon de la turbine N.
Le courant supérieur de la première turbine N (105 litres) passe par un tuyau 28 dans le décanteur R. Le gluten du décanteur passe par un tuyau 29. avec 30 litres d'eau, dans le filtre-presse S, dont le gluten sort, en 30, avec 4,5 litres d'eau. L'eau du filtre-presse (25,5 litres) passe par un tuyau 31 dans le tuyau 32 conduisant le courant supérieur du décanteur, ce tuyau 32 évacuant 75 litres d'eau par le courant supérieur du décanteur.
Le mais finement broyé dans le broyeur G passe par un tuyau 33 dans le système de grosses particules de son H, qui peut être composé des tamis rotatifs et secoueurs à toile de cuivre habituels pour arrêter les plus grosses particules de son, qui sont retirées du système en 34 et con-
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tiennent 6 litres d'eau. Le liquide retiré du système des grosses particules de son par le tuyau y, et qui contient 235,5 litres d'eau, n'est pas soumis à un tamisage suivi du lavage des refus dans un système de blutoirs et (ou) secoueurs à toile de soie (système des fines particules de son) comme il était habituel jusqu'à ce jour.
Au contraire, suivant l'invention, ce liquide est soumis à une opération centrifuge ou de préférence, à une série d'opérations centrifuges réalisées selon le principe du contre-courant, en vue de séparer de l'amidon que contient ce liquide le gluten dudit liquide ainsi que les fines particules de son, c'est- à-dire les particules de son qui étaient trop petites pour être arrêtées par les toiles métalliques du système des grosses particules de son. En outre, cette centrifugation est de préférence réalisée de telle manière qu'elle enlève aussi de l'amidon une proportion considérable des éléments solubles du mais que contient le lait d'amidon, ce qui simplifie et facilite le lavage auquel on soumet ensuite l'amidon, ordinairement dans des filtres à déplacement du type à vide ou à pression.
L'invention comprend donc quelque chose de plus que la simple substitution de turbines à des blutoirs ou secoueurs à soie (quoique cette substitution présente en soi le grand avantage de l'économie puisque les blutoirs et secoueurs à soie sont coûteux à installer et à entretenir).
La centrifugation effectue aussi, en ce qui concerne ce courant de lait d'amidon (courant y), l'opération usuellement effectuée à l'aide de tables, ainsi que, dans une certaine mesure, l'opération de lavage de l'amidon dans le ou les filtres. En d'autres termes, dans le présent système perfectionné, il n'existe que deux courants de liqueur d'amidon
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(amidon, gluten et eau), l'un, x provenant du système des germes par l'intermédiaire des tamis à large maille E et des tamis à fine maille F, l'autre ,y, provenant du système des grosses particules de son H, au lieu des trois courants selon la pratique couramment adoptée à l'heure actuelle.
Le courant de liqueur d'amidon provenant du système des grosses particules de son H, et qui contient 235,5 litres d'eau, passe par un tuyau dans la première des turbines à fines particules de son N. On remarquera que ce courant contient non seulement de l'amidon et du gluten, mais aussi des fines particules de son et de fibre. Le courant inférieur de la turbine N' (171 litres) passe par un tuyau dans la turbine 0', dont le courant inférieur (99 litres) passe par un tuyau 36 dans la turbine 9'*Le courant inférieur de la turbine P' (76,5 litres) passe par un tuyau 37 dans le tuyau 23 qui l'amène au filtre à amidon Q. De préférence,un secoueur nettoyeur est intercalé dans le tuyau 37 pour intercepter les particules de son résiduelles que le courant inférieur est susceptible de contenir.
La quantité totale d'amidon allant au filtre à amidon , y compris celui provenant des turbines N, 0, P, est véhiculée par 124,5 litres.
L'amidon sort du filtre par un tuyau 38 et contient 46,5 litres d'eau. Le filtrat résultant de la déshydratation et du lavage de l'amidon, dont le volume total est 124,5 litres, passe dans le tuyau 39, 40,5 litres étant introduits dans la turbine P' comme eau de lavage avec 42 litres d'eau fraîche arrivant par le tuyau de branchement 40, ce qui donne un total de 82,5 litres d'eau de lavage introduits dans cette turbine, le reste, soit 84 litres, étant conduit par un tuyau de branchement 41 dans le système des grosses particules H.
