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Procédé pour l'extraction du sirop et le traitement des betteraves à sucre.
Pour l'extraction du sirop des betteraves à sucre on a em- ployé jusqu'à présent trois procédés différents savoir : 1) le procédé par diffusion. Une installation de diffusion comporte normalement 8-16 récipients, dans lesquels les betteraves coupées sont introduites. Pour l'extraction on utilise de l'eau, qui est introduite d'abord dans le récipient contenant les rognu- res, pour lesquelles l'extraction est la plus avancée et qui en. suite traverse tous les récipients l'un derrière l'autre. Des é- léments chauffants sont intercalés entre les récipients en vue de maintenir une température d'extraction de 75-80 C. La diffusion est effectuée en contre-courant aux rognures.
Sa durée est de 60-100 minutes environ, suivant la qualité des rognures, la cons- truction des récipients et la récupération des eaux résiduaires.
Le sirop brut extrait a normalement une densité de 13-15 Bx. envi- ron. Pour ce processus on a. besoin de 220-250 d'eau et il reste
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environ 150% d'eau de rognures qui, si possible, doit être ramenée dans le processus, parce que c'est de préférence cette eau de ro- gnures, contenant environ 0,15-0,25% de sucre et de fine pulpe, qui souille les cours d'eau. Il est connu que la ramenée de ces eaux de rognures provoque des difficultés, car celles-ci étant acides, attaquent rapidement les éléments métalliques des diffu- seurs, des dispositifs de transport et des presses à rognures.
Après extraction les rognures sont agglomérées dans les presses environ 18% de matière sèche et séchées . l'aide des gaz de combus- tion. Il faut en extraire environ 30-32% d'eau, calculée par rap- port aux betteraves.
2) Le deuxième procédé consiste en une élimination par lavage du sirop des rognures de betteraves. Avant que cette élimination puisse avoir lieu il est nécessaire de faire éclater par échauffe- ment les parois solides des rognures. Les rognures sont échauffées à environ 9000,ou 'bien à la vapeur dans la machine à rognures sui- vant système Bosse ou au moyen de sirop chaud. Les rognures chauf- fées arrivent dans l'appareil de lavage, normalement d'une Ion- gueur de 20 à 26 m. et subdivisé en un grand nombre de chambres-, L'eau traverse l'auge en contre-courant par rapport aux rognures et s'enrichit toujours davantage en sucre.
L'auge est très encom- brante et est munie d'un agitateur solide à palettes. Le sirop ex- trait est d'une densité d'environ 12-13 Bx. Les rognures lavées sont également agglomérées dans des presses à vis jusqu'à 18% de matière sèche environ et séchées dans des séchoirs. Dans ce pro- cédé également l'eau des rognures agglomérées est acide et il faut chasser dans le séchoir, comme dans le procédé par diffusion 30-32 d'eau calculée par rapport aux betteraves.
3) Suivant le troisième procédé à pression il est seulement possible d'obtenir soi-disant des rognures à sucre, c'est-à-dire 3% de sucre environ restant dans les rognures. Les eaux résiduai- res sont bien éliminées, par contre il faut évaporer dans le sé-
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choir des rognures agglomérées environ 24% d'eau calculée par rap- port aux betteraves, étant donné qu'il est impossible dans les presses à vis usuellement employées d'agglomérer les rognures au delà de 21% environ de matière sèche,
Dans la réalisation des procédés précités on a employé des presses , rognures d'une construction connue depuis longtemps, dans lesquelles la masse des rognures se déplace le long. de tamis.
On connaît encore des presses à rognures, dans lesquelles il est prévu un tamis disposé transverselement au sens du mouvement de la masse des rognures, celles-ci se déplaçant en outre et en même temps le long de tamis disposés latéralement. Ces presses ne peu- vent pas agir en même temps comme filtres,
Le procédé suivant l'invention se sert pour l'extraction du sirop des betteraves de presses filtrantes pleinement automatiques.
dans lesquelles l'effet d'une presse filtrante ordinaire à chambres est combiné à celui d'une presse hydraulique, en utilisans de pré- férence des formes d'exécution de presses filtrantes, dans lesquel- les la pression maximum, aussi bien pour la préfiltration que pour la pression hydraulique subséquente, peut être maintenue efficace à volonté.
