~ S~3 Pi~OCEDE ET DISPOSITIF DE CRISTALLISATION EN CONTINU
D'UNE MASSE CUITE
. _ La présente invention concerne un procédé et un dispositif de malaxage en continu d'une masse cuite obtenue notamment lors de la fabrication du sucre, étant entendu que par "sucre" on entend "saccharose" .
Les procédés d'extraction du sucre font, en général, appel à deux types d'usines: des usines de fabrication proprement dites (sucre-ries) et des usines de post-traitement ( raffineries) dans lesquelles ies sucres sont affinés, filtrés, cristallisés et façonnés.
Les sucreries ont des équipements adaptés à la matière première utilisée qui est la betterave ou la canne. Ainsi, les sucreries ont un équipement spécifique alors que les raffineries traitent des sucres bruts qu'ils soient de canne ou de betterave.
Lorsque la matière première est la betterave on utilise un procédé de diffusion pour obtenir un jus qui aura recueilli le sucre contenu dans les betteraves préalablement découpées en fines lanières ou cossettes .
De manière schématique, les diffuseurs sont des appareils dans les-quels on fait circuler de l'eau à contre-courant. Les jus obtenus 25 contiennent environ 11 à 12 % d'impuretés rapportés aux matières sèches .
Un traitement à la chaux suivi d'une carbonatation et d!une sépara-tion par filtration ou par décantation permet une épuration satisfai-sante des non-sucres organiques.
Lorsque la matière première est la canne, on opère par broyage et pression dans des "moulins" pour extraire le jus, rarement par diffusion. Ne contenant pas les mêmes impuretés que le jus de bet-terave, le jus de canne subit une épuration différente et l'étape de carbonatation est supprimée.
Z~S803 Par contre, pour ce qui concerne les étapes de concentration et de cristal!isation, les opérations nécessaires sont comparables dans les deux types de sucrerie.
La présente invention concerne plus particulièrement les étapes per-mettant de cristalliser le sucre et s applique à tous les jus sucrés quelle que soit la matière première utilisée.
La cristallisation en sucrerie (de canne ou de betterave~ et en raffi-nerie (de canne ou de betterave) a pour but d extraire sous forme cristallisée, avec un rendement aussi élevé que possible, le sucre dissous dans le sirop et de le séparer ainsi des impuretés solubles qui l accompagnent.
La vitesse de cristallisation dépend principalement des paramètres liés suivants : sursaturation, viscosité, température, agitation in-terne, pureté et pH.
Le brevet fransais n 1528738 décrit un procédé de cristallisation de sirop de sucrerie selon lequel on introduit dans une chaudière à
cuire des jus sucrés concentrés où une fraction du sucre est cristal-lisée. La masse cuite obtenue est malaxée pendant un certain temps à
une température élevée puis tamisée dans une essoreuse centrifuge où les cristaux sont séparés de l égout. L égout mère est ensuite mélangé à des cristaux puis subit un second malaxage afin de pro-voquer la cristallisation du sucre contenu dans ledit égout.
Dans ce procédé, le fait d opérer à température élevée, ce qui est nécessaire compte-tenu de ses caractéristiques, ne permet pas d at-teindre un degré de cristaliisation suffisamment élevé. Par ailleurs, 30 la consommation d énergie est importante.
Le brevet français n 2064277 décrit un procédé d obtention decristaux en continu selon lequel un sirop de sucre, en présence de germes cristallins, prealablement ajoutés, est concentré sous vide 35 dans un cristalliseur présentant plusieurs compartiments successifs.
S~)3 Ce procédé nécessite une température relativement élevée, ce qui d'une part, accroit la dépense énergétique, et d'autre part, diminue le rendement de cristallisation.
Le procédé de cristallisation selon l'invention permet d'obtenir dès la fin du malaxage de la masse cuite une quantité de sucre cristallisé beaucoup plus importante que lors de la mise en oeuvre des procédés connus à ce jour.
En effet, le procédé vise à abaisser au maximum la tem-pérature de la masse cuite pour augmenter la cristalli-sation.
Il consiste à faire subir à un sirop de sucre une cuite continue ou discontinue de façon à obtenir une masse cuite, à soumettre la masse cuite à une ou plusieurs étapes de malaxage continu sous vide, à séparer ensui-te les cristaux de l'eau mère du jet de cristallisa-tion considéré, notamment par turbinage, et est carac-térisé en ce qu'une partie au moins de l'eau mère est recyclée au niveau de la ou des étapes du malaxage sous vide.
