EP0402190A1 - Procédé d'amélioration du taux d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisation - Google Patents

Procédé d'amélioration du taux d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisation Download PDF

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EP0402190A1
EP0402190A1 EP90401386A EP90401386A EP0402190A1 EP 0402190 A1 EP0402190 A1 EP 0402190A1 EP 90401386 A EP90401386 A EP 90401386A EP 90401386 A EP90401386 A EP 90401386A EP 0402190 A1 EP0402190 A1 EP 0402190A1
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EP
European Patent Office
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temperature
mother
sugar
crystallization
mass
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Ceased
Application number
EP90401386A
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German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc Vicaigne
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Generale Sucriere
Original Assignee
Generale Sucriere
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B30/00—Crystallisation; Crystallising apparatus; Separating crystals from mother liquors ; Evaporating or boiling sugar juice
    • C13B30/04—Separating crystals from mother liquor
    • C13B30/12—Recycling mother liquor or wash liquors

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the sugar extraction yield from a third-jet syrup, by reducing the end-of-crystallization temperature before elimination of molasses by centrifugation, according to which the syrup is seeded with crystallization seeds. brought to supersaturation at a temperature at the start of crystallization in order to obtain a mixture known as massecuite made up of sugar crystals in a mother liquor in the process of desaturation, this massecuite is divided into two parts to take a first part in which we separate, by centrifugation, the mother water of the sugar crystals which are rinsed with water, the rinse being joined to the mother water which it dilutes, the diluted mother water is heated and it is joined to the second part of baked mass, the crystal content of which is reduced, and this second part of baked mass of reduced crystal content is allowed to cool by kneading it until a final crystallization temperature, after which the crystallized sugar is separated from the molasses by conventional centrifugation.
  • the conventional operation as practiced constantly on the first and second spray syrups, and frequently on the third spray syrups, consists in sowing the syrup supersaturated with germs of crystallization, in allowing the cooked mass thus cooled to cool. mixing it up to a temperature at the end of crystallization, and separating by centrifugation the mother liquors which, for the syrups of first and second jets, will form, suitably reheated and concentrated, syrups of second and third jets, and which, for the third jet syrup, constitute the molasses, in which the solutes, mineral salts and organic compounds inhibit the crystallization of the remaining sugar.
  • the temperature at the end of crystallization, and therefore the sugar content of the mother liquors is governed by the macroscopic viscosity of the sugar crystal / mother liquor mixture. If the end of crystallization temperature is too low, the mixing energy becomes excessive and compromises the effectiveness of this mixing, which is essential for the crystals to be able to develop in contact with the mother liquors.
  • centrifugal spinning causes the formation of air emulsion in the mother liquors, especially as the impurities contained in the mother liquors, close to molasses, have surfactant properties which promote foaming.
  • the mother liquors are demulsified and reheated by injecting steam; vapor condensation and the rise in temperature contributes to accentuate the relative undersaturation, that is to say the ratio between the actual sugar content and the saturation content at the syrup temperature.
  • the invention proposes a method for increasing the sugar extraction yield from a third-jet syrup, by reducing the temperature at the end of crystallization before elimination of the molasses by centrifugation according to which seeds of crystallization seeds are sown.
  • this mass is divided into two parts to take a first part where we separates, by centrifugation, the mother water from the sugar crystals which are rinsed with water, the rinsing being joined to the mother water which it dilutes, the diluted mother water is heated and it is joined to the second part of baked mass, whose crystal content is reduced, and this second part of baked mass with reduced crystal content is allowed to cool by kneading it to a final temperature of c ristallization, after which the crystallized sugar is separated from the molasses by conventional centrifugation, a process characterized in that, after reheating the diluted mother liquor, it is concentrated, by spraying it into a chamber in a maintained vacuum while compensating for the thermal evaporation losses, so as to at least substantially restore the temperature and concentration of the mother water in the starting
  • the mother liquors are heated under a pressure high enough to be relatively far from boiling, so that foaming in contact with the heat exchanger is not annoying. And spraying under vacuum leads to partial evaporation and almost instant deaeration of the mother liquors.
  • the mother water mass during evaporation and deaeration is very small; foaming is low and has no disadvantages.
  • the mother liquor is overheated relative to the temperature at the start of crystallization before being sprayed into the vacuum enclosure, to compensate for the cooling due to evaporation.
  • This superheating temperature is suitably 8 ° to 12 ° C higher than that of the start of crystallization.
  • the absolute pressure in the vacuum enclosure is between 20 and 30 kPa (0.2 to 0.3 bar) corresponding to a boiling temperature of water in a range centered on 65 ° C .
  • the diluted mother liquor is heated and concentrated in the firm cycle, by drawing from this cycle the mother water at substantially the same temperature and concentration as the mother water in the starting cooked mass, while the 'We compensate the racking by adding diluted centrifuged mother water from the first part of the cooked mass.