Dans une forme d'exécution connue de telles presses filtrantes pleinement automatiques, notamment dans les presses filtrantes dites %système Hoffmann", il est en l'espèce possible d'agglomérer des fruits coupés en morceaux jusqu'à 57% de matière sèche avec une pression d'environ 40 atm. Pour ces raisons les presses filtrantes du système Hoffmann, dans lesquelles au début de la préfiltration le piston se trouve au niveau du bord du cy- lindre et est maintenu sous une contre pression correspondante au moyen d'un cylindre auxiliaire, le gâteau étant chassé après l'ou- verture du couvercle au moyen dudit cylindre auxiliaire, convien- nent donc par exemple pour le procédé suivant l'invention.
Or, les parois des cellules des betteraves étant si dures qu'elles ne peuvent être déchirées même en présence de pressions très fortes,
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on fait éclater les rognures de betteraves avant l'agglomération au moyen d'un échauffement à environ 9000* L'échauffement peut avoir lieu ou bien par la vapeur dans la machine à couper les ro- gnures, par des gaz chauds ou par du sirop chaud. Dans ce dernier cas la densité du sirop presse est plus grande. Par un seul pres- surage il est possible de récupérer plus de 90% du sucre des ro- gnures de betteraves, respectivement ces dernières peuvent être pressurées jusqu'à environ 1,5% de leur sucre, calculé par rapport aux betteraves. Le sirop pressuré a une densité d'environ 21 Bx.
Si la betterave est composée par exemple de 18% de sucre, 25% de .matière sèche., 4,7% de pulpe et 75% d'eau, alors elle a une teneur en sirop de 95,3%. Ces rognures de betteraves pressurées jusqu'à 50% de substance sèche, donnent dans les rognures pressurées une teneur en sirop de 63,5% environ et une teneur en pulpe de 36,5, environ, ce qui correspond environ à 12,8% de pressurés, calculés par rapport aux betteraves. La quantité pressurée de sirop est de 87,2% calculée par rapport aux betteraves avec une densité d'en- viron 21 Bx.
Pour sécher les pressurés jusqu'à 92% de matière sè- che, il suffit d'éliminer 5,8% d'eau dans le séchoir- Il est à remarquer que dans ce cas les rognures sont échaudées uniquement avec du sirop brut chaud ou bien avec des gaz chauds et du sirop brut chaud. Si elles sont échaudées à la vapeur, alors le sirop est dilué jusque 19,3% Bx, environ par la vapeur condensée. La quantité du sirop pressuré s'élève à environ 105% et la quantité des pressurés à environ 923 calculée par rapport aux betteraves.
En vue d'obtenir des rognures sèches il faut éliminer à peu près 6,6% d'eau, calculée par rapport aux betteraves, des rognures pres- surées. Il reste dans le= pressura environ 1.3% de sucre, cal- culé par rapport aux betteraves. Dans ce cas également les calculs sont basée sur des betteraves avec 18% de sucre.
Afin de réduire dans les rognures coupées des betteraves la teneur en sucre jusqu'à 0,6%. calculée par rapport aux betteraves,
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les rognures échaudées doivent être pressurées deux fois. De la première presse les rognures entrent dans une cuve à brassage, où elles sont brassées avec environ 25 kg. d'eau pour 100 kg. de bet- teraves, pour être ensuite pressurées une seconde fois dans une autres presse filtrante.
La quantité totale de sirop pressuré, c'est-à-dire le sirop I et II, atteint en se basant de nouveau sur les circonstances précitées, environ 114%, calculés par rapport aux betteraves avec une densité d'environ 17 Bx. Conne pressurés de la phase 11 on obtient à peu près 11,3%, calculés par rapport aux betteraves et la teneur en eau à éliminer dans le séchoir est d'en- viron 5,3% pax rapport aux betteraves.
Le procédé permet également d'obtenir des rognures 4 plus for- te teneur en sucre,, par exemple les "rognures à sucre* avec une te- neur en sucre d'environ 30%. La teneur en sucre dans ce cas est essentiellement obtenue par une réduction de la pression de pres- surage.
Les rognures pressurées dans la presse hydraulique , piston en forme de plaques agglomérées (gâteaux), peuvent être amenées immédiatement au séchage effectué à, vide au moyen de vapeur.
Le dessin annexa représente le procédé schématiquement.
