FR2647812A1 - METHOD FOR IMPROVING THE SUGAR EXTRACTION RATE FROM A THIRD JET SYRUP, BY REDUCING THE END OF CRYSTALLIZATION TEMPERATURE - Google Patents
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- 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
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 degre(s)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.The process is an improvement of the so-called pre-turbining process where a massecuite 1 supersaturated with sugar is seeded with crystallization seeds, at the end of desursaturation, part of the cooked mass is removed, the sugar is extracted therefrom by centrifugation 20 and the particles are returned. mother liquors to a mixer 4 to join them to the second part 41 of cooked mass, before leaving it to cool in a mixer 5. Until now, the mother liquors separated from the first part of cooked mass were diluted by the sugar rinses and the greater part of the gain obtained by prolonging the mixing was thus lost to a temperature below 50 degree (s) C. According to the invention, the mother liquors are sent to a buffer tank 30, from where they are taken to be sent to a temperature exchanger 31, then sprayed into a chamber 32 under vacuum, to be concentrated and to find the temperature and concentration. at the crystallizer outlet 1.
Description
"Procédé d'amélioration du taux d'extraction de sucre d'un sirop de"Process for improving the sugar extraction rate from a syrup
troisième jet, en réduisant la température de fin de cristallisatlon" 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 sursaturatlon à une température de début de cristallisation pour obtenir un mélange dit masse cuite composée de cristaux de sucre dans une eau mère en vole de désursaturation, on divise en deux parts cette masse cuite pour prélever une première part o 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 cristalllsé third jet, by reducing the temperature at the end of crystallization "The invention relates to a process for increasing the yield of sugar extraction from a syrup of third jet, by reducing the temperature at the end of crystallization before elimination of molasses by centrifugation, according to which the syrup brought to supersaturation is seeded in crystallization seeds at a temperature at the start of crystallization in order to obtain a so-called mass-cooked mixture composed of sugar crystals in a mother liquor in flight with desaturation, this mass is divided into two parts cooked to take a first part where the mother water is separated by centrifugation from the sugar crystals which are rinsed with water, the rinsing being joined to the mother water which it dilutes, the mixture is heated diluted mother liquor and it is joined to the second part of the cooked mass, the crystal content of which is reduced, and this second part of cooked mass with reduced crystal content in the m is allowed to cool alaxating to a final crystallization temperature, after which the crystallized sugar is separated
des mélasses par centrifugation classique. molasses by conventional centrifugation.
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 à ensemencer le sirop sursaturé en germes de cristalllsatlon, 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 The classic operation, as it is constantly practiced on first and second jet syrups, and frequently on third jet syrups, consists in sowing the syrup supersaturated with crystalline germs, to allow the cooked mass thus cooled to cool. kneading it 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 spray syrup, constitute the molasses, in which the solutes, mineral salts and organic compounds inhibit the
cristallisation du sucre restant.crystallization of the remaining sugar.
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 The temperature at the end of crystallization, and therefore the sugar content of the mother liquors, is governed by the macroscopic viscosity of the mixture of sugar crystals / mother liquors. 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. While the end of crystallization temperature can be relatively high for the first and second jet cooked masses without major drawbacks, the sugar remaining in the mother liquors being recovered the following cooked, it would be advantageous to operate with an end temperature of crystallization as low as possible on the syrups of third jet, the sugar entrained by molasses being practically not recoverable economically under
forme de saccharose.form of sucrose.
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; So we tried, during the crystallization of the baked mass, to extract a part of the crystallized sugar before proceeding to cooling during mixing, to avoid overloading the mixer and rendering the mixing ineffective;
le processus a été défini ci-avant. the process has been defined above.
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 However, the attempts made in this direction have proved disappointing, since the mother liquors separated from the first part of the cooked mass, and diluted by the rinses
subséquents, sont dans un état de sous-saturation en sucre. subsequent, are in a state of undersaturation in sugar.
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 By adding them to the second part of the baked mass, partial sugar is already dissolved in this second part. The gain in yield obtained by lowering the end-of-crystallization temperature is offset by the dilution of the mother liquors, and the overall gain allowed by the process, commonly known as pre-turbination, is
faible.low.
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 In addition, centrifugal spinning causes the formation of an air emulsion in the mother liquors, all the more so as the impurities contained in the mother liquors, close to molasses, have surface-active properties which favor the
moussage.foaming.
