WO1984001584A1 - Procede et dispositif de cristallisation en continu d'une masse cuite - Google Patents

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WO1984001584A1
WO1984001584A1 PCT/FR1983/000196 FR8300196W WO8401584A1 WO 1984001584 A1 WO1984001584 A1 WO 1984001584A1 FR 8300196 W FR8300196 W FR 8300196W WO 8401584 A1 WO8401584 A1 WO 8401584A1
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continuous
vacuum
under vacuum
mass
mixer
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PCT/FR1983/000196
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English (en)
Inventor
Jacques Cuel
Claude Longue-Epee
Original Assignee
Beghin Say Sa
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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
    • C13B30/02—Crystallisation; Crystallising apparatus
    • C13B30/022—Continuous processes, apparatus therefor
    • 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
    • C13B30/02—Crystallisation; Crystallising apparatus
    • C13B30/026—Discontinuous processes or apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to a process and a device for continuously kneading a cooked mass obtained in particular during the manufacture of sugar, it being understood that by “sugar” is meant “sucrose”.
  • Sugar extraction processes generally use two types of factories: actual manufacturing factories (sugar refineries) and post-processing factories (refineries) in which the sugars are refined, filtered, crystallized and shaped.
  • the sugar factories have equipment adapted to the raw material used which is beet or cane.
  • the sugar factories have specific equipment while the refineries process raw sugars whether they are cane or beet.
  • the diffusers are devices in which water is circulated against the current.
  • the juices obtained contain approximately 11 to 12% of impurities related to dry matter.
  • a lime treatment followed by carbonation and separation by filtration or decantation allows satisfactory purification of organic non-sugars.
  • the present invention relates more particularly to the steps per ⁇ putting to crystallize sugar and applies to all sugary juices whatever the raw material used.
  • crystallization in candy and in refinery (cane or beet) is to extract in crystallized form, with as high a yield as possible, the sugar dissolved in the syrup and to thus separate soluble impurities which accompany it.
  • the speed of crystallization depends mainly on the following linked parameters: supersaturation, viscosity, temperature, internal agitation, purity and pH.
  • French patent n ° 1528738 describes a crystallization process for candy syrup according to which concentrated sweet juices are introduced into a cooking boiler where a fraction of the sugar is crystallized. The cooked mass obtained is kneaded for a certain time at an elevated temperature and then sieved in a centrifugal wringer where the crystals are separated from the sewer. The mother sewer is then mixed with crystals and then undergoes a second kneading in order to cause the crystallization of the sugar contained in said sewer.
  • French patent n ° 2064277 describes a process for obtaining crystals continuously according to which a sugar syrup, in the presence of crystalline seeds, previously added, is concentrated under vacuum in a crystallizer having several successive compartments. This process requires a relatively high temperature, which on the one hand, increases the energy expenditure, and on the other hand, decreases the crystallization yield.
  • the crystallization process according to the invention makes it possible to obtain, at the end of the kneading of the baked mass, a much greater quantity of crystallized sugar than during the implementation of the processes known to date.
  • the process aims to lower the temperature of the cooked mass as much as possible to increase crystallization.
  • It consists in subjecting a sugar syrup to continuous or discontinuous cooking in order to obtain a cooked mass, to subject the cooked mass to one or more stages of continuous mixing under vacuum, then to separate the crystals from the mother water.
  • the crystallization jet considered, in particular by turbination and is characterized in that at least part of the mother liquor is recycled during the steps of the kneading under vacuum.
  • the invention also relates to a device for kneading a baked mass, consisting of one or more kneaders arranged in series comprising means for input and output of the baked mass, at least one vacuum outlet characterized in that that the mixer (s) include a means for entering the mother liquor obtained during the spinning of the crystallized cooked mass.
  • the so-called “poor sewer” part is recycled during the steps of kneading under vacuum.
  • the so-called “rich sewer” part is reinjected for example at the cooked level.
  • the recycled part of the mother liquor is heated and demulsified before said recycling.