  • a buffer of mother liquor in concentration and reheating in particular to mitigate the surges of operation.
  • the installation comprises a stage 1 of cooked, where the third-jet syrup is concentrated to be in a state of supersaturation for the sucrose, then seeded with germs. crystallization, in order to crystallize the excess dissolved sucrose on saturation.
  • the mixture of crystals undergoing magnification and mother liquor under desaturation is extracted by a pump 10 and returned to a line 11 which serves on the one hand a pre-turbination stage 2 and on the other hand a crystallizer or kneader 5 through a mixer 4.
  • the cooked mass is stirred while its temperature drops to a temperature at the end of crystallization, where the cooked mass is a mixture of sugar crystals and desaturated milk in sucrose at the end of crystallization temperature, and strongly loaded with various impurities, mineral salts and organic impurities, generically called molasses.
  • the cooked mass is transferred by a pump 50 to a turbine stage 6, where the sugar is separated from the molasses in a centrifuge 60, the rinsed sugar leaving at 61, while the molasses and rinses are eliminated at 62 as below. -product.
  • a first part of the cooked mass is poured into a centrifuge 20 (called, in terms of profession, turbine), where the sugar is separated from the mother liquors which leave at 22, then rinsed, the rinses also being sent to exit 22, while the granulated sugar is collected at exit 21.
  • a centrifuge 20 called, in terms of profession, turbine
  • the mother liquors and rinses leaving the centrifuge 20 via the outlet 22 pass through a concentration-heating stage 3 to be sent to the inlet 40 of the mixer 4, and dilute the second part of the cooked mass arriving directly from the line 11 on entrance 41.
  • the baked mass arriving at the mixer 5 through the inlet 42 contains approximately the entire volume of mother liquor sent to the line 11, but an amount of crystallized sugar reduced by what has been removed in the centrifuge 20 and recovered at the exit 21.
  • the reheating and concentration circuit essentially comprises a sealed buffer tank 30, a temperature exchanger 31 with a bundle of tubes supplied with steam, and a spray vaporization box 32, capable of '' be placed under vacuum and connected for this purpose to a vacuum pipe 34.
  • the buffer tank 30 is disposed at a level lower than that of the vaporization box 32, so that the contents of this box can return to the buffer tank 30, despite the vacuum which prevails in the box 32.
  • the buffer tank 30 is divided into two parts 35 and 36 by a weir partition 30 c with a horizontal crest. Part 36, assigned to the outlet, is supplied with excess mother liquor in part 35, which overflows over the crest of the partition 30 c ; this part 36, of relatively small volume, is equipped with a recovery pump 30 d for sending the mother liquors, after concentration and reheating, to the mixer 4 (FIG. 1).
  • the part 35 which occupies the major part of the tank 30, is supplied by the line 22 which comes from the sewers of the centrifuge 20 (FIG. 1), this line 22 extending, in the tank 30, by a supply valve 30 b which opens clearly below the mother liquor level, fixed by the partition crest 30 c .
  • a circulation pump 30 d draws from the lower part of the major part 35 of the reservoir 30 to discharge the mother liquors into the exchanger 31 at the inlet 31 a , the mother liquors emerging through the outlet 31 b , after having walked along a bundle of steam tubes supplied with steam via the inlet 31 c , this steam leaving in 31 d in a more or less condensed state.
  • the mother liquors heated in the exchanger 31 are sent to spray nozzles 32 a in the evaporator box 32.
  • This box 32 is composed of two superimposed cylindrical parts, the upper part, of larger diameter forming a vapor buffer, while the lower part forms a receptacle for the mother liquors, up to a level 32 f .
  • the spray nozzles 32 are disposed upwardly of the lower portion.
  • the upper part is shaped in dome, the top of which is stitched a discharge pipe 32 b, connected to a vacuum service line 34, through a valve 32 c controlled by the vacuum in the box 32.
  • the upper part is provided with a nozzle 32 d for the introduction of hot water, with a valve 32 e controlled by the temperature in the upper part of the box, this hot water inlet being provided to avoid supersaturation of mother liquors, in particular.
  • the lower part of the box 32 ends in a cone from which a pipe 33 starts, which ends in the tank 30 at a supply rod 30 a which plunges into the main part 35 of the tank 30 as close to the bottom.
  • the height of column h between the level of the crest of the partition 30 c corresponds, taking into account the density of the mother liquors at the outlet of the chamber 32, a function of the concentration and the temperature, unlike the pressures prevailing in the tank 30 and in the box 32.
  • a circulation in a closed circuit is thus obtained between the major part 35 of the buffer tank 30 and the box 32, the mother liquors, withdrawn by the pump 30 d , passing through the exchanger 31 to be sprayed into the box 32, from where they return by gravity to the reservoir 30 through the pipe 33.