De la machine a à couper les rognures celles-ci tombent dans la cuve à brassage b, où elles sont brassées et chauffées au moyen de sirop brut et de sirop pressuré chaud,,:., - provenant du deuxième groupe de presses filtrantes, 1..Afin d'obtenir la température de brassage d'environ 90 , il est intercalé dans le premier comparti- ment de la cuve à brassage une pompe c, faisant circuler le sirop à travers un réchauffeur d. Si les rognures sont chauffées par la, vapeur dans la.machine à rognures, alors le réchauffeur est sup.n primé. Une pompe refoule les rognures brassées dans la presse ,filtrante automatique f, dans laquelle les rognures sont pressurées à une pression de 40 atm. environ.
Le sirop pressuré s'écoule vers une pompe qui le refoule à travers un réchauffeur h. Une partie
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du sirop pressuré s'écoule vers la clarification, dans le présent exemple il s'agit à peu près de 114% calculés par rapport aux bet- teraves. l'autre partie est utilisée pour le brassage des rognu- res fraîches, en vue de maintenir la matière dans un état permettant de la déplacer par pompe,
Les rognures pressurées tombent de la presse filtrante 1 dans la cuve à brassage 1 dans laquelle il est ajouté de l'eau à une proportion telle que la désucration des rognures puisse être effec- tuée jusqu'au degré voulu.
L'exemple a mentionné 25 kg, calculés par rapport aux betteraves, Une pompe k refoule la matière bras- sée dans la seconde presse filtrante.1, Le sirop pressuré s'écou- le dans la cuve à brassage b, tandis que les rognures pressurées sont amenées au séchage. Il est avantageux de subdiviser les cuves à brassage en 2 à 3 compartiments séparée par des cloisons m. Des transbordeurs ramènent les rognures dans les compartiments de départ tandis que le sirop s'écoule par dessus les bords des séparations.
De cette manière il est empêché que trop de sirop ne s'écoule.
Les avantages du présent procédé de pressurage par rapport aux procédés d'extraction de sirop connus jusque ce jour sont les suivants :
1) des sirops d'une densité supérieure, d'où. une extraction réduite de sirop et une consommation plus faible de vapeur;
2) par suite d'un travail plus rapide on obtient des sirops plus purs et de meilleure qualité ; sirops sont filtrés par les presses filtrantes;
3) suppression des eaux résiduaires;
4) suppression des presses à rognures et des réservoirs à pulpe ;
5) Economie de charbon au séchage, la quantité d'eau à élimi- ner des rognures n'étant que 1/5 des quantités nécessaires dans les autres procédés.
Les gâteaux de rognures sortant des presses peu- vent éventuellement être séchés,, sans être réduits en morceaux,
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d'où économie de matières d'emballage. En outre, le séchage peut être effectué à l'aide de vapeur ou d'air chaud, de sorte que des incendies à l'intérieur des séchoirs soient impossibles,
Résumé.
En résumé l'invention concerne :
1) Procédé pour l'extraction du sirop des betteraves à sucre, caractérisé en ce que les rognures sont échaudées d'une manière connue en soi et ensuite pressurées dans des presses hydrauliques à piston à fonctionnement automatique, agissant simultanément comme filtres, sous des fortes pressions en un produit d'une siccité très élevée.
2) Procédé selon 1, caractérisé en ce qu'il est fait usage de presses filtrantes automatiques à pistons, dans lesquelles le fonc- tionnement d'une presse filtrante ordinaire à chambres est combiné à celui d'une presse hydraulique, la pression maximum aussi bien pour la préfiltration que pour la pression hydraulique subséquente peut être maintenue efficace à volonté,
3) Procédé pour l'extraction du sirop des betteraves à sucre selon 2, caractérisé en ce qu'il est fait usage de presses filtran- tes hydrauliques à fonctionnement automatique (presses à piston) système "Hoffmann",
4) Procédé pour l'extraction du sirop des betteraves à sucre selon 1 et 2, caractérisé en ce que le sirop filtré dans les pres- ses est utilisé en partie au brassage des rognures fraîches.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Process for the extraction of syrup and the processing of sugar beets.
For the extraction of syrup from sugar beets, three different processes have hitherto been employed, namely: 1) the diffusion process. A diffusion installation normally has 8-16 containers, into which the cut beets are introduced. For the extraction, water is used, which is first introduced into the container containing the trimmings, for which the extraction is most advanced and which in. suite passes through all the containers one behind the other. Heating elements are interposed between the receptacles in order to maintain an extraction temperature of 75-80 C. Diffusion is carried out in counter-current to the clippings.