  • the viscosity of the cooked mass increases, the lowering of temperature is made possible by the self-evaporation under vacuum, in continuous mode, of the water contained in the cooked mass and by the recycling of all or part of the mother water, which causes violent and permanent agitation.
  • the continuous mixing under vacuum comprises several successive stages. In the case of two stages, the first is conducted under a vacuum between 82.6 MPa and 88.0 MPa, the second under a vacuum between 88.0 MPa and 96.0 MPa.
  • the terracotta must have an initial temperature of around 80 ° C and, after continuous mixing under vacuum, have its temperature lowered to between 40 ° C and 50 ° C.
  • the crystallized terracotta is then wrung (turbination): the crystals are separated from the mother liquor and the poor sewer of the crystallization jet under consideration is recycled, for the most part, at the level of the continuous mixer (s) under vacuum . Poor recycled sewers maintain sufficient fluidity so that the cooked mass does not freeze and the mobility of the crystals allows their movement.
  • the means for entering the lean sewer consist of one or more pipes located in the lower part of the cylinder.
  • these tubes arrive tangentially to the cylinder.
  • their number is between two and ten.
  • Figure 1 shows a flow-sheet of a variant of the process according to which, after continuous cooking, the continuous mixing under vacuum is carried out in an apparatus consisting of a single mixer.
  • Figure 2 presents a flow-sheet of a preferred variant of the process according to which, after continuous cooking, the continuous mixing under vacuum is carried out in an apparatus made up of two distinct mixers.
  • Figure 3 shows the device for implementing the method illustrated in Figure 1.
  • WIPO Figure 4 shows the device for implementing the method illustrated in Figure 2.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view in broken section with a parallel plane of a vacuum mixer illustrated in FIG. 4.
  • Figure 6 is a side view along A. A of the same mixer.
  • a fraction 1 a, 21 a of sugar syrup 1, 21 is directed towards a vertical device 2, 22 to make the cooked potato. It has a volume of 300 h. l. and comprises a bundle, with tubes supported by two frusto-conical plates, sloping towards the central well equipped with a stirring propeller.
  • the cooking feet 3, 23 of the vertical device 2, 22 supply the magma mixer 4, 24.
  • the magma mixer is a completely closed horizontal cylindrical capacity, equipped with an agitator consisting of a propeller supported by a longitudinal shaft rotating at 1 rpm and equipped with a double jacket with circulation of hot water at 80 ° C. allowing to thermostate the whole: this magma mixer has only a buffer storage role.
  • the continuous cooking appliance 6, 26 is composed of a horizontal cylindrical steel tank, inside which the heating is provided by a bundle of longitudinal stainless steel tubes, arranged in layers.
  • the lower part of the tank is provided with a double envelope in which the vapors circulate which are not condensed in the bundle.
  • a certain flow of steam is injected into the lower part of the cooking apparatus to ensure agitation of the cooked mass.
  • the apparatus is divided into compartments by transverse partitions and a longitudinal partition at the base of which an orifice allows the progression of the cooked mass.
  • the first compartment is powered
  • CMPI by the magma, the following by the baked mass from the previous compartment.
  • Each compartment is also provided with a syrup supply 1 b, 21 b which sprinkles the walls emerging from the cooked mass by rotating tubes.
  • the massecuite reaching the last compartment is extracted at its base by a variable speed pump.
  • the circulation and the flow of fluids in the device are controlled by chains of vacuum regulation, vapor pressures, agitation, density and level of cooked mass.
  • Average aperture of the crystals 0.5 to 0.6 mm
  • the terracotta 7, 27 is directed to a continuous vacuum mixing device 8, 28.
  • this device consists of a mixer 8 comprising a hermetic horizontal shell 9, heat-insulated, provided with a longitudinal shaft 10 supporting a propeller 1 1 and separated into two compartments 12 , 13, by a watertight wall 14, which is equipped in the lower part with an orifice 15 allowing the transfer of the baked mass from an inlet compartment to the outlet compartment, each compartment being provided with a tube 35 allowing a connection with a vacuum source.