  • This closed circuit circulation operates in parallel with the circulation from the pipe 22 coming from the turbine 20 to the mixer 4.
  • the heating of the mother liquors in the exchanger 31 occurs upstream of the spraying in the box 32, so that the pressure in the exchanger can be sufficient to avoid the formation of foam.
  • the spraying by the nozzles 32 a can impart to the mother liquors, at the outlet of the nozzles, sufficient speeds to overcome the internal cohesion forces of the mother liquors, despite the presence of surfactant compounds, and to obtain a fine and non-linear spray.
  • the amount of water evaporated is a direct function, per unit of flow, of the temperature difference mother liquors between their spraying by the nozzles 32 a and their collection at the bottom of the box 32. It is thus possible to adjust the concentration of mother liquors in the return pipe 33, measured by a sensor 31 f by adjusting the amount of steam admitted into the exchanger 31, via the slave valve 31 e , controlled by the sensor 31 f .
  • the mother liquors coming from the sewers of the centrifuge 20 arrived at a flow rate of 10 tonnes per hour, at a temperature of 80 ° C. and a concentration of 89 Brix.
  • Brix is a unit conventionally used in sweets to define the content of dry matter, sugar or impurities, of a sugar syrup, by measurement of the density with the Brix hydrometer.
  • the Brix degree of a syrup in measurement expresses the weight content in percent of sugar of a pure syrup which has, at 15 ° C, the same density as the syrup under the conditions of measurement.
  • the concentration-heating stage 3 is adjusted to restore, to the mixer 4, a flow rate of substantially 10 tonnes / hour, mother liquors at 82 ° C. and 92 Brix.
  • the contents of the tank have, at the surface, a temperature of 82 ° C and a Brix degree of 92, corresponding of course to the temperature and concentration of the mother liquors sent to the mixer 4. But in the background the contributions of turbine drain 20 reduce the concentration and temperature.
  • the pump 30 d provides a circulation rate of 30 tonnes / hour. Given the flow rate of open circuit circulation of 10 tonnes / hour, the mother liquors taken from the bottom of the major part 35 of the reservoir 30 have a temperature of 81 ° C. and a Brix degree of 91.
  • the mother liquors reach a temperature of 93 ° C, while neither the flow rate of 30 t / h, nor the concentration of 91 degrees Brix have changed.
  • the mother liquors undergo partial evaporation in the atmosphere under vacuum. Their temperature drops from 93 to 82 ° C, while their concentration goes from 91 to 92 Brix. It is understood that the lowering of temperature by 11 ° C corresponds to the heat of vaporization of the water. It will also be noted that if, in all rigor, the mass of mother liquors which returns from the box 32 to the reservoir 30 via the pipe 33 is less by the mass of evaporated water than that which is introduced by the nozzles 32 a , this mass of evaporated water corresponds to approximately 1% of the mass of circulating mother liquors, and can be neglected in the calculation of flow rates.
  • the return of the mother liquors from the box 32 to the buffer tank 30 via the pipe 33 takes place by gravity, acting on the difference in level between the actual surface of the mother liquors at the bottom of the box 32 and the equilibrium level 32 f , the column height h of the mother liquors (at 92 Brix and 82 ° C) between the level 32 f and the level 30 f in the major part 35 of the reservoir 30 (defined by the wall crest 3 c ) balancing the depression in the box 32.
  • This depression corresponds to the saturated steam pressure at 65 ° C, adjusted by the servo 32 c .
  • the pipe 33 opens near the bottom of the tank 30, in the major part 35, so as not to disturb the gathering of the mother liquors heated and concentrated on the surface. These mother liquors pass into the part 36 overflowing above the crest of the wall 30 c , to be taken up by the pump 30 e and returned to the mixer 4.
  • the process of the invention will have increased production by approximately 2,100 tonnes; a ton of sugar at this stage has a value of around 400 francs.

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Abstract

Le procédé est un perfectionnement du procédé dit de préturbinage où une masse cuite (1) sursaturée en sucre est ensemencée en germes de cristallisation, en fin de désursaturation on prélève une partie de la masse cuite, on en extrait le sucre par centrifugation (20) et on renvoie les eaux mères à un mélangeur (4) pour les joindre à la seconde partie (41) de masse cuite, avant de la laisser refroidir dans un malaxeur (5). Jusqu'ici les eaux mères séparées de la première partie de masse cuite se trouvaient diluées par les rinçats du sucre et l'on perdait ainsi la plus grande part du gain obtenu en prolongeant le malaxage jusqu'à une température inférieure à 50° C. Selon l'invention, les eaux mères sont envoyées à un réservoir tampon (30), d'où elles sont reprises pour être envoyées à un échangeur de température (31), puis pulvérisées dans un caisson (32) en dépression, pour être concentrées et retrouver les température et concentration en sortie de cristalliseur (1).