Classiquement, on désémulsionne et réchauffe les eaux mères par injection de vapeur; la condensation de vapeur et Conventionally, the mother liquors are demulsified and reheated by injecting steam; vapor condensation and
l'élévation de température concourent à accentuer la sous- the rise in temperature combine to accentuate the
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 relative saturation, i.e. the ratio between the actual sugar content and the saturation content at the syrup temperature. We tried to concentrate the mother liquors from the first spin to bring them to the concentration and temperature of the liquid phase of the second part of the baked mass before joining them. This concentration operation must not lead to appreciable losses of sucrose, that is to say must be rapid and carried out at too high a temperature; it is therefore necessary to operate by boiling under reduced pressure. The tests carried out in a vacuum chamber equipped with an exchanger bundle supplied with steam caused such foaming
que l'ébullition n'a pu se déclencher. that the boiling could not be started.
Pour tourner ces difficultés, l'inventlon 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 température de début de cristallisation pour obtenir un mélange dit masse cuite composée de cristaux de sucre dans une eau mère en vole de.désursaturation, on divise en deux parts cette masse cuite pour prélever une première part o 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 crlstallisatlon, 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, To overcome these difficulties, the inventlon 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. the syrup brought to supersaturation at a temperature of start of crystallization to obtain a so-called massed mixture composed of sugar crystals in a mother liquor in flight of desesaturation, this mass is divided into two parts to take a first part where the the mother water is separated by centrifugation 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 cr lstallisatlon, 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 re-establish the temperature and concentration of the mother water in the starting cooked mass,
avant de la joindre à la seconde part de masse cuite. before joining it to the second part of the cooked mass.
Ainsi, le réchauffage des eaux mères est effectué sous une pression suffisamment élevée pour être relativement loin de l'ébullltion, 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 Thus, the heating of the mother liquors is carried out under a pressure high enough to be relatively far from the boiling, so that the 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. As a corollary, the mother water mass during evaporation and deaeration is very small; foaming
est faible et sans inconvénient.is weak and has no drawbacks.
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 d à l'évaporation. Cette température de surchauffe est convenablement de 80 à 12"C supérieure à celle Preferably, 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 superheat temperature is suitably 80 to 12 "C higher than that
de début de cristallisation.at the start of crystallization.
Il est également approprié que la pression absolue dans l'enceinte en dépression soit comprise entre 20 et kPa (0,2 à 0,3 bar) correspondant à une température It is also appropriate that the absolute pressure in the vacuum enclosure is between 20 and kPa (0.2 to 0.3 bar) corresponding to a temperature
d'ébullition de l'eau dans une plage centrée sur 65"C. of boiling water in a range centered on 65 "C.
En disposition préférée, on réchauffe l'eau mère diluée et on la concentre en cycle fermé, en soutirant de ce cycle de l'eau mère à sensiblement mêmes température et concentration que l'eau mère dans la masse culte de départ, tandis que l'on compense le soutirage par apport d'eau mère diluée centrifugée de la première part de masse culte. On dispose ainsi d'un tampon d'eau mère en concentration et In preferred arrangement, the diluted mother liquor is heated and concentrated in a closed cycle, by drawing from this cycle the mother water at substantially the same temperature and concentration as the mother water in the cult starting mass, while the 'we compensate for the withdrawal by the addition of diluted centrifuged mother liquor from the first part of cult mass. There is thus a buffer of mother liquor in concentration and
réchauffage, notamment pour pallier les à-coups d'opération. reheating, in particular to mitigate the surges of operation.
Des caractéristiques complémentaires et les avantages Additional features and benefits
de l'inventlon ressortiront d'ailleurs de la description qui inventlon will also emerge from the description which
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 will follow, by way of example, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents the diagram for extracting sugar from a syrup of third jet, with a pre-turbination according to the invention
la figure 2 est un schéma de l'étage de réchauffage- Figure 2 is a diagram of the heating stage-
concentration des eaux mères issues du préturbinage. concentration of mother liquors from pre-turbines.
Selon le mode d'exécution du traitement de sirops de troisième jet représenté figure 1, l'installation comporte un étage 1 de cuite, o 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 préturblnage 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, o 'la masse cuite est un mélange de cristaux de sucre et d'eaux mères désursaturées en saccharose à la température de fin de cristallisatlon, et fortement chargées en impuretés diverses, sels minéraux et impuretés organiques, dénommées générlquement mélasses. A ce stade la masse culte est transférée par une pompe 50 à un étage de turblnage 6, o le sucre est séparé des mélasses dans une centrifugeuse 60, le sucre rincé sortant en 61, tandis que les mélasses et According to the mode of execution of the treatment of third-jet syrups represented in FIG. 1, 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 in the process of magnification and mother liquors in the process of desaturation is extracted by a pump 10 and returned to a line 11 which serves on the one hand a pre-purging stage 2 and on the other hand a crystallizer or kneader 5 through a mixer 4. In the mixer 5, 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 mother liquors unsaturated in sucrose at the end of crystallization temperature, and highly charged with various impurities, mineral salts and organic impurities, generally called molasses. At this stage the cult mass is transferred by a pump 50 to a turblnage stage 6, where the sugar is separated from the molasses in a centrifuge 60, the rinsed sugar leaving at 61, while the molasses and
rinçats sont éliminés en 62 comme sous-produit. rinses are eliminated in 62 as a by-product.