  • the inlet compartment and the outlet compartment are respectively provided with inlet manifolds 1 16a and 1 6b of output of the massecuite, these tubes being of small cross section and located in the lower part of each compartment,
  • the first compartment is subjected to a vacuum of 82.2 MPa, the second to a vacuum of 89.4 MPa.
  • variable speed positive displacement pump - which can be the pump for extracting the continuous cooked 6 - and d an umometric volumetric pump with variable speed of extraction.
  • the baking mass is fluidized with the lean sewer 18 obtained during the spinning of the crystallized baking mass (centrifugation step 40 allowing the crystallized sugar to be isolated 41 ).
  • This poor sewer arrives at the bottom of each of the compartments 12, 13 by three tangential pipes 19 whose flow rates are regulated.
  • the crystallized baked mass 27 leaving the first continuous vacuum mixer 28 is directed to the second mixer 29.
  • Each mixer 28, 29 consists of a horizontal cylinder 30 provided with an internal movement of low power, scraping the walls and thus preventing sugar concretions, it also comprises inlet pipes 31a and outlet 31b of the terracotta, of small section and located in its lower part.
  • the level of cooked mass is maintained substantially in the diametral plane, so as to present the maximum surface area for evaporation.
  • the part known as "poor sewers" 39 resulting from the cooked mass after spinning 40, previously reheated 42 and demulsified 43, is injected 211 a, 211 b, into the mixers 28, 29 at four points by horizontal inlets 32 distributed according to the lower generator 33.
  • the so-called "rich sewer” part 44 is recycled with the fraction 21 b.
  • Each mixer 28, 29 constitutes a stage placed under a determined vacuum, which corresponds to the desired cooked-up temperature. The progression of the vacuum per stage makes it possible to lower the lower temperature limit while avoiding the spontaneous formation of "false grains".
  • the assembly is continuously supplied by a volumetric pump 34 at variable speed from the outlet of a continuous batch or of a mixer for casting a batch batch.
  • Each stage is connected 35 to a deep vacuum unit 37, the vacuum being regulated by means of an automatic valve 36. After a 90 minute residence time, the cooled cooked mass is extracted continuously through a volumetric pump 38 speed will ⁇ riable.
  • the speeds of the terracotta pumps are controlled by level regulators.
  • the voids are regulated by automatic valves on posted instructions.
  • the sewer introduction flow rate on each stage is adjusted proportionally to the mass flow rate and corrected on the last stage as a function of the output Brix.
  • the process according to the invention makes it possible to save approximately 60% of the steam consumption.
  • the essential difference between the continuous vacuum mixer and the other types of crystallizer is that the cooling is not done by exchange with a fluid but by auto-evaporation.
  • the continuity of the operation promotes the regularity of the finished product obtained by maintaining the value of all the parameters of the regulatory chains.
  • the magnification coefficient of the crystals is between 1.30 and 1.80.
  • the crystallization process according to the invention can be qualified as “crystallization process cold ": it eliminates any phenomenon of recoloration of the cooked mass, thereby reducing the amount of water required during the clearing step, an operation which is always accompanied by a redissolution of the sugar crystals.
  • the process and the crystallization apparatus of such a sugar rop 'according to the invention allow to push the extraction to a level never achieved, regardless of the technique used.
  • they add to the kneading all the advantages of a continuous * work , namely: regularity of operation - therefore better quality of the product obtained -, reduction of the dimensions of the material, simplification of the control and automation chains , very significant improvement in the workshop's operating account.

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Abstract

La masse cuite (7) est soumise à un malaxage continu sous vide dans un appareillage (8) permettant d'effectuer ce traitement en au moins deux étapes successives. On sépare ensuite les cristaux de l'eau mère du jet de cristallisation considéré et l'égout pauvre est ensuite recyclé lors des étapes de malaxage sous vide. Le grossissement des cristaux, pour un premier jet de raffiné dépasse 60 %. Application à l'industrie sucrière.