L'invention a également pour objet un dispositif de malaxage d'une masse cuite, constitué d'un ou plusieurs malaxeurs comportant des moyens d'entrée et de sortie de la masse cuite, au moins une prise de vide, et un moyen d'entrée de l~eau mère relié à une sortie de l'égout d'essorage d'un dispositif d'essorage~ Le dis-positif de malaxage selon l'invention est caractérisé
en ce que la sortie de la masse cuite et le moyen d'entrée d'eau mère sont reliés respectivement à l'en-trée de la masse cuite et une sortie d'eau mère du meme dispositif d'essorage.
De préférence, seule la partie dite "égout pauvre" est recyclée lors des étapes de malaxage sous vide. La partie dite "égout riche" est reinjectée par exemple au niveau de la cuite.
Les termes "égouts pauvre et riche" sont définis selon ~.2~ 3 J. DUBOURG Sucreries de betteraves 1952.
De préférence encore, la partie recyclée de l'eau mère est réchauffée et désémulsionnée avant ledit recyclage.
sien que la viscosité de la masse cuite augmente, l'a-baissement de température est rendu possible par llauto-évaporation sous vide, en régime continu, de l'eau con-tenue dans la masse cuite et par le recyclage de tout ou partie de l'eau mère, ce qui provoque ainsi une agitation violente et permanente.
Cette agitation est d'autant plus efficace qu'elle s~effectue d'une manière régulière sur une épaisseur faible et uniforme de la-masse cuite.
I~ est avantageux que le malaxage continu sous vide comporte plusieurs étapes successives. Dans le cas de deux étapes, la première est conduite sous un vide compris entre 82,6 kPa et 88,0 kPa, la seconde sous un vide compris entre 88,0 kPa et 96,0 kPa~
La masse cuite doit présenter une température initiale d'environ 80C et voir, à l'issue du malaxage continu sous vide, sa température abaissée à une valeur com-prise entre 40C et 50C.
La masse cuite cristallisée est ensuite essorée (turbi-nage) : les cristaux sont séparés de l'eau mère et l'égout pauvre du jet de cristallisation consideré est recyclé, en grande partie, au niveau du ou des mala-xeurs continus sous vide. Les égouts pauvres recyclés maintiennent une fluidité suffisante pour que la masse cuite ne se fige pas et que la mobilité des cristaux permette leur mouvement.
De préférence, les moyens d'entrée de l'égout pauvre sont constitués d'une ou plusieurs tubulures situées dans la partie inférieure du cylindre. De préférence, ces tubulures arrivent tangentiellement au cylindre.
De préférence, leur nombre est compris entre deux et dix.
Le procédé et le dispositif selon l'invention seront 8~)3 4a mieux compris grace à la description des figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, et grace à un exemple de réalisation.
La Figure 1 présente un flow-sheet d'une variante du procédé selon laquelle, après une cuite continue, le malaxage continu sous vide est conduit dans un appa-reillage constitué d'un seul malaxeur.
La Figure 2 présente un flow-sheet d'une variante pré-férée du procédé selon laquelle, après une cuite con-tinue, le malaxage continu sous vide est conduit dans un appareillage constitué de deux malaxeurs distincts.
La Figure 3 présente le dispositif pour mettre en oeu-vre le procédé illustré à la figure 1.
58~3 La Figure 4 présente le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé
illustré à la figure 2.
La Figure 5 est une vue transversale en coupe brisée à plan paral-lèle d'un malaxeur sous vide illustré à la figure 4.
La Figure 6 est une vue de profil selon A.A du même malaxeur.
Selon les figures 1, 2, 3, 4, une fraction la, 21a du sirop de sucre 1, 21 est dirigée vers un appareil vertical 2, 22 pour réaliser le pied de cuite. I l présente un volume de 300 h. I. et comporte un faisceau, aux tubes supportés par deux plaques de forme tronco-nique, en pente vers le puits central équipé d'une hélice d'agitation.
Les pieds cie cuite 3, 23 de l'appareil vertical 2, 22 alimentent le malaxeur à magma 4, 24.
Le malaxeur à magma est une capacité horizontale cylindrique entièrement fermée, munie d'un agitateur constitué d'une hélice supportée par un arbre longitudinal tournant à 1 tour/mn et équipée d'une double enveloppe à circulation d'eau chaude à 301~ permettant de thermostater l'ensemble: ce malaxeur à magma a seulement un rôle de stockage-tampon.