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Le courant supérieur de la turbine P' (105 litres) passe par un tuyau 42 dans la zone à amidon de la turbine 0', dont le courant supérieur (177 litres) passe par un tuyau 43 dans la zone à amidon de la turbine N'. Le courant supérieur de la turbine N', qui contient du gluten, du son et la majeure partie des éléments solubles du courant y, passe par un tuyau 44 dans le décanteur R', son volume étant de 241,5 litres. La matière déposée dans R' (90 litres) est transférée par un tuyau 45 au filtre-presse S', dont l'eau de pressage (79,5 litres) est transférée par un tuyau 46 au tuyau 47 par lequel s'échappe le courant supérieur du décanteur R'.
152,5 litres d'eau sont déversés par ce tuyau 47, ce qui fait avec l'eau du filtre-presse, un volume de 231 litres qui est distribué comme suit : 39 litres passent par le tuyau 47 au tuyau 32 par lequel s'échappe le courant supérieur du décanteur R (ce qui porte à 139,5 litres le volume d'eau transféré au système de trempage A); 142,5 litres passent par le tuyau 48 au laveur de germes D ; et 49,5 litres passent par le tuyau 49 dans le tuyau 41, ce qui porte à 133,5 litres le volume de liquide transféré au système H des grosses particules de son. La matière déposée dans le décanteur R' (fines particules de son et gluten ) contient, après avoir traversé le filtre-presse, 10,5 litres d'eau et est retirée du système en 50.
On remarquera que toute l'eau du procédé riche en éléments solubles qui provient du décanteur R se rend aux bacs de trempage, de même qu'une partie de l'eau du procédé provenant du décanteur R', cette eau étant la seconde des eaux les plus riches en éléments solubles. L'eau de lavage de l'amidon arrivant du filtre Q, et dont la teneur en élé-
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ments solubles et en impuretés est minimum, est utilisée dans les derniers stades du procédé, savoir dans les turbines à fines particules de son et dans le système à grosses particules de son.
Dans le système de la figure 2, le courant y est concentré de telle sorte que le courant supérieur provenant des turbines à fines particules de son est assez épais pour être filtré, ce qui supprime un groupe de décanteurs et diminue le temps pendant lequel la matière du courant y reste dans le procédé, la filtration exigeant moins de temps que la décantation .
Mode opératoire selon la figure 2.- Le mode opératoire est le même que dans le système de la figure 1, et les appareils et communications ont été désignés par les mêmes nombres, à l'exception de ce qui suit : Sur un by-pass du tuyau 2.( ( tuyau par lequel s'effectue l'échappement du système H des grosses particules de son) est monté un déshydrateur L' qui peut être un filtre ou autre dispositif propre à permettre d'éliminer une partie de l'eau du courant de liqueur à fines particules de son arrivant du système des grosses particules de son.
250,5 litres de fines particules de son (ou la fraction de ce volume qui peut être nécessaire pour donner la concentration désirée) passent par le déshy- drateur L'et sont réduits en volume à 120 litres par l'élimination de 130,5 litres d'eau, celle-ci passant par un tuyau 51, 84,5 litres revenant au laveur de germes D et 45 litres allant au système de trempage. Le courant y, concentré, pénètre dans la turbine N' comme dans le système de la figure 1. Le courant supérieur de la turbine N' (gluten et fines particules de son), contenant 126 litres d'eau,passe
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par un tuyau 53 à un filtre déshydrateur Q'. Le gluten et les fines particules de son sont retirés de ce filtre en 54 et contiennent 10,5 litres d'eau.
Le filtrat du filtre Q' (115,5 litres) passe par un tuyau 55 dans le tuyau 52, d'où 42 litres se rendent au laveur de germes D et 73,5 litres au système des grosses particules de son, ce qui, avec l'eau provenant du déshydrateur L', porte à 127,5 litres le volume d'eau transféré au laveur de germes. Les chiffres du bilan d'eau se rapportant à la figure 2 mais qui n'ont pas été mentionnés ci-dessus sont les mêmes que ceux décrits au sujet de la figure 1, à l'exception de ce qui suit .
Le courant x contient 87 litres. Le courant supé-
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fgz> dj rieur de la turbine N fi0 litres) avoo 54 litres de courant y supérieur et 51 litres de courant inférieur pa88Wàt entre les turbines N, 0, et pt 78 litres de courant inférieur et 84 b ' litres de courant supérieur passent entre les turbines Nt, 0' et Pt. Le courant inférieur de la série N, 0, P contient ./ f u-J 4 51 litres et celui de la série N', 0', P' contient 78 litres.