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), o 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 On the pre-turbining stage 2, 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 sugar
cristallisé est récupéré à la sortie 21. crystallized is collected at exit 21.
Les eaux mères et rinçats sortant de la centrifugeuse The mother liquors and rinses leaving the centrifuge
par la sortie 22 traversent un étage de concentration- via exit 22 cross a concentration floor
réchauffage 3 pour être envoyés sur l'entrée 40 du mélangeur 4, et venir diluer la seconde partie de masse culte arrivant reheating 3 to be sent to the input 40 of the mixer 4, and to dilute the second part of cult mass arriving
directement de la ligne 11 sur l'entrée 41. directly from line 11 on entrance 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 culte 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 Thus 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. We have commented, in the description of the state of the art, the advantage of bringing to the end of crystallization in the mixer 5, a cult mass depleted in crystallized sugar, in order to be able to lower the end of crystallization temperature without overloading the mixer and without making it difficult to separate the molasses in the
centrifugeuse 60.centrifuge 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 We have also commented, in the description of the state of the art, the difficulties encountered in re-injecting, at the inlet 40 of the mixer 4, mother liquors sufficiently concentrated in sucrose so as not to lose again, by diluting the molasses, the more of the sucrose than could be expected from the lowering of the end-of-crystallization temperature, and the concomitant lowering of the
teneur de saturation en saccharose.sucrose saturation content.
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 By explaining the means of the invention, it has been brought out that the process of concentration and reheating carried out in stage 3 made it possible to bring to the inlet 40 of the mixer 4 mother liquors whose composition and temperature corresponded very substantially to those of the mother liquors before their separation of the sugar in the centrifuge 20, whereby it was possible to recover all the sugar capable of crystallizing thanks to the lowering
de la température de fin de cristallisation. the end of crystallization temperature.
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 , 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 As best seen in FIG. 2, 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 arranged at a level lower than that of the vaporization box 32, so that the contents of this box can return to the buffer tank, despite the depression prevailing in the box 32. The buffer tank 30 is divided into two parts 35 and 36 by a weir partition 30c 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 30c; this part 36, of relatively small volume, is equipped with a recovery pump 30d to send the mother liquors, after concentration and
réchauffage, au mélangeur 4 (figure 1). reheating, in mixer 4 (figure 1).
La partie 35, qui occupe la majeure partie du réservoir 30, est alimentée par la canalisation 22 qui provient des égo ts 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 The part 35, which occupies the major part of the tank 30, is supplied by the line 22 which comes from the ego ts of the centrifuge 20 (FIG. 1), this line 22 extending, in the tank 30, by a supply valve 30b which opens clearly below the
niveau des eaux mères, fixé par la crête de cloison 30c. mother liquor level, fixed by the partition crest 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 In addition, a circulation pump 30d draws from the lower part of the major part 35 of the tank 30 to discharge the mother liquors into the exchanger 31 at the inlet 31a, the mother liquors emerging through the outlet 31b, after having passed a bundle of steam tubes supplied with steam via the inlet 31c, this steam leaving in 31d in the plus state or
moins condensé.less condensed.
Les eaux mères réchauffées dans l'échangeur 31 sont envoyées à des buses de pulvérisation 32a dans le caisson The mother liquors heated in the exchanger 31 are sent to spray nozzles 32a in the box.
évaporateur 32.evaporator 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 This box 32 is composed of two superimposed cylindrical parts, the upper part, of larger diameter forming a vapor buffer, while the lower part
forme réceptacle pour les eaux mères, jusqu'à un niveau 32f. receptacle form for mother liquors, up to level 32f.
Les buses de pulvérisation 32a sont disposées vers le haut de The spray nozzles 32a are arranged towards the top of
la partie inférieure.the bottom part.