Le magma 5, 25 venant du malaxeur 4, 24 et la fraction 1 b, 21 b du sirop de sucre alimentent i'appareil à cuite continue 6, 26.
L'appareii à cuite continue 6, 26 est composé d'une cuve horizontale cylindrique, en acier, à l'intérieur de laquelle le chauffage est assuré par un faisceau de tubes longitudinaux en acier inoxydable, 3~ disposés en nappes. La partie inférieure de la cuve est pourvue d'une double enveloppe dans laquelle circulent les buées qui ne sont pas condensées dans le faisceau.
Un certain d~bit de vapeur est injecté à la partie in~érieure de l'ap-pareil à cuire pour assurer l'agitation de la masse cuite.
L'appareil est divisé en compartiments par des cloisons transversales et une cloison longitudinale a la base desquelles un orifice permet la progression de la masse cuite. Le premier compartiment est alimenté
~2~5~303 par le magma, les suivants par la masse cuite provenant du compar-timent précédent.
Chaque compartiment est également pourvu d'une alimentation en sirop 1 b, 21 b qui arrose par tubes tournants les parois émergeant de la masse cuite.
La masse cuite parvenant au dernier compartiment est extraite à sa base par une pompe à vitesse variable.
La circulation et le débit des fluides dans l'appareil sont contrôlés par des chalnes de régulation de vide, des pressions de vapeur, 10 d'agitation, de densité et de niveau de masse cuite.
A titre d'indication, ies caractéristiques principales d'un appareil à
cuite continue (construction Fives-Cail-Babcock) sont les suivantes:
Longueur hors tout :9, m i ongueur intérieure :7,1i m Lar~3eur hors tout :3,5 m Hauteur hors tout :4,1 m Diamètre intérieur de la virole : 3,1 m Volume occupé par la masse cuite : 32 m3 Surface de chauffe totale : 324 m2 Tubes inox, iongueur : 7, S m Nombre total de tubes : 464 Timbre du faisceau : 2 bars Poids à vide : 32 Tonnes Poids en marche : 77 Tonnes Nombre de compartiments : 10 Les conditions de fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus sont les suivantes:
Magma du pied de cuite 3, 23:
Brix : 86 - 88 Pureté : 99, 0 - 99, S
Débit : 6 à 7 tonnes/heure Teneur en cristaux : 30 à 40 %
Ouverture Moyenne des cristaux : 0, 20 à 0, 25 mm Liqueur d'alimentation 1b, 21b:
Brix : 68 - 70 Pureté : 99,0 - 99,5 Débit : 26 à 30 tonnes/heure ~P5~3 Masse cuite 7, 27 :
Brix :90 ~ 91 Pureté :99,0 ~ 99,5 Débit :26 à 30 tonnes/heure Teneur en cristaux :50 à 55 %
Ouverture Moyenne des cristaux:0,5 à 0,6 mm (Le Brix étant défini comme la valeur du rapport poids de matières sèches/poids total du sirop).
La masse cuite 7, 27 est dirigée vers un dispositif de malaxage continu sous vide 8, 28.
Selon une variante de l'invention - Figures 1 et 3 -, ce dispositif est constitué d'un malaxeur 8 comprenant une enveloppe horizontale 9 hermétique, calorifugée, munie d'un arbre longitudinal 10 supportant une hélice 11 et séparée en deux compartiments 12, 13, par une paroi étanche 14, laquelle est équipée dans la partie basse d'un orifice 15 permettant le transfert de la masse cuite d'un compartiment d'entrée au compartiment de sortie, chaque compartiment étant pourvu d'une tubu-lure 35 permettant une liaison avec un source de vide.
Le compartiment d'entrée et le compartiment de sortie sont respectivement pourvus de tubulures d'entrée 16a et de sortie 16b de la masse cuite, ces tubulures étant de aible section et situées dans la partie basse de chaque compartiment.
A titre d'exemple le premier compartiment est soumis à un vide de 82,2 kPa, le second à un vide de 89,4 kPa~
L'arrivée et le départ de la masse cuite se font par la partie basse du malaxeur à l~aide, respectivement, d'une pompe volumétrique à vitesse variable - qui peut être la pompe d'extraction de la cuite continue 6 - et d'une pompe volumétrique à vitesse variable d'extraction.