Description

  • L'invention a trait à un procédé pour augmenter le rendement d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisation avant élimination des mélasses par centrifugation, suivant lequel on ensemence en germes de cristallisation le sirop amené à sursaturation à une température de début de cristallisation pour obtenir un mélange dit masse cuite composée de cristaux de sucre dans une eau mère en voie de désursaturation, on divise en deux parts cette masse cuite pour prélever une première part où l'on sépare, par centrifugation, l'eau mère des cristaux de sucre que l'on rince à l'eau, le rinçat étant joint à l'eau mère qu'il dilue, on réchauffe l'eau mère diluée et on la joint à la seconde part de masse cuite, dont la teneur en cristaux est réduite, et on laisse refroidir cette seconde part de masse cuite à teneur en cristaux réduite en la malaxant jusqu'à une temperature finale de cristallisation, après quoi on sépare le sucre cristallisé des mélasses par centrifugation classique.
  • L'opération classique, telle qu'elle est pratiquée constamment sur les sirops de premier et deuxième jets, et fréquemment sur les sirops de troisième jet, consiste a ensemencer le sirop sursaturé en germes de cristallisation, à laisser refroidir la masse cuite ainsi obtenue en la malaxant jusqu'à une température de fin de cristallisation, et de séparer par centrifugation les eaux mères qui, pour les sirops de premier et deuxième jets, formeront, convenablement réchauffées et concentrées, respectivement des sirops de deuxième et troisième jets, et qui, pour le sirop de troisième jet, constituent les mélasses, dans lesquelles les solutés, sels minéraux et composés organiques inhibent la cristallisation du sucre restant.
  • La température de fin de cristallisation, et partant la teneur en sucre des eaux mères, est gouvernée par la viscosité macroscopique du mélange cristaux de sucre/eaux mères. Si la température de fin de cristallisation est trop basse, l'énergie de malaxage devient excessive et compromet l'efficacité de ce malaxage, indispensable pour que les cristaux puissent se développer au contact des eaux mères.
  • Alors que la température de fin de cristallisation peut être relativement élevée pour les masses cuites de premier et second jets sans inconvénients majeurs, le sucre restant dans les eaux mères étant récupéré à la cuite suivante, il serait intéressant d'opérer avec une température de fin de cristallisation aussi basse que possible sur les sirops de troisième jet, le sucre entraîné par les mélasses n'étant pratiquement pas récupérable économiquement sous forme de saccharose.
  • Aussi a-t-on tenté, en cours de cristallisation de la masse cuite, d'extraire une part du sucre cristallisé avant de procéder au refroidissement en malaxage, pour éviter de surcharger le malaxeur et de rendre le malaxage inefficace ; le processus a été défini ci-avant.
  • Cependant les tentatives effectuées dans ce sens se sont révélées décevantes, car les eaux mères séparées de la première partie de la masse cuite, et diluées par les rinçats subséquents, sont dans un état de sous-saturation en sucre. En les ajoutant à la seconde partie de la masse cuite, on provoque une dissolution partielle du sucre déjà cristallisé dans cette seconde partie. Le gain de rendement obtenu par l'abaissement de la température de fin de cristallisation est compensé par la dilution des eaux mères, et le gain global permis par le processus, dit couramment préturbinage, est faible.
  • En outre, l'essorage centrifuge provoque la formation d'émulsion d'air dans les eaux mères, d'autant que les impuretés contenues dans les eaux mères, proches des mélasses, ont des propriétés tensio-actives qui favorisent le moussage.
  • Classiquement, on désémulsionne et réchauffe les eaux mères par injection de vapeur ; la condensation de vapeur et l'élévation de température concourent à accentuer la sous-­saturation relative, c'est-à-dire le rapport entre la teneur réelle en sucre et la teneur à saturation à la température de sirop.
  • On a tenté de concentrer les eaux mères issues du premier essorage pour les amener à la concentration et la température de la phase liquide de la seconde partie de masse cuite avant de les joindre à celle-ci. Cette opération de concentration ne doit pas conduire à des pertes sensibles en saccharose, c'est-à-dire doit être rapide et exécutée à une température trop élevée ; il est donc nécessaire d'opérer par ébullition sous pression réduite. Les essais effectués dans un caisson en dépression équipé d'un faisceau échangeur alimenté en vapeur ont provoqué une telle formation de mousse que l'ébullition n'a pu se déclencher.