Description

PROCEDE ET DISPOSITI F DE CRISTALLISATION EN CONTI NU
D'UNE MASSE CUITE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de malaxage en continu d'une masse cuite obtenue notamment lors de la fabrication du sucre, étant entendu que par "sucre" on entend "saccharose" .
Les procédés d'extraction du sucre font, en général , appel à deux types d'usines : des usines de fabrication proprement dites (sucre¬ ries) et des usines de post-traitement ( raffineries) dans lesquelles les sucres sont affinés , filtrés , cristallisés et façonnés . Les sucreries ont des équipements adaptés à la matière première utilisée qui est la betterave ou la canne. Ainsi , les sucreries ont un équipement spécifique alors que les raffineries traitent des sucres bruts qu'ils soient de canne ou de betterave.
Lorsque la matière première est la betterave on utilise un procédé de diffusion pour obtenir un jus qui aura recueilli le sucre contenu dans les betteraves préalablement découpées en fines lanières ou cossettes .
De manière schématique, les diffuseurs sont des appareils dans les¬ quels on fait circuler de l'eau à contre-courant. Les jus obtenus contiennent environ 11 à 12 % d' impuretés rapportés aux matières sèches .
Un traitement à la chaux suivi d'une carbonatation et d'une sépara¬ tion par filtration ou par décantation permet une épuration satisfai¬ sante des non-sucres organiques.
Lorsque la matière première est la canne, on opère par broyage et pression dans des "moulins" pour extraire le jus , rarement par diffusion. Ne contenant pas les mêmes impuretés que le jus de bet¬ terave, le jus de canne subit une épuration différente et l'étape de carbonatation est supprimée. Par contre, pour ce qui concerne les étapes de concentration et de cristallisation , les opérations nécessaires sont comparables dans les deux types de sucrerie.
La présente invention concerne plus particulièrement les étapes per¬ mettant de cristalliser le sucre et s'applique à tous les jus sucrés quelle que soit la matière première utilisée.
La cristallisation en sucrerie (de canne ou de betterave) et en raffi¬ nerie (de canne ou de betterave) a pour but d'extraire sous forme cristallisée, avec un rendement aussi élevé que possible, le sucre dissous dans le sirop et de le séparer ainsi des impuretés solubles qui l'accompagnent.
La vitesse de cristallisation dépend principalement des paramètres liés suivants : sursaturation , viscosité, température , agitation in¬ terne, pureté et pH .
Le brevet français n° 1528738 décrit un procédé de cristallisation de sirop de sucrerie selon lequel on introduit dans une chaudière à cuire des jus sucrés concentrés où une fraction du sucre est cristal¬ lisée. La masse cuite obtenue est malaxée pendant un certain temps à une température élevée puis tamisée dans une essoreuse centrifuge où les cristaux sont séparés de i'égout. L'égout mère est ensuite mélangé à des cristaux puis subit un second malaxage afin de pro¬ voquer la cristallisation du sucre contenu dans ledit égout.
Dans ce procédé, le fait d'opérer à température élevée , ce qui est nécessaire compte-tenu de ses caractéristiques , ne permet pas d'at¬ teindre un degré de cristallisation suffisamment élevé. Par ailleurs, la consommation d'énergie est importante.
Le brevet français n° 2064277 décrit un procédé d'obtention de cristaux en continu selon lequel un sirop de sucre, en présence de germes cristallins , préalablement ajoutés , est concentré sous vide dans un cristalliseur présentant plusieurs compartiments successifs . Ce procédé nécessite une température relativement élevée, ce qui d'une part, accroît la dépense énergétique, et d'autre part, diminue le rendement de cristallisation .
Le procédé de cristallisation selon l'invention permet d'obtenir dès la fin du malaxage de la masse cuite une quantité de sucre cristallisé beaucoup plus importante que lors de la mise en oeuvre des procédés connus à ce jour.
En effet, le procédé vise à abaisser au maximum la température de la masse cuite pour augmenter la cristallisation .