Au fur et à musure du grossissement des cristaux, la EluidiEication de la masse cuite est réalisée avec l'égout pauvre 18 obtenu lors de l~essorage de la masse cuite cristallisée (étape de centrifugation 40 permet-tant d'isoler le sucre cristallisé 41).
-`` ~L2~ 03 Cet égout pauvre arrive dans le bas de chacun des compartiments 12, 13 par trois tubulures tangentielles 19 dont les débits sont régulés .
Selon une variante préférée de l'invention - Figures 2, 4, 5, 6 - les deux étapes successives de malaxage sont conduites dans deux malaxeurs continus 28, 29 sous vide, à un seul compartiment, et montés en série.
10 La masse cuite cristallisée 27 sortant du premier malaxeur continu sous vide 28 est dirigée sur le second malaxeur 29.
Chaque malaxeur 28, 29 est constitué d'un cylindre hori70ntal 30 muni d'un mouvement intérieur de faible puissance, raclant les parois 15 et empêchant ainsi les concrétions de sucre. I l comporte également des tubulures d'entrée 31a et de sortie 31b de la masse cuite, de faible section et situées dans sa partie inférieure. Le niveau de masse cuite est maintenu sensiblement dans le plan diamétral, de facon à présenter le maximum de surface à l'évaporation.
20 La partie dite "égouts pauvres" 39, issue de la masse cuite après essorage 40, préalablement réchauffée 112 et désémulsionnée ~3, est injectée 211a, 211b, dans les malaxeurs 28, 29 en quatre points par des arrivées horizontales 32 réparties selon la génératrice inférieure 33. La partie dite "égout riche" 44 est recyclée avec la fraction 21 b.
Chaque malaxeur 28, 29, constitue un étage mis sous un vide déter-miné, lequel correspond à la température de masse cuite recherchée.
La progression du vide par étage permet d'abaisser la limite infé-rieure de tempéra-ture tout en évitant la formation spontanée de "faux-grains" .
30 L'ensemble est alimenté en continu par une pompe volumétrique 34 à
vitesse variable à partir de la sortie d'une cuite continue ou d'un malaxeur de coulée d'une cuite discontinue.
Chaque étage est raccordé 35 à une centrale de vide profond 37, le vide étant réglé au moyen d'une vanne automatique 36.
~S803 Après un temps de séjour de 90 minutes, la masse cuite refroidie est extraite en continu par une p~mpe volu-métrique 38 à vitesse variable.
Les vitesses des pompes à masse cuite sont ~ilotées par des régulateurs de niveau.
Les vides sont régulés par des vannes automatiques sur consignes affichées.
Le débit d'introduction d'égout sur chaque étage est réglé proportionnellement au débit de masse cuite et corrigé sur le dernier étage en fonction du Brix de sortie.
Exemple 1 :
Les caractéristiques d'un dispositif de malaxage con-tinu sous vide formé de deux malaxeurs continus sous vide distincts sont les suivantes :
Dimensionnement des malaxeurs Premier Second 20 Longueur hors tout 7,25 m 8,04 m Longueur intérieure 5,95 m 6,15 m Hauteur hors tout 3,0 m 4,65 m Diamètre intérieur de la virole 2,4 m 2,90 m Volume total 250 hl 373 hl Volume utile 160 hl 200 hl Poids à vide ~,3 t 12,9 t Puissance du moteur du mouvement 2,2 kW 4 kW
Station de vide : 3 Pompe à vide de 1000 m /h sous 96,0 kPa, avec une puissance installée de 40 kW.
Conditions de fonctionnement sur un premier jet de raffiné :
Vide :
.
Premier étage : 85,3 kpa Deuxième étage : 95,3 l~a Températures de la masse cuite :
entrée premier étage : 82DC
sortie premier étage : 60C
sortie deuxième étage : 40C
,~
Caractéristiques de la masse cui te entrante:
Brix : 90,72 Debit : 16,23 Tonnes/heure Cristaux : 48,68 %/masse cuite 53,66 ~/matières sèches Caractéristiques de la masse cuite sortante:
Brix : 86,76 Débit : 26,24 Tonnes/heure Cristaux : 49,60 %/masse cuite 57,17 %/matières sèches Débits d'égouts recyclés : 11,0~ Tonnes/heure Dimensions des cristaux:
Entrée ouverturè moyenne : 0,50 mm coefficient de variation : 30 Sortie ouverture moyenne : 0,60 mm coefficient de variation : 27 Poids de cristaux:
Entrée : 7,90 Tonnes/heure Sortie : 13,01 Tonnes/ heure Grossissement : 1,65 Par rapport à un procédé classique comportant des cuites chauffées à
la vapeur, le procédé selon l'invention permet d'économiser environ 60 % de la consommation de vapeur.