  • Pour tourner ces difficultés, l'invention propose un procédé pour augmenter le rendement d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisation avant élimination des mélasses par centrifugation suivant lequel on ensemence en germes de cristallisation le sirop amené à sursaturation à une temperature de début de cristallisation pour obtenir un mélange dit masse cuite composée de cristaux de sucre dans une eau mère en voie de désursaturation, on divise en deux parts cette masse cuite pour prélever une première part où l'on sépare, par centrifugation, l'eau mère des cristaux de sucre que l'on rince à l'eau, le rinçat étant joint à l'eau mère qu'il dilue, on réchauffe l'eau mère diluée et on la joint à la seconde part de masse cuite, dont la teneur en cristaux est réduite, et on laisse refroidir cette seconde part de masse cuite à teneur en cristaux réduite en la malaxant jusqu'à une température finale de cristallisation, après quoi on sépare le sucre cristallisé des mélasses par centrifugation classique, procédé caractérisé en ce que, après réchauffage de l'eau mère diluée, on la concentre, en la pulvérisant dans une enceinte en dépression entretenue tandis que l'on compense les pertes thermiques d'évaporation, en sorte d'au moins rétablir sensiblement les température et concentration de l'eau mère dans la masse cuite de départ, avant de la joindre à la seconde part de masse cuite.
  • Ainsi, le réchauffage des eaux mères est effectué sous une pression suffisamment élevée pour être relativement loin de l'ébullition, de sorte que le moussage au contact de l'échangeur de chaleur n'est pas gênant. Et la pulvérisation sous dépression conduit à une évaporation partielle et une désaération pratiquement instantanée des eaux mères. En corollaire la masse d'eau mère en cours d'évaporation et de désaération est très réduite ; la formation de mousse est faible et sans inconvénient.
  • De préférence on surchauffe l'eau mère par rapport à la température de début de cristallisation avant de la pulvériser dans l'enceinte de dépression, pour compenser le refroidissement dû à l'évaporation. Cette temperature de surchauffe est convenablement de 8° à 12° C supérieure à celle de début de cristallisation.
  • Il est également approprié que la pression absolue dans l'enceinte en dépression soit comprise entre 20 et 30 kPa (0,2 à 0,3 bar) correspondant à une température d'ébullition de l'eau dans une plage centrée sur 65° C.
  • En disposition préférée, on réchauffe l'eau mère diluée et on la concentre en cycle ferme, en soutirant de ce cycle de l'eau mère à sensiblement mêmes température et concentration que l'eau mère dans la masse cuite de départ, tandis que l'on compense le soutirage par apport d'eau mère diluée centrifugée de la première part de masse cuite. On dispose ainsi d'un tampon d'eau mère en concentration et réchauffage, notamment pour pallier les à-coups d'opération.
  • Des caractéristiques complémentaires et les avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente le schéma d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, avec un préturbinage selon l'invention ;
    • la figure 2 est un schéma de l'étage de réchauffage-­concentration des eaux mères issues du préturbinage.
  • Selon le mode d'exécution du traitement de sirops de troisième jet représenté figure 1, l'installation comporte un étage 1 de cuite, où le sirop de troisième jet est concentré pour être en état de sursaturation pour le saccharose, puis ensemencé en germes de cristallisation, afin de faire cristalliser le saccharose dissous en excès sur la saturation.
  • Le mélange de cristaux en cours de grossissement et d'eaux mères en cours de désursaturaiton est extrait par une pompe 10 et renvoyé sur une ligne 11 qui dessert d'une part un étage de préturbinage 2 et d'autre part un cristalliseur ou malaxeur 5 à travers un mélangeur 4. Dans le malaxeur 5, la masse cuite est brassée tandis que s'abaisse sa température jusqu'à une température de fin de cristallisation, où la masse cuite est un mélange de cristaux de sucre et d'eaux mères désursaturées en saccharose à la température de fin de cristallisation, et fortement chargées en impuretés diverses, sels minéraux et impuretés organiques, dénommées génériquement mélasses. A ce stade la masse cuite est transférée par une pompe 50 à un étage de turbinage 6, où le sucre est séparé des mélasses dans une centrifugeuse 60, le sucre rincé sortant en 61, tandis que les mélasses et rinçats sont éliminés en 62 comme sous-produit.
  • A l'étage de préturbinage 2, une première partie de la masse cuite est déversée dans une centrifugeuse 20 (dite, en terme de métier, turbine), où le sucre est séparé des eaux mères qui sortent en 22, puis rincé, les rinçats étant envoyés également sur la sortie 22, tandis que le sucre cristallisé est récupéré à la sortie 21.
  • Les eaux mères et rinçats sortant de la centrifugeuse 20 par la sortie 22 traversent un étage de concentration-­réchauffage 3 pour être envoyés sur l'entrée 40 du mélangeur 4, et venir diluer la seconde partie de masse cuite arrivant directement de la ligne 11 sur l'entrée 41.
  • Ainsi la masse cuite arrivant au malaxeur 5 par l'entrée 42 contient approximativement la totalité du volume d'eaux mères envoyée sur la ligne 11, mais une quantité de sucre cristallisé réduite de ce qui a été enlevé dans la centrifugeuse 20 et récupéré à la sortie 21.