I l consiste à faire subir à un sirop de sucre une cuite continue ou discontinue de façon à obtenir une masse cuite, à soumettre la masse cuite à une ou plusieurs étapes de malaxage continu sous vide, à séparer ensuite les cristaux de l'eau mère du jet de cristallisation considéré, notamment par turbinage et est caractérisé en ce qu'une partie au moins de l'eau mère est recyclée lors des étapes du malaxage sous vide.
L'invention a également pour objet un dispositif de malaxage d'une masse cuite, constitué d'un ou plusieurs malaxeurs disposés en série comportant des moyens d'entrée et de sortie de la masse cuite, au moins une prise de vide caractérisé en ce que le ou les malaxeurs comportent un moyen d'entrée de l'eau mère obtenue lors de l'es¬ sorage de la masse cuite cristallisée.
De préférence, seule la partie dite "égout pauvre" est recyclée lors des étapes de malaxage sous vide. La partie dite "égout riche" est réinjectée par exemple au niveau de la cuite.
Les termes "égouts pauvre et riche" sont définis selon J . DUBOURG Sucreries de betteraves 1952.
De préférence encore, la partie recyclée de l 'eau mère est réchauffée et désémulsionnée avant ledit recyclage .
Bien que la viscosité de la masse cuite augmente, l'abaissement de température est rendu possible par l'auto-évaporation sous vide , en régime continu , de l'eau contenue dans la masse cuite et par le recyclage de tout ou partie de l'eau mère , ce qui provoque ainsi une agitation violente et permanente.
OMPI
-.. V, , : 0 Cette agitation est d'autant plus efficace qu'elle s'effectue d'une manière régulière sur une épaisseur faible et uniforme de la masse cuite.
I I est avantageux que le malaxage continu sous vide comporte plu¬ sieurs étapes successives. Dans le cas de deux étapes , la première est conduite sous un vide compris entre 82 ,6 MPa et 88 , 0 MPa , la seconde sous un vide compris entre 88 ,0 MPa et 96 ,0 MPa . La masse cuite doit présenter une température initiale d'environ 80°C et voir, à l'issue du malaxage continu sous vide , sa température abaissée à une valeur comprise entre 40°C et 50°C . La masse cuite cristallisée est ensuite essorée (turbinage) : les cris¬ taux sont séparés de l'eau mère et l'égout pauvre du jet de cristal¬ lisation considéré est recyclé, en grande partie, au niveau du ou des malaxeurs continus sous vide. Les égouts pauvres recyclés main¬ tiennent une fluidité suffisante pour que la masse cuite ne se fige pas et que la mobilité des cristaux permette leur mouvement. De préférence , les moyens d'entrée de l'égout pauvre sont constitués d'une ou plusieurs tubulures situées dans la partie inférieure du cylindre. De préférence, ces tubulures arrivent tangentiellement au cylindre. De préférence, leur nombre est compris entre deux et dix.
Le procédé et le dispositif selon l'invention seront mieux compris grâce à la description des figures 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6, et grâce à un exemple de réalisation .
La Figure 1 présente un flow-sheet d'une variante du procédé selon laquelle, après une cuite continue, le malaxage continu sous vide est conduit dans un appareillage constitué d'un seul malaxeur.
La Figure 2 présente un flow-sheet d'une variante préférée du procédé selon laquelle , après une cuite continue, le malaxage continu sous vide est conduit dans un appareillage constitué de deux malaxeurs distincts.
La Figure 3 présente le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé illustré à la figure 1 .
OMPI La Figure 4 présente le dispositif pour mettre en oeuvre le procédé illustré à la figure 2.
La Figure 5 est une vue transversale en coupe brisée à plan paral¬ lèle d'un malaxeur sous vide illustré à la figure 4.
La Figure 6 est une vue de profil selon A. A du même malaxeur.
Selon les figures 1 , 2 , 3 , 4 , une fraction 1 a , 21 a du sirop de sucre 1 , 21 est dirigée vers un appareil vertical 2 , 22 pour réaliser le pied de cuite. I l présente un volume de 300 h . l . et comporte un faisceau , aux tubes supportés par deux plaques de forme tronco- nique, en pente vers le puits central équipé d'une hélice d'agitation .