Dans l'exemple décrit, on observe un grossissement important des 25 cristaux, dépassant 60 % pour un premier jet de raffiné.
La différence essentielle entre le malaxeur sous vide continu et 30 les autres types de cristalliseur est que le refroidissement ne se fait pas par échange avec un fluide mais par auto-évaporation. La conti-nuit~ de l'opération favorise 1a régularité du produit fini obtenue par le maintien de la valeur de tous les paramètres des cha~nes de régulation .
Le "flash" qui se produit aux arrivées de masse cuite et de l'égout prealablement réchauffé et désémulsionné crée un régime turbulent qui facilite les transferts de matière du fluide vers le cristal. l e fait de réchauffer l'égout - ce qui apporte des calories au système -entratne une cristallisation supplémentaire par auto-évaporati~n de cet égout.
Selon les conditions de fonctionnement de l'installation de malaxage continu sous vide, le coefficient de grossissement des cristaux est compris entre 1,30 et 1,80. Le procédé de cristallisation selon l'in-vention peut être qualifié de "procédé de cristallisation à froid":
il supprime tout phénomène de recoloration de la masse cuite, ré-duisant de ce fait la quantité d'eau nécessaire lors de l'étape de clairsage, opération qui s'accompagne toujours d'une redissolution des cristaux de sucre.
15 Ainsi, le procéde et le dispositif de cristallisation d'un sirop de sucre selon l'inventson permettent de pousser l'extraction à un niveau jamais atteint, quelle que soit la technique utilisée. En outre, ils ajoutent au malaxage tous les avantages d'un travail en continu, à
savoir: régularité de marche - donc meilleure qualité du produit obtenu -, réduction des dimensions du matériel, simplification des chaînes de contrôle et d'automatisation, amélioration très sensible du compte d'exploitation de l'atelier. ~ S ~ 3 Pi ~ OCEDE AND CONTINUOUS CRYSTALLIZATION DEVICE
MASS COOKED
. _ The present invention relates to a method and a device for continuous mixing of a baked mass obtained in particular during the manufacture of sugar, it being understood that by "sugar" is meant "sucrose".
Sugar extraction processes generally involve two types of factories: actual factories (sugar-ries) and post-treatment plants (refineries) in which ies sugars are refined, filtered, crystallized and shaped.
The sugar factories have equipment adapted to the raw material used which is beet or cane. So sweets have a specific equipment while refineries process sugars raw whether from cane or beet.
When the raw material is beet we use a process of diffusion to obtain a juice which will have collected the sugar contained in beets previously cut into thin strips or cossettes.
Schematically, diffusers are devices in the-which we circulate water against the current. The juices obtained 25 contain approximately 11 to 12% of impurities reported to the materials dry.
A lime treatment followed by carbonation and separation tion by filtration or decantation allows a satisfactory purification health of organic non-sugars.
When the raw material is cane, we operate by grinding and pressure in "mills" to extract the juice, rarely by diffusion. Does not contain the same impurities as bet- juice terave, the cane juice undergoes a different purification and the stage of carbonation is removed.
Z ~ S803 However, with regard to the concentration and crystal! isation, the operations required are comparable in two types of candy.
The present invention relates more particularly to the steps per-putting to crystallize sugar and applies to all sugary juices whatever the raw material used.
Crystallization in candy (cane or beet ~ and in refining nerie (cane or beet) aims to extract in the form crystallized, with as high a yield as possible, sugar dissolved in syrup and thus separate it from soluble impurities who accompany him.
The speed of crystallization depends mainly on the parameters related: supersaturation, viscosity, temperature, mixed agitation dull, purity and pH.
French Patent No. 1,528,738 describes a process for crystallizing candy syrup which is introduced into a cook concentrated sweet juices where a fraction of the sugar is crystal-read. The resulting cooked mass is kneaded for a certain time at a high temperature then screened in a centrifugal wringer where the crystals are separated from the sewer. The mother sewer is next mixed with crystals then undergoes a second kneading in order to pro-evoke the crystallization of the sugar contained in said sewer.
In this process, operating at high temperature, which is necessary given its characteristics, does not allow dye a sufficiently high degree of crystallization. Otherwise, 30 energy consumption is important.