  • On a commenté, dans l'exposé de l'état de la technique, l'intérêt qu'il y a à amener en fin de cristallisation dans le malaxeur 5, une masse cuite appauvrie en sucre cristallisé, afin de pouvoir abaisser la température de fin de cristallisation sans surcharger le malaxeur et sans rendre difficile la séparation des mélasses dans la centrifugeuse 60.
  • On a également commenté, dans l'exposé de l'état de la technique, les difficultés rencontrées pour réinjecter, à l'entrée 40 du mélangeur 4, des eaux mères suffisamment concentrées en saccharose pour ne pas reperdre, par dilution des mélasses, la plus grande partie du saccharose que l'on pouvait espérer obtenir de l'abaissement de la température de fin de cristallisation, et de l'abaissement concomitant de la teneur de saturation en saccharose.
  • En exposant les moyens de l'invention, on a fait ressortir que le processus de concentration et réchauffage conduit dans l'étage 3 permettait d'amener sur l'entrée 40 du mélangeur 4 des eaux mères dont la composition et la température correspondaient très sensiblement à celles des eaux mères avant leur séparation du sucre dans la centrifugeuse 20, grâce à quoi il était possible de récupérer tout le sucre capable de cristalliser grâce à l'abaissement de la température de fin de cristallisation.
  • Comme on le voit mieux sur la figure 2, le circuit de réchauffage et concentration comporte essentiellement un réservoir tampon 30, étanche, un échangeur de température 31 avec un faisceau de tubes alimentés en vapeur, et un caisson de vaporisation par pulvérisation 32, capable d'être mis sous dépression et relié à cet effet à une canalisation de vide 34.
  • Le réservoir tampon 30 est disposé à un niveau inférieur à celui du caisson de vaporisation 32, pour que le contenu de ce caisson puisse retourner au réservoir tampon 30, malgré la dépression qui règne dans le caisson 32. Le réservoir tampon 30 est divisé en deux parties 35 et 36 par une cloison déversoir 30c avec une crête horizontale. La partie 36, dévolue à la sortie, est alimentée par les eaux mères en excès dans la partie 35, qui débordent par-dessus la crête de la cloison 30c ; cette partie 36, de volume relativement faible, est équipée d'une pompe de reprise 30d pour envoyer les eaux mères, après concentration et réchauffage, au mélangeur 4 (figure 1).
  • La partie 35, qui occupe la majeure partie du réservoir 30, est alimentée par la canalisation 22 qui provient des égoûts de la centrifugeuse 20 (figure 1), cette canalisation 22 se prolongeant, dans le réservoir 30, par une vanne d'alimentation 30b qui débouche nettement en dessous du niveau des eaux mères, fixé par la crête de cloison 30c.
  • De plus, une pompe de circulation 30d puise à la partie inférieure de la partie majeure 35 du réservoir 30 pour refouler les eaux mères dans l'échangeur 31 à l'entrée 31a, les eaux mères ressortant par la sortie 31b, après avoir longé un faisceau de tubes de vapeur alimenté en vapeur par l'entrée 31c, cette vapeur sortant en 31d en état plus ou moins condensé.
  • Les eaux mères réchauffées dans l'échangeur 31 sont envoyées à des buses de pulvérisation 32a dans le caisson évaporateur 32.
  • Ce caisson 32 est composé de deux parties cylindriques superposées, la partie supérieure, de plus grand diamètre formant tampon de vapeur, tandis que la partie inférieure forme réceptacle pour les eaux mères, jusqu'à un niveau 32f. Les buses de pulvérisation 32a sont disposées vers le haut de la partie inférieure.
  • La partie supérieure est conformée en dôme, au sommet duquel est piquée une canalisation d'évacuation 32b, reliée à une canalisation de service de vide 34, à travers une vanne 32c asservie à la dépression dans le caisson 32.
  • On notera que la partie supérieure est pourvue d'un ajutage 32d pour l'introduction d'eau chaude, avec une vanne 32e asservie à la température dans la partie supérieure du caisson, cette arrivée d'eau chaude étant prévue pour éviter une sursaturation des eaux mères, notamment.
  • La partie inférieure du caisson 32 se termine en cône d'où part une canalisation 33, qui aboutit dans le réservoir 30 à une canne d'alimentation 30a qui plonge dans la partie majeure 35 du réservoir 30 jusqu'à proximité du fond. On comprendra que la hauteur de colonne h entre le niveau de la crête de la cloison 30c correspond, compte tenu de la densité des eaux mères à la sortie du caisson 32, fonction de la concentration et de la température, à la différence des pressions régnant dans le réservoir 30 et dans le caisson 32.
  • On obtient ainsi une circulation en circuit fermé entre la partie majeure 35 du réservoir tampon 30 et le caisson 32, les eaux mères, prélevées par la pompe 30d, traversant l'échangeur 31 pour être pulvérisées dans le caisson 32, d'où elles retournent par gravité au réservoir 30 par la canalisation 33. Cette circulation en circuit fermé fonctionne en parallèle avec la circulation depuis la canalisation 22 venant de la turbine 20 vers le mélangeur 4.