Les pieds de cuite 3 , 23 de l'appareil vertical 2 , 22 alimentent le malaxeur à magma 4 , 24.
Le malaxeur à magma est une capacité horizontale cylindrique entièrement fermée , munie d'un agitateur constitué d'une hélice supportée par un arbre longitudinal tournant à 1 tour/mn et équipée d'une double enveloppe à circulation d'eau chaude à 80°C permettant de thermostater l'ensemble : ce malaxeur à magma a seulement un rôle de stockage-tampon .
Le magma 5 , 25 venant du malaxeur 4 , 24 et la fraction 1 b , 21 b du sirop de sucre al imentent l'apparei l à cuite continue 6 , 26.
L'appareil à cuite continue 6 , 26 est composé d'une cuve horizontale cylindrique , en acier, à l'intérieu r de laquelle le chauffage est assuré par un faisceau de tubes longitudinaux en acier inoxydable, disposés en nappes. La partie inférieure de la cuve est pourvue d'une double enveloppe dans laquelle circulent les buées qui ne sont pas condensées dans le faisceau .
Un certain débit de vapeur est injecté à la partie inférieure de l'ap¬ parei l à cuire pour assurer l'agitation de la masse cuite . L'appareil est divisé en compartiments par des cloisons transversales et une cloison longitudinale à la base desquelles un orifice permet la progression de la masse cuite. Le premier compartiment est alimente
CMPI " par le magma , les suivants par la masse cuite provenant du compar¬ timent précédent.
Chaque compartiment est également pourvu d'une alimentation en sirop 1 b , 21 b qui arrose par tubes tournants les parois émergeant de la masse cuite.
La masse cuite parvenant au dernier compartiment est extraite à sa base par une pompe à vitesse variable.
La circulation et le débit des fluides dans l'appareil sont contrôlés par des chaînes de régulation de vide , des pressions de vapeur, d'agitation , de densité et de niveau de masse cuite.
A titre d'indication, les caractéristiques principales d'un appareil à cuite continue (construction Fives-Cail-Babcock) sont les suivantes :
Longueur hors tout 9 , m
Longueur intérieure 7,4 m
Largeur hors tout 3 ,5 m
Hauteur hors tout 4, 1 m
Diamètre intérieur de la virole 3 , 1 m
Volume occupé par la masse cuite 32 m3
Surface de chauffe totale 324 m2
Tubes inox, longueur 7,5 m
Nombre total de tubes 464
Timbre du faisceau 2 bars
Poids à vide 32 Tonnes
Poids en marche 77 Tonnes
Nombre de compartiments 10
Les conditions de fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus sont les suivantes :
Magma du pied de cuite 3 , 23 :
Brix 86 - 88
Pureté 99, 0 - 99 ,5
Débit 6 à 7 tonnes/ heure
Teneur en cristaux 30 à 40 %
Ouverture Moyenne des cristaux 0 ,20 à 0 , 25 mm
Liqueur d'alimentation 1 b, 21 b
Brix 68 - 70
Pureté 99 , 0 - 99 ,5
Débit 26 à 30 tonnes/heure Masse cuite 7, 27 :
Brix 90 .- 91
Pureté 99 ,0 - 99 ,5
Débit 26 à 30 tonnes/heure
Teneur en cristaux 50 à 55 %
Ouverture Moyenne des cristaux 0 ,5 à 0 , 6 mm
( Le Brix étant défini comme la valeur du rapport poids de matières sèches/poids total du sirop) .
La masse cuite 7 , 27 est dirigée vers un dispositif de malaxage continu sous vide 8 , 28.