Un volume de 46,5 litres est retiré avec l'amidon filtré et, sur les 129 litres extraits, 54 litres sont envoyés à la turbine P' et 75 au système des grosses particules de son.
Un volume d'eau fraîche (130,5 litres) est divisé, 30 litres allant à la turbine P', 54 litres à la turbine P et 46,5 litres au filtre à amidon Q.
La figure 3 représente un autre mode de réalisation selon lequel les courants x et y sont tous deux concentrés, ce qui rend possible d'utiliser un équipement centrifuge moins important ou d'effectuer une meilleure séparation avec le-même équipement, ceci étant un avantage en ce sens que les appareils de concentration sont moins coûteux que
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les turbines .
Opération selon la figure 3. - L'opération est la même que dans la figure 1, et les appareils et leurs communications ont été désignés par les mêmes références, avec les exceptions suivantes : Un déshydrateur L est monté sur le tuyau x et réduit les 102 litres sortant des tamis fins F à 57 litres qui se rendent à la turbine N et dont la densité est environ 1,1253. Les 45 litres d'eau éliminés par le déshydrateur L se rendent par un tuyau 56 au système de trempage. Un désbydrateur L'est monté sur le tuyau y partant du système H des grosses particules et réduit les 235,5 litres d'eau du liquide à fines particules de son arrivant du système H à un volume de 120 litres qui pénètrent dans la turbine N'.
L'eau éliminée (115,5 litres) pénètre dans le tuyau 57, 39 litres allant au système de trempage et 76,5 litres se rendant par le tuyau 58 au laveur de germes D. Le courant supérieur de la turbine N' (126 litres) se rend par un tuyau 59 au filtre Q', duquel sort en 54 un mélange de gluten et de fines particules de son contenant 10,5 litres d'eau. Le filtrat du filtre Q' passe par le tuyau 55,son volume étant de 115,5 litres, dont 66 vont au laveur de germes D et 49,5 se rendent par un tuyau 60 au système des grosses particules H.
La figure 4 représente un autre mode de réalisation selon lequel les courants et y ( le courant d'amidon et de gluten provenant de la séparation des germes et le courant d'amidon, de gluten et de fines particules de son provenant du système des grosses particules de son ) sont réunis,après que l'un ou chacun d'eux a été concentré, et envoyés à travers une série unique de turbines qui séparent de l'amidon
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les fines particules de son et le gluten ainsi que, de préférence, comme dans les autres systèmes décrits, la majeure partie des éléments solubles .
Mode opératoire selon la figure 4.- Le système de la figure 4 est le même que celui de la figure 1, et les appareils et communications ont été désignés par les mêmes nombres, avec les exceptions suivantes : On a supprimé une série de turbines. Sur le tuyau y arrivant du système H des grosses particules de son est monté un désbydrateur L' qui réduit les 235,5 litres de liquide à fines particules de son arrivant dudit système à 42 litres. Ce volume est mélangé avec 102 litres dans le tuyau x arrivant du système des germes (par l'intermédiaire des gros tamis E et des tamia. fins F), ce qui donne un volume de 144 litres allant à la turbine N.
Le courant inférieur de la turbine P pénètre dans un tuyau 61 dans lequel est de préférence disposé un secoueur nettoyeur T, ce tuyau amenant 124,5 litres de lait d'amidon purifié au filtre à amidon Q. Le filtrat du filtre Q (124,5 litres) passe dans le tuyau 62, 82,5 litres allant au système des grosses particules de son H et 42 litres se rendant par le tuyau 63 à la zone à amidon de la turbine P, ce qui, avec les 93 litres d'eau fraîche introduits dans la turbine, introduit un volume total de 135 litres dans cette turbine.
L'eau éliminée par le déshydrateur L, dont elle s'échappe par le courant y, représente un volume de 193,5 litres,dont 142,5 litres passent au laveur de germes D et 51 litres se rendent par le tuyau 65 au système H des grosses particules de son.
D'autres modes de réalisation sont faciles à concevoir pour l'homme du métier ainsi qu'un grand nombre de
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modifications rentrant dans le cadre de cette invention.