  • On remarquera que le réchauffage des eaux mères dans l'échangeur 31 intervient en amont de la pulvérisation dans le caisson 32, de sorte que la pression dans l'échangeur peut être suffisante pour y éviter la formation de mousse. Par ailleurs la pulvérisation par les buses 32a peut imprimer aux eaux mères, au sortir des buses, des vitesses suffisantes pour surpasser les forces de cohésion interne des eaux mères, malgré la présence de composés tensio-actifs, et obtenir une pulvérisation fine et non le développement d'un agglomérat de bulles d'air, de sorte que l'évaporation soit du type dit : évaporation flash.
  • On notera que la quantité d'eau évaporée est fonction directe, par unité de débit, de la différence de température des eaux mères entre leur pulvérisation par les buses 32a et leur recueil à la partie inférieure du caisson 32. On peut ainsi régler la concentration des eaux mères dans la canalisation de retour 33, mesurée par un capteur 31f par ajustement de la quantité de vapeur admise dans l'échangeur 31, par l'intermédiaire de la vanne asservie 31e, pilotée par le capteur 31f.
  • Pour donner un exemple d'exploitation, les eaux mères provenant des égoûts de la centrifugeuse 20 arrivaient à un débit de 10 tonnes à l'heure, à une température de 80° C et une concentration de 89 Brix.
  • On rappelle que le Brix est une unité utilisée conventionnellement en sucrerie pour définir la teneur en matière sèche, sucre ou impuretés, d'un sirop de sucre, par mesure de la densité à l'aréomètre Brix. Le degré Brix d'un sirop en mesure exprime la teneur pondérale en sucre pour cent d'un sirop pur qui présente, à 15° C, la même densité que le sirop dans les conditions de mesure.
  • L'étage 3 de concentration-réchauffage est réglé pour restituer, au mélangeur 4, un débit de sensiblement 10 tonnes/heure, d'eaux mères à 82° C et 92 Brix.
  • En fonctionnement de régime, le contenu du réservoir présente, en surface, une température de 82° C et un degré Brix de 92, correspondant bien entendu aux température et concentration des eaux mères envoyées au mélangeur 4. Mais dans le fond les apports d'égoût de turbine 20 réduisent les concentration et température. La pompe 30d assure un débit de circulation de 30 tonnes/heure. Compte tenu du débit de circulation en circuit ouvert de 10 tonnes/heure, les eaux mères prélevées au fond de la partie majeure 35 du réservoir 30 présentent une température de 81° C et un degré Brix de 91.
  • En sortie 31b de l'échangeur 31, les eaux mères atteignent une température de 93° C, tandis que ni le débit de 30 t/h, ni la concentration de 91 degrés Brix n'aient changé.
  • Sortant des buses 32a du caisson 32 sous forme d'un brouillard de gouttelettes, les eaux mères subissent une évaporation partielle dans l'atmosphère en dépression. Leur température s'abaisse de 93 à 82° C, tandis que leur concentration passe de 91 à 92 Brix. On comprend que l'abaissement de température de 11° C correspond à la chaleur de vaporisation de l'eau. On notera en outre que si, en toute rigueur, la masse des eaux mères qui retourne du caisson 32 au réservoir 30 par la canalisation 33 est inférieure de la masse d'eau évaporée à celle qui est introduite par les buses 32a, cette masse d'eau évaporée correspond à environ 1 % de la masse d'eaux mères en circulation, et peut être négligée dans le calcul des débits.
  • Comme il a déjà été signalé, le retour des eaux mères du caisson 32 au réservoir tampon 30 par la canalisation 33 s'effectue par gravité, agissant sur la différence de niveau entre la surface réelle des eaux mères à la partie inférieure du caisson 32 et le niveau d'équilibre 32f, la hauteur de colonne h des eaux mères (à 92 Brix et 82° C) entre le niveau 32f et le niveau 30f dans la partie majeure 35 du réservoir 30 (définie par la crête de paroi 3c) équilibrant la dépression dans le caisson 32. Cette dépression correspond à la pression de vapeur d'eau saturante à 65° C, réglée par l'asservissement 32c.
  • La canalisation 33 débouche près du fond du réservoir 30, dans la partie majeure 35, pour ne pas perturber le rassemblement des eaux mères réchauffées et concentrées en surface. Ces eaux mères passent dans la partie 36 en débordant au-dessus de la crête de la paroi 30c, pour être reprises par la pompe 30e et renvoyées au mélangeur 4.
