EP1138787A1 - Procédé de désinfection de solutions de sucre comprenant le traitement des cossettes par une solution d'acide peracétique - Google Patents

Procédé de désinfection de solutions de sucre comprenant le traitement des cossettes par une solution d'acide peracétique Download PDF

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    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00—Production of sugar juices
    • C13B10/006—Conservation of sugar juices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B10/00—Production of sugar juices
    • C13B10/08—Extraction of sugar from sugar beet with water
    • C13B10/083—Treatment of sugar beet before extraction

Definitions

  • the invention relates to the field of industrial extraction of sugar from sugar beets.
  • Industrial processes for extracting sugar from sugar beets include one or more disinfection steps due to the presence of telluric germs, like the lactic flora brought with the cossettes.
  • telluric germs like the lactic flora brought with the cossettes.
  • This flora which easily proliferates at the temperature used for process, results, when it develops in an uncontrolled way, by a acidification of the medium, which induces sucrose hydrolysis and therefore a loss yield of up to 1% of the sugar produced.
  • J. HERCIK and V. DACHOVSKY (Listy Cukrovarnické 91/75 pages 126-132) studied the use as a disinfectant of Persteril, which is a solution aqueous containing 36% to 40% by weight, peracetic acid and 7 to 10% by weight of hydrogen peroxide, diluted to 0.1% -1%, in the manufacture of sugar. They found that this composition cannot replace formalin, but can, on the other hand, limit the use of the latter.
  • R.NHYSTRAND (Zuckerindustrie 110 (8) (1985) p. 693-698) determined than Ekarox® B10, which is an aqueous solution containing 2.5% by weight, of acid peracetic and 30% by weight of hydrogen peroxide, was an alternative valid when using formalin, when extracting sugar from beet sugar, at a concentration of total active ingredients (peracetic acid + hydrogen peroxide) between 200 and 500 ppm.
  • European patent application EP 0 678 123 published on October 25, 1995 reports on a process for disinfecting aqueous sugar solutions obtained during the extraction, using two aqueous solutions of acid peracetic, one having a hydrogen peroxide to acid molar ratio peracetic greater than or equal to 12, which is introduced into the pulp waters the other having a hydrogen peroxide to acid molar ratio peracetic less than or equal to 10, which is introduced into the central fraction of diffusers.
  • This process because it involves the use of two solutions of different concentrations, creates implementation problems for production unit operators.
  • European patent application EP 0 943 692 published on September 22 1999 discloses a process using only one solution of peracetic acid in which the molar ratio of hydrogen peroxide to peracetic acid is less than or equal to 4, by introducing it at at least one point upstream of the diffusion drums, and at at least one point in the water circuit from the pressing of the pulps, before recycling to the diffusion drum (s), so as to maintain a concentration of peracetic acid at a value understood between 10 and 300 ppm (parts per million) and preferably between 20 and 50 ppm, the beets possibly sprayed with said solution before cutting in pods.
  • the Applicant has sought to improve the efficiency of the methods described above, without causing new negative side effects.
  • the subject of the invention is a method of disinfection with peracetic acid, of sugar solutions circulating in a sugar extraction unit of the sugar beet, characterized in that it comprises, a step for treating cossettes by an aqueous solution comprising between approximately between 0.01% in weight and 1% by weight of peracetic acid and preferably between 0.3% by weight and 0.5% by weight of peracetic acid.
  • processing is usually carried out by spraying or sprinkling said solution. It can also be done by immersion of said pods in the diluted solution.
  • the treatment is preferably carried out by spraying said solution, at the outlet of the root cutter on the freshly cut pods
  • aqueous solution of peracetic acid having a molar ratio hydrogen peroxide on peracetic acid, less than or equal to 4, at least a point in the installation upstream of the diffusion drum (s) and at least a point in the water circuit from the pressing of the pulps before recycling towards the diffusion drum (s).
  • a peracetic acid solution is also continuously introduced into the circuits recycled water for distribution, in particular in press water at one initial concentration between 1 ppm and 100 ppm, preferably between 3 ppm and 50 ppm peracetic acid.
  • the process includes a step of processing the beets before cutting them into cossettes by an aqueous solution of peracetic acid comprising between approximately between 0.1% by weight and 0.3% by weight of peracetic acid.
  • processing is usually carried out by spraying or sprinkling said solution. It can also be done by immersion of said beets in the diluted solution.
  • the method and its variants as defined above operate continuously, over an entire extraction campaign, i.e. approximately 3 to 6 months a year.
  • Peracetic acid treatment subject of the process and its variants as defined above, is generally implemented with a single commercial composition.
  • a composition is in the form of a solution aqueous containing 5% to 30% and preferably 15% to 25% by weight peracetic acid, 15% to 25% by weight of hydrogen peroxide and 15% at 25% acetic acid and particularly about 15% by weight of acid peracetic and 23% by weight of hydrogen peroxide.
  • the commercial composition is continuously introduced without prior dilution, controlling the rate of introduction by measuring the desired initial concentration of peracetic acid in the circuit instead of introduction.
  • the total amount of peracetic acid used during the different stages of processing is between approximately 20 g and 40 g per tonne of beets hurry.
  • This process allows to control the infection in diffusion, the purity of the juice green, consumption of lime salts and coloring of white sugar.