French Patent No. 2,064,277 describes a process for obtaining crystals continuously according to which a sugar syrup, in the presence of crystalline germs, previously added, is concentrated under vacuum 35 in a crystallizer having several successive compartments.
S ~) 3 This process requires a relatively high temperature, which on the one hand, increases the energy expenditure, and on the other hand, decreases the crystallization yield.
The crystallization process according to the invention allows to obtain at the end of the kneading of the terracotta a much more granulated sugar that during the implementation of the methods known therein day.
Indeed, the process aims to lower the temperature as much as possible.
temperature of the baked mass to increase the crystalli-station.
It consists in making undergo a sugar syrup a cooked continuous or discontinuous so as to obtain a mass cooked, to subject the cooked mass to one or more continuous mixing steps under vacuum, to be separated then te the mother water crystals of the crystallization jet tion considered, in particular by turbination, and is charac-that at least part of the mother liquor is recycled at the level of the mixing stage (s) under vacuum.
The invention also relates to a device for kneading of a baked mass, consisting of one or more mixers with input and output means terracotta, at least one vacuum, and one mother water inlet means connected to an outlet of the spin drain of a spin device ~ The dis-mixing positive according to the invention is characterized in that the output of the terracotta and the means mother water inlet are connected respectively to the inlet of the cooked mass and an outlet of mother water from the same wringing device.
Preferably, only the part called "poor sewer" is recycled during the vacuum mixing stages. The part called "rich sewer" is reinjected for example at the cooked level.
The terms "poor and rich sewers" are defined according to ~ .2 ~ 3 J. DUBOURG Sugar beets 1952.
More preferably, the recycled part of the mother liquor is reheated and demulsified before said recycling.
as the viscosity of the baked mass increases, the a-temperature drop is made possible by llauto-continuous evaporation of vacuum water under continuous conditions held in the massecuite and by recycling everything or part of the mother liquor, thereby causing violent and permanent agitation.
This agitation is all the more effective as it s ~ is carried out regularly over a thickness weak and uniform of the mass-cooked.
I ~ is advantageous that the continuous mixing under vacuum has several successive stages. In the case of two stages, the first is conducted under vacuum between 82.6 kPa and 88.0 kPa, the second under a vacuum between 88.0 kPa and 96.0 kPa ~
The cooked object must have an initial temperature about 80C and see, after continuous mixing under vacuum, its temperature lowered to a value taken between 40C and 50C.
The crystallized mass is then wrung out (turbi-swimming): the crystals are separated from the mother liquor and the poor sewer of the crystallization jet considered is largely recycled at the level of the patient (s) continuous vacuum dryers. Poor recycled sewers maintain sufficient fluidity for the mass cooked does not freeze and the mobility of the crystals allow their movement.
Preferably, the means of entry of the poor sewer consist of one or more tubes located in the lower part of the cylinder. Preferably, these pipes arrive tangentially to the cylinder.
Preferably, their number is between two and ten.
The method and the device according to the invention will be 8 ~) 3 4a better understood from the description of Figures 1, 2, 3, 4, 5, 6, and thanks to an exemplary embodiment.
Figure 1 presents a flow-sheet of a variant of the process in which, after continuous baking, the continuous mixing under vacuum is carried out in an apparatus reillage consisting of a single mixer.
Figure 2 presents a flow sheet of a pre-of the process according to which, after a cooked continuous, continuous vacuum mixing is carried out in an apparatus consisting of two separate mixers.
Figure 3 shows the device for implementing See the process illustrated in Figure 1.
58 ~ 3 Figure 4 shows the device for implementing the method illustrated in figure 2.
Figure 5 is a broken sectional cross-sectional view lele of a vacuum mixer illustrated in Figure 4.
Figure 6 is a side view along AA of the same mixer.
According to Figures 1, 2, 3, 4, a fraction la, 21a of the syrup sugar 1, 21 is directed to a vertical device 2, 22 to realize the cooked foot. It has a volume of 300 h. I. and includes a bundle, to the tubes supported by two truncated-shaped plates picnic, sloping towards the central well equipped with a stirring propeller.
The feet cooked 3, 23 of the vertical device 2, 22 supply the magma mixer 4, 24.
The magma mixer is a horizontal cylindrical capacity fully enclosed, equipped with an agitator consisting of a propeller supported by a longitudinal shaft rotating at 1 rpm and equipped a double jacket with circulation of hot water at 301 ~ allowing to thermostate the whole: this magma mixer has only one role of buffer storage.