Its duration is approximately 60-100 minutes, depending on the quality of the trimmings, the construction of the containers and the recovery of waste water.
The raw syrup extracted normally has a density of 13-15 Bx. about. For this process we have. need 220-250 water and it remains
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about 150% chipping water which, if possible, should be fed back into the process, because it is preferably this chipping water, containing about 0.15-0.25% sugar and fine pulp , which pollutes waterways. It is known that the return of this trimming water causes difficulties, because the latter being acidic, rapidly attacks the metallic elements of diffusers, transport devices and trimming presses.
After extraction, the clippings are agglomerated in the presses about 18% of dry matter and dried. using combustion gases. About 30-32% water should be extracted, calculated in relation to the beets.
2) The second process consists of removing the syrup from the beet clippings by washing. Before this removal can take place, it is necessary to break up the solid walls of the clippings by heating. The trimmings are heated to about 9000, either by steaming in the trimmer machine according to the Bosse system or by means of hot syrup. The heated clippings enter the washing machine, normally 20 to 26 m long. and subdivided into a large number of chambers, The water crosses the trough in counter-current to the clippings and is always enriched more in sugar.
The trough is very bulky and is fitted with a sturdy paddle stirrer. The extracted syrup has a density of about 12-13 Bx. The washed clippings are also agglomerated in screw presses to about 18% dry matter and dried in dryers. Also in this process the water from the agglomerated clippings is acidic and has to be flushed out in the dryer, as in the process by diffusion of 30-32 water calculated with respect to the beets.
3) According to the third pressure process it is only possible to obtain so-called sugar clippings, that is to say approximately 3% of sugar remaining in the clippings. Residual water is well removed, on the other hand it is necessary to evaporate in the
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drop the clippings agglomerated about 24% water calculated with respect to beets, given that it is impossible in the screw presses usually used to agglomerate the clippings beyond about 21% of dry matter,
In carrying out the aforementioned methods, presses, trimmings of a long-known construction have been employed in which the mass of the trimmings moves along. sieve.
Trimming presses are also known, in which there is provided a sieve arranged transversely in the direction of movement of the mass of the trimmings, the latter also moving and at the same time along sieves arranged laterally. These presses cannot act as filters at the same time,
The process according to the invention is used for the extraction of syrup from beets in fully automatic filter presses.
in which the effect of an ordinary chamber filter press is combined with that of a hydraulic press, preferably using embodiments of filter presses, in which the maximum pressure, both for the pre-filtration than for subsequent hydraulic pressure, can be kept efficient at will.
In a known embodiment of such fully automatic filter presses, in particular in so-called% Hoffmann "system filter presses, it is in this case possible to agglomerate fruits cut into pieces up to 57% dry matter with a pressure of about 40 atm. For these reasons the filter presses of the Hoffmann system, in which at the start of the pre-filtration the piston is at the edge of the cylinder and is maintained under a corresponding back pressure by means of a cylinder auxiliary, the cake being driven out after opening of the cover by means of said auxiliary cylinder, are therefore suitable for example for the process according to the invention.
However, the cell walls of beets are so hard that they cannot be torn even in the presence of very strong pressures,
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the beet chippings are popped before agglomeration by heating to around 9000 * Heating can take place either by steam in the chopping machine, by hot gases or by syrup hot. In the latter case, the density of the pressed syrup is greater. By a single pressing it is possible to recover more than 90% of the sugar from the beetroots, respectively the latter can be pressed up to about 1.5% of their sugar, calculated in relation to the beets. The pressed syrup has a density of about 21 Bx.
If the beet is composed, for example, of 18% sugar, 25% dry matter, 4.7% pulp and 75% water, then it has a syrup content of 95.3%. These beet clippings, pressed up to 50% dry substance, give in the pressed clippings a syrup content of approximately 63.5% and a pulp content of approximately 36.5, which corresponds to approximately 12.8%. of pressed, calculated in relation to beets. The pressed quantity of syrup is 87.2% calculated on the basis of beets with a density of about 21 Bx.