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Abstract

Procédé de désinfection à l'acide peracétique, de solutions de sucre circulant dans une unité d'extraction du sucre de la betterave à sucre, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement des cossettes, par une solution aqueuse comprenant entre environ 0,01% en poids et 1% en poids d'acide peracétique et de préférence entre 0,3% en poids et 0,5% en poids d'acide peracétique.

Description

L'invention relève du domaine de l'extraction industrielle du sucre des betteraves à sucre.
Les procédés industriels d'extraction du sucre des betteraves à sucre, comprennent une ou plusieurs étapes de désinfection à cause de la présence de germes telluriques, comme la flore lactique apportée avec les cossettes. La présence de cette flore, qui prolifère aisément à la température mise en oeuvre du procédé, se traduit, lorsqu'elle se développe de façon incontrôlée, par une acidification du milieu, qui induit une hydrolyse du saccharose et donc une perte de rendement qui peut aller jusqu'à 1% du sucre produit.
Depuis les origines de l'industrie du sucre, on utilise le formol comme désinfectant. Mais la prise en compte de la toxicité du produit désinfectant et de ses produits de dégradation, les exigences relatives à la qualité du sucre obtenu, ont conduit les industriels à s'intéresser à d'autres produits potentiellement désinfectants comme les dérivés d' ammonium quaternaire ou d'amines, les composés iodés, les composés soufrés, les dithiocarbamates, l'acide benzoïque ou ses dérivés, les acides percarboxyliques ou les peroxydes. Comme exemples de produits qui ont été essayés seuls ou en mélange, on peut citer l'éthylènediamine, le dioxyde de soufre, le cyanodithiocarbamate de disodium, le N-méthyl dithiocarbamate de potassium, le diméthyl dithiocarbamate, le méthylène bis(dithiocarbamate) de disodium, le diméthyl dithiocarbamate de sodium, les esters de l'acide para-hydroxy benzoïque, l'acide peracétique ou le peroxyde d'hydrogène.
J. HERCIK et V. DACHOVSKY (Listy Cukrovarnické 91/75 pages 126-132) ont étudié l'utilisation comme désinfectant du Persteril, qui est une solution aqueuse contenant de 36% à 40% en poids, d'acide peracétique et de 7 à 10% en poids de peroxyde d'hydrogène, dilué à 0,1%-1%, dans la fabrication de sucre. Ils ont constaté que cette composition ne peut pas remplacer le formol, mais peut, en revanche, limiter l'utilisation de ce dernier.
R.NHYSTRAND (Zuckerindustrie 110(8) (1985) p. 693-698) a déterminé que l'Ekarox® B10, qui est une solution aqueuse contenant 2,5% en poids, d'acide peracétique et 30% en poids de peroxyde d'hydrogène, était une alternative valable à la mise en oeuvre du formol, lors de l'extraction du sucre de la betterave à sucre, à une concentration en principes actifs totaux (acide peracétique + peroxyde d'hydrogène) comprise entre 200 et 500 ppm.
La demande de brevet européen EP 0 678 123 publiée le 25 octobre 1995, fait état d'un procédé de désinfection des solutions aqueuses de sucre obtenues pendant l'extraction, mettant en oeuvre deux solutions aqueuses d'acide peracétique, l'une ayant un ratio molaire peroxyde d'hydrogène sur acide peracétique supérieur ou égal à 12, qui est introduite dans les eaux de pulpe pressées, et l'autre ayant un ratio molaire peroxyde d'hydrogène sur acide peracétique inférieur ou égal à 10, qui est introduite dans la fraction centrale des diffuseurs. Ce procédé, parce qu'il implique l'utilisation de deux solutions de concentrations différentes, engendre des problèmes de mise en oeuvre aux opérateurs de l'unité de production.
La demande de brevet européen EP 0 943 692 publiée le 22 septembre 1999 divulgue un procédé n'utilisant qu'une seule solution d'acide peracétique dans laquelle le ratio molaire peroxyde d'hydrogène sur acide peracétique est inférieur ou égal à 4, en l'introduisant en au moins un point en amont du ou des tambours de diffusion, et en au moins un point du circuit des eaux provenant du pressage des pulpes, avant recyclage vers le ou les tambours de diffusion, de façon à maintenir une concentration en acide peracétique à une valeur comprise entre 10 et 300 ppm (parties par million) et de préférence entre 20 et 50 ppm, les betteraves étant éventuellement aspergées avec ladite solution avant découpage en cossettes.
La demanderesse a cherché à améliorer l'efficacité des procédés décrits ci-dessus, sans engendrer de nouveaux effets secondaires négatifs.
L'invention a pour objet un procédé de désinfection à l'acide peracétique, de solutions de sucre circulant dans une unité d'extraction du sucre de la betterave à sucre, caractérisé en ce qu'il comprend, une étape de traitement des cossettes par une solution aqueuse comprenant entre environ entre 0,01% en poids et 1% en poids d'acide peracétique et de préférence entre 0,3% en poids et 0,5% en poids d'acide peracétique.