  • Compte tenu de ce que la quantité d'eau évaporée dans le caisson 32 est de l'ordre du pourcent par rapport au débit en circuit fermé des eaux mères en concentration, et que ce débit est environ triple du débit arrivant par la canalisation 22, la différence des débits entre l'entrée et la sortie de l'ensemble de réchauffage-concentration reste négligeable, sous l'aspect des projets d'ingéniérie. Mais cette différence correspond à la concentration des eaux mères, et est responsable des gains de production, compte tenu que la pratique du préturbinage permet d'abaisser la température de fin de cristallisation en dessous de 50° C en gardant l'efficacité du malaxeur 5.
  • On notera que, par rapport à l'exemple qui vient d'être décrit, des dispersions de température de ± 2° C sont admissibles ; les dispersions de concentration peuvent atteindre ± 1 Brix dans les eaux mères de départ, et ± 2 Brix dans les eaux mères jointes à la seconde part de masse cuite dans le mélangeur 4.
  • Des essais ont montré que le procédé suivant l'invention permettait de faire passer de 48,03 kg à 52,64 kg la quantité de sucre extraite de 100 kg de masse cuite, soit un gain de 9,6 % sur les productions antérieures.
  • Ainsi, au cours d'une campagne où seront produites 23 500 tonnes de sucre roux affiné, le procédé de l'invention aura accru la production de 2 100 tonnes environ ; la tonne de sucre, à ce stade, présente une valeur d'environ 400 francs.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution dans le cadre des revendications.

Claims (8)

1. Procédé pour augmenter le rendement d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisation avant élimination des mélasses par centrifugation, suivant lequel on ensemence (1) en germes de cristallisation le sirop amené à sursaturation à une température de début de cristallisation pour obtenir un mélange dit masse cuite composée de cristaux de sucre dans une eau mère en voie de désursaturation, on divise (11) en deux parts cette masse cuite pour prélever une première part où l'on sépare, par centrifugation (2), l'eau mère des cristaux de sucre que l'on rince à l'eau, le rinçat étant joint (22) à l'eau mère qu'il dilue, on réchauffe l'eau mère (3) diluée et on la joint (4) à la seconde part de masse cuite, dont la teneur en cristaux est réduite, et on laisse refroidir cette seconde part de masse cuite à teneur en cristaux réduite en la malaxant (5) jusqu'à une température finale de cristallisation, après quoi on sépare le sucre cristallisé des mélasses par centrifugation classique (6), procédé caractérisé en ce que, après réchauffage (31) de l'eau mère diluée, on la concentre en la pulvérisant dans une enceinte (32) en dépression entretenue tandis que l'on compense les pertes thermiques d'évaporation, en sorte d'au moins rétablir sensiblement les température et concentration de l'eau mère dans la masse cuite de départ, avant de la joindre (4) à la seconde part de masse cuite.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on surchauffe (31) l'eau mère par rapport à la température de début de cristallisation avant de la pulvériser dans l'enceinte (32) en dépression entretenue.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la température de surchauf fe est supérieure de 8° à 12° C à celle de début de cristallisation.
4. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pression absolue dans l'enceinte en dépression est comprise entre 20 et 30 kPa.
5. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on réchauffe l'eau mère diluée et on la concentre en cycle fermé, en soutirant (30e) de ce cycle de l'eau mère à sensiblement mêmes température et concentration que l'eau mère dans la masse cuite (1) de départ, tandis que l'on compense le soutirage par apport d'eau mère (22) diluée centrifugée de la première part de masse cuite.
6. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans l'eau mère de la masse cuite de départ, la température est comprise entre 78° et 82° C et la teneur en matière sèche entre 88 et 90 Brix.
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que dans l'eau mère jointe à la seconde part de masse cuite, la température est comprise entre 80° et 84° C et la teneur en matière sèche entre 90 et 94 Brix.
8. Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la température finale de cristallisation est inférieure à 50° C.
EP90401386A 1989-06-01 1990-05-23 Procédé d'amélioration du taux d'extraction de sucre d'un sirop de troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisation Ceased EP0402190A1 (fr)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534595A1 (fr) * 1982-10-18 1984-04-20 Beghin Say Sa Procede et dispositif de cristallisation en continu d'une masse cuite, notamment d'un sirop de sucre
FR2597115A1 (fr) * 1986-04-09 1987-10-16 Fives Cail Babcock Procede et installation pour la production en continu de cristaux de sucre a partir de sirops
GB2206293A (en) * 1987-06-22 1989-01-05 Eridania Manufacture of sugar by crystallisation by cooling

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534595A1 (fr) * 1982-10-18 1984-04-20 Beghin Say Sa Procede et dispositif de cristallisation en continu d'une masse cuite, notamment d'un sirop de sucre
FR2597115A1 (fr) * 1986-04-09 1987-10-16 Fives Cail Babcock Procede et installation pour la production en continu de cristaux de sucre a partir de sirops
GB2206293A (en) * 1987-06-22 1989-01-05 Eridania Manufacture of sugar by crystallisation by cooling

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