The magma 5, 25 coming from the mixer 4, 24 and the fraction 1 b, 21 b of sugar syrup feeds the continuous cooking appliance 6, 26.
The continuous cooking appliance 6, 26 is composed of a horizontal tank cylindrical, steel, inside which the heating is ensured by a bundle of longitudinal stainless steel tubes, 3 ~ arranged in layers. The lower part of the tank is provided of a double envelope in which circulate the fumes which are not not condensed in the beam.
A certain amount of steam is injected into the in ~ rior part of the appliance.
the same as cooking to ensure the agitation of the cooked mass.
The device is divided into compartments by transverse partitions and a longitudinal partition at the base of which an orifice allows the progression of the cooked mass. The first compartment is powered ~ 2 ~ 5 ~ 303 by the magma, the following by the terracotta from the compar-previous timent.
Each compartment is also provided with a supply of syrup 1 b, 21 b which sprinkles the walls emerging from the cooked mass.
The massecuite reaching the last compartment is extracted at its base by a variable speed pump.
The circulation and flow of fluids in the device are controlled by vacuum regulating chalnes, vapor pressures, 10 of agitation, density and level of mass cooked.
As an indication, the main characteristics of an appliance continuous fired (Fives-Cail-Babcock construction) are as follows:
Overall length: 9, m i interior length: 7.1i m Overall width ~ 3: 3.5 m Overall height: 4.1 m Inner diameter of the ferrule: 3.1 m Volume occupied by the terracotta: 32 m3 Total heating area: 324 m2 Stainless steel tubes, length: 7, S m Total number of tubes: 464 Beam timbre: 2 bars Empty weight: 32 Tonnes Operating weight: 77 Tonnes Number of compartments: 10 The operating conditions of the device described above are the following:
Terracotta Magma 3, 23:
Brix: 86 - 88 Purity: 99, 0 - 99, S
Flow: 6 to 7 tonnes / hour Crystal content: 30 to 40%
Average aperture of the crystals: 0.20 to 0.25 mm Food liquor 1b, 21b:
Brix: 68 - 70 Purity: 99.0 - 99.5 Flow: 26 to 30 tonnes / hour ~ P5 ~ 3 Terracotta 7, 27:
Brix: 90 ~ 91 Purity: 99.0 ~ 99.5 Flow: 26 to 30 tonnes / hour Crystal content: 50 to 55%
Average crystal opening: 0.5 to 0.6 mm (The Brix being defined as the value of the weight ratio dry matter / total weight of syrup).
The terracotta 7, 27 is directed to a device for continuous mixing under vacuum 8, 28.
According to a variant of the invention - Figures 1 and 3 -, this device consists of a mixer 8 comprising an airtight, heat-insulated horizontal envelope 9, provided with a longitudinal shaft 10 supporting a propeller 11 and separated into two compartments 12, 13, by a watertight wall 14, which is fitted in the part bottom of an orifice 15 allowing the transfer of the terracotta from an entrance compartment to the compartment outlet, each compartment being provided with a tube lure 35 allowing a connection with a vacuum source.
The inlet compartment and the outlet compartment are respectively provided with inlet pipes 16a and outlet 16b of the terracotta, these pipes being of small section and located in the lower part of each compartment.
For example, the first compartment is subject at a vacuum of 82.2 kPa, the second at a vacuum of 89.4 kPa ~
The arrival and departure of the cooked mass is made by the lower part of the mixer using, respectively, a variable speed positive displacement pump - which can be the bake extraction pump continues 6 - and a variable speed displacement pump.
As the crystals grow, the EluidiEication of the cooked mass is carried out with the poor sewer 18 obtained during the spinning of the mass cooked crystallized (centrifugation step 40 allows-both isolate the granulated sugar 41).
-`` ~ L2 ~ 03 This poor sewer arrives at the bottom of each of the compartments 12, 13 by three tangential pipes 19 whose flow rates are regulated.
According to a preferred variant of the invention - Figures 2, 4, 5, 6 - the two successive mixing stages are carried out in two continuous mixers 28, 29 under vacuum, with a single compartment, and mounted in series.
10 The crystallized terracotta 27 leaving the first continuous mixer under vacuum 28 is directed to the second mixer 29.
Each mixer 28, 29 consists of a horizontal cylinder 30 fitted with a low-power internal movement, scraping the walls 15 and thus preventing sugar concretions. It also includes inlet pipes 31a and outlet 31b of the cooked mass, of small section and located in its lower part. The level of terracotta is maintained substantially in the diametral plane, from in order to present the maximum surface area for evaporation.