Le traitement mentionné ci-dessus est généralement effectué par pulvérisation ou par aspersion de ladite solution. Il peut également être effectué par immersion desdites cossettes dans la solution diluée. Le traitement est effectué de préférence, par aspersion de ladite solution, en sortie du coupe-racines sur les cossettes fraíchement découpées
Selon une première variante du procédé tel que défini précédemment, on introduit une solution aqueuse d'acide peracétique ayant un ratio molaire peroxyde d'hydrogène sur acide peracétique, inférieur ou égal à 4, en au moins un point de l'installation en amont du ou des tambours de diffusion et en au moins un point du circuit des eaux provenant du pressage des pulpes avant recyclage vers le ou les tambours de diffusion.
Selon une deuxième variante du procédé tel que défini précédemment, une solution d'acide peracétique est en outre introduite en continu dans les circuits d'eaux recyclées en diffusion, en particulier dans les eaux de presse à une concentration initiale comprise entre 1 ppm et 100 ppm, de préférence entre 3 ppm et 50 ppm d'acide peracétique.
Selon une troisième variante du procédé tel que défini précédemment, le procédé comprend une étape de traitement des betteraves avant découpage en cossettes par une solution aqueuse d'acide peracétique comprenant entre environ entre 0,1% en poids et 0,3% en poids d'acide peracétique.
Le traitement mentionné ci-dessus est généralement effectué par pulvérisation ou par aspersion de ladite solution. Il peut également être effectué par immersion desdites des betteraves dans la solution diluée.
De façon générale, le procédé et ses variantes tels que définis ci-dessus, fonctionnent en continu, sur toute une campagne de d'extraction soit, environ 3 à 6 mois par an.
Le traitement à l'acide peracétique, objet du procédé et de ses variantes tels que définis précédemment, est généralement mis en oeuvre avec une seule composition commerciale. Une telle composition est sous forme d'une solution aqueuse contenant de 5% à 30% et, de préférence, de 15% à 25% en poids d'acide peracétique, de 15% à 25% en poids de peroxyde d'hydrogène et de 15% à 25 % d'acide acétique et particulièrement environ 15% en poids d'acide peracétique et 23% en poids de peroxyde d'hydrogène. On procède alors de façon automatique ou manuelle aux dilutions nécessaires, près des points d'introduction et /ou de traitement de l'unité de production de sucre.
A certains endroits de l'installation, la composition commerciale est introduite en continu sans dilution préalable, en contrôlant le débit d'introduction par la mesure de la concentration initiale souhaitée en acide peracétique dans le circuit au lieu d'introduction.
L'utilisation d'une seule solution commerciale dans le procédé et ses variantes tels qu'ils sont définis précédemment, constitue aussi l'un des objets de la présente invention.
Selon un dernier aspect du procédé tel que défini précédemment, la quantité totale d'acide peracétique utilisée au cours des différentes étapes de traitement est comprise entre environ 20 g et 40 g par tonne de betteraves pressée.
L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois la limiter.
Une solution d'acide peracétique commercialisée par la société SEPPIC sous le nom BACTIPAL® 15/23, comprenant 15% d'acide peracétique et 23% de peroxyde d'hydrogène a été utilisée en continu à une concentration de 25 à 40 grammes d'acide peracétique par tonne de betteraves, pendant trois semaines dans une sucrerie lors d'une campagne d'extraction de sucre de la betterave à sucre, en l'aspergeant sur les betteraves avant découpage, et en l'introduisant en continu en divers points de l'installation, de la façon suivante :
  • aspersion en continu d'une solution diluée d'acide peracétique à une concentration de 0,1% à 0,3% en poids sur les betteraves nettoyées avant le coupe racines,
  • aspersion en continu d'une solution diluée d'acide peracétique à une concentration de 0,3% à 0,5% en poids sur les cossettes fraíches en sortie du coupe racines,
  • injection en continu dans le circuit d'eaux recyclées en diffusion. comprenant les eaux de presse, de la solution de BACTIPAL® 15/23, au débit nécessaire à l'obtention d'une concentration initiale d'au moins 3 ppm en peracétique.
Ce procédé permet de maítriser l'infection en diffusion, la pureté du jus vert, la consommation en sels de chaux et la coloration du sucre blanc. On a constaté une augmentation minimum de 2% de la teneur en matière sèche des pulpes pressées.
Lorsque l'on compare ce procédé à celui décrit dans la demande de brevet européen EP 0 943 692, on s'aperçoit que le procédé objet de la présente invention, permet d'économiser 1000 tonnes de fuel pour une sucrerie traitant 11000 tonnes de betteraves par jour.
Ces résultats montrent que le procédé mis en oeuvre, permet une amélioration notable du procédé d'extraction du sucre, ceci grâce notamment à l'aspersion en continu des cossettes fraíches avec une solution comprenant de 0,3% à 0,5% en poids, d'acide peracétique, le traitement dans sa totalité, nécessitant de 20 g à 40 g d'acide peracétique par tonne de betteraves introduites en amont dudit procédé