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 The upper part is dome-shaped, at the top of which a drain pipe 32b is stitched, connected to a vacuum service pipe 34, through a valve
32_ asservie à la dépression dans le caisson 32. 32_ controlled by the vacuum in the box 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 It will be noted that the upper part is provided with a nozzle '32d for the introduction of hot water, with a valve 32e controlled by the temperature in the upper part of the box, this arrival of hot water being provided to avoid
une sursaturation des eaux mères, notamment. supersaturation of mother liquors, in particular.
La partie inférieure du caisson 32 se termine en cône d'o 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 The lower part of the box 32 ends in a cone from where a pipe 33, which ends in the tank 30 to a supply rod 30a which plunges into the major part 35 of the tank 30 as close to the bottom. It will be understood that the height of column h between the level of the crest of the partition 30c corresponds, taking into account the density of the mother liquors at the outlet of the caisson 32, a function of the concentration and of the temperature, unlike the
pressions régnant dans le réservoir 30 et dans le caisson 32. pressures prevailing in the tank 30 and in the box 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 30_, traversant l'échangeur 31 pour être pulvérisées dans le caisson 32, d'o elles retournent par gravité au réservoir 30 par la canalisation 33. Cette circulation en circuit fermé fonctionne en parallèle avec la circulation depuis la 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_, passing through the exchanger 31 to be sprayed into the box 32, from which they return by gravity to the tank 30 through the pipe 33. This closed circuit circulation operates in parallel with the circulation from the
canalisation 22 venant de la turbine 20 vers le mélangeur 4. line 22 coming from the turbine 20 to the mixer 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: It will be noted that 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. Furthermore, the spraying by the nozzles 32a 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 surfactants, and obtain a fine spray and not the development of an agglomerate of air bubbles, so that the evaporation is of the so-called type:
évaporation flash.flash evaporation.
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'lntermédiaire de la vanne asservie 31e, pilotée par It will be noted that the quantity of water evaporated is a direct function, per unit of flow rate, of the temperature difference of the mother liquors between their spraying by the nozzles 32a and their collection at the bottom of the box 32. The concentration can thus be adjusted mother liquors in the return pipe 33, measured by a sensor 31f by adjusting the quantity of steam admitted into the exchanger 31, by the intermediary of the slaved valve 31e, controlled by
le capteur 311.the sensor 311.
Pour donner un exemple d'exploitation, les eaux mères provenant des égo ts de la centrifugeuse 20 arrivaient à un débit de 10 tonnes à l'heure, à une température de 80"C et To give an example of operation, the mother liquors from the ego ts of the centrifuge 20 arrived at a flow rate of 10 tonnes per hour, at a temperature of 80 "C and
une concentration de 89 Brlx.a concentration of 89 Brlx.
On rappelle que le Brlx 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 Brlx. 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 It is recalled that the Brlx 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 Brlx hydrometer. The Brix degree of a syrup in measure expresses the percentage sugar content by weight of a pure syrup which has, at 15 "C, the same density as
le sirop dans les conditions de mesure. syrup under the measurement conditions.
L'étage 3 de concentratlon-réchauffage est réglé pour restituer, au mélangeur 4, un débit de sensiblement 10 The stage 3 of concentratlon-reheating is adjusted to restore, to the mixer 4, a flow rate of substantially 10
tonnes/heure, d'eaux mères à 82"C et 92 Brlx. tonnes / hour of mother liquor at 82 "C and 92 Brlx.
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'égo t de turbine 20 réduisent les concentration et température. La pompe 30_ 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 In operating mode, the contents of the tank have, on 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 ego contributions t of turbine 20 reduce the concentration and temperature. The pump 30_ provides a circulation rate of 30 tonnes / hour. Given the open circuit circulation rate of 10 tonnes / hour, the mother liquors taken from the bottom of the major part 35 of the reservoir
présentent une température de 81C et un degré Brix de 91. have a temperature of 81C and a Brix of 91.
En sortie 31b de l'échangeur 31, les eaux mères atteignent une température de 930C, tandis que ni le débit de At the outlet 31b of the exchanger 31, the mother liquors reach a temperature of 930C, while neither the flow of
t/h, ni la concentration de 91 degrés Brlx n'aient changé. t / h, nor the concentration of 91 degrees Brlx have not changed.
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 Leaving the nozzles 32a of the box 32 in the form of a mist of droplets, the mother liquors undergo partial evaporation in the atmosphere in depression. 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 by the pipe 33 is less by the mass of evaporated water than that which is introduced by the nozzles 32a, this mass d evaporated water corresponds to approximately 1% of the mass of circulating mother liquors, and can be
négligée dans le calcul des débits. neglected in the calculation of flow rates.