Selon une variante de l'invention - Figures 1 et 3 -, ce dispositif est constitué d'un malaxeur 8 comprenant une enveloppe horizontale 9 hermétique, calorifugée, munie d'un arbre longitudinal 10 supportant une hélice 1 1 et séparée en deux compartiments 12 , 13 , par une paroi étanche 14 , laquelle est équipée dans la partie basse d'un orifice 15 permettant le transfert de la masse cuite d'un compartiment d'entrée au compartiment de sortie , chaque compartiment étant pourvu d'une tubulure 35 permettant une liaison avec une source de vide. Le compartiment d'entrée et le compartiment de sortie sont respectivement pourvus de tubulures d1entrée 16a et de sortie 1 6b de la masse cuite, ces tubulures étant de faible section et situées dans la partie basse de chaque compartiment ,
A titre d'exemple le premier compartiment est soumis à un vide de 82 ,2 MPa , le second à un vide de 89 ,4 MPa .
L'arrivée et le départ de la masse cuite se font par la partie basse du malaxeur à l'aide , respectivement, d'une pompe volumétrique à vitesse variable - qui peut être la pompe d'extraction de la cuite continue 6 - et d'une pompe vol umétrique à vitesse variable d'extrac¬ tion.
Au fur et à mesure du grossissement des cristaux , la fluidification de la masse cuite est réalisée avec l'égout pauvre 1 8 obtenu lors de l'essorage de la masse cuite cristall isée (étape de centrifugation 40 permettant d'isoler le sucre cristallisé 41 ) . Cet égout pauvre arrive dans le bas de chacun des compartiments 12 , 13 par trois tubulures tangentielles 19 dont les débits sont régulés.
Selon une variante préférée de l'invention - Figures 2 , 4, 5 , 6 - les deux étapes successives de malaxage sont conduites dans deux malaxeurs continus 28 , 29 sous vide, à un seul compartiment, et montés en série.
La masse cuite cristallisée 27 sortant du premier maiaxeur continu sous vide 28 est dirigée sur le second malaxeur 29.
Chaque malaxeur 28, 29 est constitué d'un cylindre horizontal 30 muni d'un mouvement intérieur de faible puissance, raclant les parois et empêchant ainsi les concrétions de sucre, i l comporte également des tubulures d'entrée 31a et de sortie 31 b de la masse cuite , de faible section et situées dans sa partie inférieure. Le niveau de masse cuite est maintenu sensiblement dans le plan diamétral , de façon à présenter le maximum de surface à l'évaporation. La partie dite "égouts pauvres" 39 , issue de la masse cuite après essorage 40 , préalablement réchauffée 42 et désemulsionnee 43 , est injectée 211 a , 211 b, dans les malaxeurs 28 , 29 en quatre points par des arrivées horizontales 32 réparties selon la génératrice inférieure 33. La partie dite "égout riche" 44 est recyclée avec la fraction 21 b . Chaque malaxeur 28 , 29 , constitue un étage mis sous un vide déter¬ miné, lequel correspond à la température de masse cuite recherchée. La progression du vide par étage permet d'abaisser la limite infé¬ rieure de température tout en évitant la formation spontanée de "faux-grains" .
L'ensemble est alimenté en continu par une pompe volumétrique 34 à vitesse variable à partir de la sortie d'une cuite continue ou d'un malaxeur de coulée d'une cuite discontinue.
Chaque étage est raccordé 35 à une centrale de vide profond 37 , le vide étant réglé au moyen d'une vanne automatique 36. Après un temps de séjour de 90 minutes, la masse cuite refroidie est extraite en continu par une pompe volumétrique 38 à vitesse va¬ riable.
Les vitesses des pompes à masse cuite sont pilotées par des régula¬ teurs de niveau.
Les vides sont régulés par des vannes automatiques sur consignes affichées.
Le débit d'introduction d'égout sur chaque étage est réglé propor¬ tionnellement au débit de masse cuite et corrigé sur le dernier étage en fonction du Brix de sortie.