To dry the pressed ones up to 92% of dry matter, it suffices to remove 5.8% of water in the dryer. Note that in this case the trimmings are scalded only with hot raw syrup or well with hot gases and hot raw syrup. If they are scalded with steam, then the syrup is diluted to about 19.3% Bx, by the condensed steam. The amount of the pressed syrup is approximately 105% and the amount of the pressed approximately 923 calculated with respect to the beets.
In order to obtain dry chippings, approximately 6.6% of water, calculated with respect to beets, has to be removed from the pressed chippings. About 1.3% sugar remains in the = pressura, calculated in relation to the beets. Also in this case the calculations are based on beets with 18% sugar.
In order to reduce the sugar content in the beet cuttings down to 0.6%. calculated in relation to beets,
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scalded clippings should be squeezed twice. From the first press the clippings enter a brewing kettle, where they are brewed with about 25 kg. of water per 100 kg. of beetroot, to then be pressed a second time in another filter press.
The total amount of pressed syrup, i.e. syrup I and II, reached based again on the above circumstances, about 114%, calculated with respect to beets with a density of about 17 Bx. When pressed from phase 11, approximately 11.3% is obtained, calculated with respect to beets and the water content to be removed in the dryer is approximately 5.3% pax compared to beets.
The process also results in higher sugar content of clippings, eg "sugar clippings" with a sugar content of about 30%. The sugar content in this case is essentially obtained. by reducing the pressing pressure.
The clippings pressed in the hydraulic press, piston in the form of agglomerated plates (cakes), can be brought immediately to the drying carried out at, vacuum by means of steam.
The accompanying drawing shows the process schematically.
From the machine a to cut the trimmings these fall into the brewing kettle b, where they are brewed and heated by means of raw syrup and hot pressed syrup ,,:., - from the second group of filter presses, 1 ..In order to obtain the brewing temperature of around 90, a pump c is inserted in the first compartment of the brewing kettle, circulating the syrup through a heater d. If the trimmings are heated by steam in the trimmer machine, then the heater is awarded. A pump delivers the trimmings stirred into the automatic filter press f, in which the trimmings are pressed at a pressure of 40 atm. about.
The pressed syrup flows to a pump which delivers it through a heater h. A part
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of the pressed syrup flows to the clarification, in this example it is about 114% calculated with respect to the beetroots. the other part is used for stirring the fresh trimmings, with a view to maintaining the material in a state allowing it to be pumped,
The squeezed clippings fall from the filter press 1 into the mash kettle 1 in which water is added in such a proportion that desucration of the clippings can be carried out to the desired degree.
The example mentioned 25 kg, calculated in relation to beets, A pump k delivers the brazed material to the second filter press. 1, The pressed syrup flows into the brewing kettle b, while the clippings pressed are brought to drying. It is advantageous to subdivide the brewing tanks into 2 to 3 compartments separated by partitions m. Conveyors bring the trimmings back to the starting compartments while the syrup flows over the edges of the separations.
In this way, too much syrup is prevented from flowing out.
The advantages of the present pressing process compared to the syrup extraction processes known to date are as follows:
1) syrups of a higher density, hence. reduced syrup extraction and lower steam consumption;
2) as a result of faster processing, purer and better quality syrups are obtained; syrups are filtered by filter presses;
3) elimination of waste water;
4) elimination of trimming presses and pulp tanks;
5) Saving of charcoal during drying, the quantity of water to be removed from the clippings being only 1/5 of the quantities required in the other processes.
The cuttings cakes coming out of the presses can optionally be dried, without being reduced to pieces,
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hence savings in packaging materials. In addition, drying can be carried out using steam or hot air, so that fires inside the dryers are impossible,
Summary.
In summary, the invention relates to:
1) Process for the extraction of syrup from sugar beets, characterized in that the clippings are scalded in a manner known per se and then pressed in hydraulic piston presses with automatic operation, simultaneously acting as filters, under strong pressures to a product of very high dryness.
2) Method according to 1, characterized in that use is made of automatic piston filter presses, in which the operation of an ordinary chamber filter press is combined with that of a hydraulic press, also the maximum pressure. both for the pre-filtration and for the subsequent hydraulic pressure can be kept efficient at will,
3) Process for the extraction of syrup from sugar beets according to 2, characterized in that use is made of automatically functioning hydraulic filter presses (piston presses) "Hoffmann" system,
4) Process for extracting syrup from sugar beets according to 1 and 2, characterized in that the syrup filtered in the presses is used in part for the mixing of the fresh clippings.
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