Claims (7)

  1. Procédé de désinfection à l'acide peracétique, de solutions de sucre circulant dans une unité d'extraction du sucre de la betterave à sucre, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement des cossettes, par une solution aqueuse comprenant entre environ 0,01% en poids et 1% en poids d'acide peracétique et de préférence entre 0,3% en poids et 0,5% en poids d'acide peracétique.
  2. Procédé tel que défini à la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement est effectué par aspersion de ladite solution sur les cossettes, en sortie du coupe-racines.
  3. Procédé tel que défini à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on introduit en outre, une solution aqueuse d'acide peracétique ayant un ratio molaire peroxyde d'hydrogène sur acide peracétique inférieur ou égal à 4, en au moins un point de l'installation en amont du ou des tambours de diffusion et en au moins un point du circuit des eaux provenant du pressage des pulpes, avant recyclage vers le ou les tambours de diffusion.
  4. Procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on introduit en outre une solution d'acide peracétique en continu dans les circuits d'eaux recyclées en diffusion, en particulier dans les eaux de presse à une concentration initiale comprise entre 1 ppm à 100 ppm, et de préférence entre 3 ppm et 50 ppm d'acide peracétique.
  5. Procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de traitement des betteraves avant découpage en cossettes par une solution aqueuse d'acide peracétique comprenant entre environ entre 0,1% en poids et 0,3% en poids, d'acide peracétique.
  6. Utilisation d'une solution aqueuse unique, contenant de 5% à 30% et, de préférence, de 15% à 25% en poids d'acide peracétique, de 15% à 25% en poids de peroxyde d'hydrogène et de 15% à 25 % d'acide acétique et plus particulièrement environ 15% en poids d'acide peracétique et 23% en poids de peroxyde d'hydrogène pour mettre en oeuvre le procédé tel que défini à l'une des revendications 1 à 5.
  7. Procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la quantité totale d'acide peracétique utilisée au cours des différentes étapes de traitement est comprise entre environ 20 g et 40 g par tonne de betteraves pressée.
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