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 321, la hauteur de colonne h des eaux mères (à 92 Brix et 82 C) entre le niveau 321 et le niveau 30f dans la partie majeure 35 du réservoir (définie par la crête de paroi 30c) équilibrant la dépression dans le caisson 32. Cette dépression correspond à la pression de vapeur d'eau saturante à 65 C, réglée par As already mentioned, 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 321, the height of column h of the mother liquors (at 92 Brix and 82 C) between the level 321 and the level 30f in the major part 35 of the reservoir (defined by the wall crest 30c) balancing the depression in box 32. This depression corresponds to the saturated water vapor pressure at 65 C, adjusted by
l'asservissement 32c.the servo 32c.
La canalisation 33 débouche près du fond du réservoir , 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 The pipe 33 opens near the bottom of the tank, 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 part 36, overflowing above the crest of the wall 30c, to be
reprises par la pompe 30e et renvoyées au mélangeur 4. taken up by pump 30e and returned to mixer 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-concentratlon reste négligeable, sous l'aspect des projets d'ingéniérle. Mais cette différence correspond à la concentration des eaux mères, et est responsable des gains de production, compte tenu que la pratique du préturblnage permet d'abaisser la température de fin de cristallisation en dessous de 50 C en Taking into account that the quantity of water evaporated in the box 32 is of the order of a percent relative to the closed circuit flow rate of the mother liquors in concentration, and that this flow rate is approximately triple the flow rate arriving through the pipe 22, the difference in flow rates between the inlet and the outlet of the heating-concentratlon assembly remains negligible, under the aspect of engineering projects. But this difference corresponds to the concentration of the mother liquors, and is responsible for the production gains, given that the practice of pre-coating makes it possible to lower the temperature of end of crystallization below 50 C in
gardant l'efficacité du malaxeur 5. keeping the efficiency of the mixer 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 Brlx dans les eaux mères jointes à la seconde part de masse cuite It will be noted that, with respect to the example which has just been described, temperature dispersions of + 2 C are admissible; the concentration dispersions can reach + 1 Brix in the starting mother liquors, and + 2 Brlx in the mother liquors added to the second part of the cooked mass
dans le mélangeur 4.in the mixer 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 Tests have shown that the process according to the invention made it possible to reduce the quantity of sugar extracted from 100 kg of cooked mass, from 48.03 kg to 52.64 kg.
un gain de 9,6 % sur les productions antérieures. a gain of 9.6% over previous productions.
Ainsi, au cours d'une campagne o 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 Thus, during a campaign in which 23,500 tonnes of refined brown sugar will be produced, the process of the invention will have increased production by approximately 2,100 tonnes; the ton of sugar, at this stage, has a value of around
400 francs.400 francs.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes Of course, the invention is not limited to the example described, but embraces all its variants
d'exécution dans le cadre des revendications. of execution within the framework of the claims.
Claims (8)
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FR8907242A FR2647812B1 (en) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | METHOD FOR IMPROVING THE SUGAR EXTRACTION RATE FROM A THIRD JET SYRUP, BY REDUCING THE END OF CRYSTALLIZATION TEMPERATURE |
EP90401386A EP0402190A1 (en) | 1989-06-01 | 1990-05-23 | Process for improving the extraction rate of sugar from a third massecuite by lowering the temperature at the end of the crystallisation |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (3)
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FR2534595A1 (en) * | 1982-10-18 | 1984-04-20 | Beghin Say Sa | METHOD AND DEVICE FOR THE CONTINUOUS CRYSTALLIZATION OF A COOKED MASS, ESPECIALLY A SUGAR SYRUP |
FR2597115A1 (en) * | 1986-04-09 | 1987-10-16 | Fives Cail Babcock | Process and plant for the continuous production of sugar crystals from syrups |
GB2206293A (en) * | 1987-06-22 | 1989-01-05 | Eridania | Manufacture of sugar by crystallisation by cooling |
-
1989
- 1989-06-01 FR FR8907242A patent/FR2647812B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-23 EP EP90401386A patent/EP0402190A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2534595A1 (en) * | 1982-10-18 | 1984-04-20 | Beghin Say Sa | METHOD AND DEVICE FOR THE CONTINUOUS CRYSTALLIZATION OF A COOKED MASS, ESPECIALLY A SUGAR SYRUP |
FR2597115A1 (en) * | 1986-04-09 | 1987-10-16 | Fives Cail Babcock | Process and plant for the continuous production of sugar crystals from syrups |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2647812B1 (en) | 1991-09-13 |
EP0402190A1 (en) | 1990-12-12 |
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