20 The so-called "poor sewer" section 39, made from the mass cooked after spin 40, previously reheated 112 and demulsified ~ 3, is injected 211a, 211b, into the mixers 28, 29 at four points by horizontal arrivals 32 distributed according to the lower generator 33. The part called "rich sewer" 44 is recycled with fraction 21 b.
Each mixer 28, 29 constitutes a stage placed under a determined vacuum.
mined, which corresponds to the desired baking temperature.
The progression of the vacuum per stage makes it possible to lower the lower limit temperature while avoiding the spontaneous formation of "false grain".
30 The assembly is continuously supplied by a positive displacement pump 34 to variable speed from the output of continuous baking or batch mixer for discontinuous baking.
Each stage is connected 35 to a deep vacuum unit 37, the vacuum being adjusted by means of an automatic valve 36.
~ S803 After a residence time of 90 minutes, the cooked mass cooled is continuously extracted by a vol ~ mpe metric 38 variable speed.
The speeds of the terracotta pumps are ~ islanded by level regulators.
The voids are regulated by automatic valves on posted instructions.
The rate of sewer introduction on each floor is adjusted in proportion to the flow rate of the terracotta and corrected on the top floor according to the Brix of exit.
Example 1:
The characteristics of a mixing device continuous vacuum formed by two continuous mixers under Separate voids are:
Sizing of mixers First Second 20 Overall length 7.25 m 8.04 m Interior length 5.95 m 6.15 m Overall height 3.0 m 4.65 m Inner diameter of the ferrule 2.4 m 2.90 m Total volume 250 hl 373 hl Usable volume 160 hl 200 hl Curb weight ~, 3 t 12.9 t Motor power of movement 2.2 kW 4 kW
Vacuum station: 3 1000 m / h vacuum pump at 96.0 kPa, with an installed power of 40 kW.
Operating conditions on a first jet of refined:
Empty:
.
First stage: 85.3 kpa Second stage: 95.3 l ~ a Terracotta temperatures:
first floor entrance: 82DC
first floor outlet: 60C
second stage outlet: 40C
, ~
Characteristics of the incoming cooking mass:
Brix: 90.72 Throughput: 16.23 Tons / hour Crystals: 48.68% / baked mass 53.66 ~ / dry matter Characteristics of the outgoing baked mass:
Brix: 86.76 Flow: 26.24 Tons / hour Crystals: 49.60% / baked mass 57.17% / dry matter Recycled sewer flows: 11.0 ~ Tons / hour Crystal dimensions:
Average open entry: 0.50 mm coefficient of variation: 30 Average opening outlet: 0.60 mm coefficient of variation: 27 Weight of crystals:
Entrance: 7.90 Tons / hour Output: 13.01 Tons / hour Magnification: 1.65 Compared to a conventional process comprising cooked cooked at steam, the process according to the invention saves approximately 60% of steam consumption.
In the example described, there is a significant magnification of the 25 crystals, exceeding 60% for a first refined spray.
The essential difference between the continuous vacuum mixer and 30 the other types of crystallizer is that the cooling is only done not by exchange with a fluid but by self-evaporation. The conti-night ~ of the operation promotes the regularity of the finished product obtained by maintaining the value of all the parameters of the chains regulation.
The "flash" that occurs at arrivals of mass cotta and sewer previously heated and demulsed creates a turbulent regime which facilitates material transfers from the fluid to the crystal. the fact to heat the sewer - which brings calories to the system -leads to additional crystallization by self-evaporation ~ n of this sewer.
According to the operating conditions of the mixing plant continuous under vacuum, the magnification coefficient of the crystals is between 1.30 and 1.80. The crystallization process according to the in-vention can be qualified as "cold crystallization process":
it removes any phenomenon of recolouring of the cooked mass, thereby reducing the amount of water required during the lighting, an operation which is always accompanied by a redissolution sugar crystals.
15 Thus, the method and the device for crystallizing a syrup of sugar according to the inventson allow to push the extraction to a level never reached, whatever the technique used. In addition, they add to the kneading all the advantages of continuous work, know: regularity of walk - therefore better product quality obtained -, reduction in material dimensions, simplification of control and automation chains, very significant improvement in workshop operating account.