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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.
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