Exemple 1 :
Les caractéristiques d'un dispositif de malaxage continu sous vide formé de deux malaxeurs continus sous vide distincts sont les sui¬ vantes :
Dimensionnement des malaxeurs Premier Second
Longueur hors tout 7,25 m 8,04 m
Longueur intérieure 5,95 m 6,15 m
Hauteur hors tout 3,0 m 4,65 m
Diamètre intérieur de la virole 2,4 m 2,90 m
Volume total 250 hl 373 hl
Volume utile 160 hl 200 hl
Poids à vide 8,3 t 12,9 t
Puissance du moteur du mouvement 2,2 kW 4 kW
Station de vide :
Pompe à vide de 1000 m3/h sous 96,0 MPa avec une puissance installée de 40 kW.
Conditions de fonctionnement sur un premier jet de raffiné
Vide premier étage 85,3 MPa deuxième étage 95,3 MPa
Températures de la masse cuite entrée premier étage 82°C sortie premier étage 60°C sortie deuxième étage 40°C Caractéristiques de la masse cuite entrante Brix 90 ,72 Débit 16 ,23 Tonnes/heure Cristaux 48 , 68 %/masse cuite 53 ,66 %/matières sèches
Caractéristiques de la masse cuite sortante B rix 86 , 76 Débit 26 , 24 Tonnes/heure Cristaux 49 , 60 %/masse cuite
57 , 17 %/matières sèches
Débits d éçtoutΞ recyclés 1 1 ,08 Tonnes/heure Dimensions des cristaux :
Entrée ouverture moyenne , 50 mm coefficient de variation 30 Sortie ouverture moyenne o , ,60 mm coefficient de variation 27
Poids de cristaux : Entrée 7 ,90 Tonnes/heure Sortie 13 , 01 Tonnes/heure Grossissement 1 ,65
Par rapport à un procédé classique comportant des cuites chauffées, à la vapeur , le procédé selon l'invention permet d'économiser environ 60 % de la consommation de vapeur.
Dans l'exemple décrit, on observe un grossissement important des cristaux, dépassant 60 % pour un premier jet de raffiné.
La différence essentielle entre le malaxeur sous vide continu et les autres types de cristalliseur est que le refroidissement ne se fait pas par échange avec un fluide mais par auto-évaporation . La conti¬ nuité de l'opération favorise la régularité du produit fini obtenue par le maintien de la valeur de tous les paramètres des chaînes de régulation .
Le "flash" qui se produit aux arrivées de masse cuite et de l'égout préalablement réchauffé et désémulsionné crée un régime turbulent qui facilite les transferts de matière du fluide vers le cristal . Le fait de réchauffer l'égout - ce qui apporte des calories au système - entraîne une cristallisation supplémentaire par auto-évaporation de cet égout.
Selon les conditions de fonctionnement de l'installation de malaxage continu sous vide , le coefficient de grossissement des cristaux est compris entre 1 ,30 et 1 , 80. Le procédé de cristallisation selon l'in¬ vention peut être qualifié de "procédé de cristallisation à froid" : il supprime tout phénomène de recoloration de la masse cuite , ré¬ duisant de ce fait la quantité d'eau nécessaire lors de l'étape de clairçage, opération qui s'accompagne toujours d'une redissolution des cristaux de sucre.
Ainsi , le procédé et le dispositif de cristallisation d'un si rop de sucre ' selon l'invention permettent de pousser l'extraction à un niveau jamais atteint , quelle que soit la technique utilisée. En outre, i ls ajoutent au malaxage tous les avantages d'un travai l en* continu , à savoir : régularité de marche - donc meilleure qualité du produit obtenu -, réduction des dimensions du matériel , simplification des chaînes de contrôle et d'automatisation , amélioration très sensible du compte d'exploitation de l'atelier.

Claims

REVENDI CATIONS
Procédé de cristallisation d'un sirop de sucre consistant à faire subir au sirop une cuite continue ou discontinue de façon à obtenir une masse cuite, à soumettre la masse cuite à une ou plusieurs étapes de malaxage continu sous vide, à séparer ensuite les cristaux de l'eau mère du jet de cristallisation considéré, notamment par turbinage, caractérisé en ce qu'une partie au moins de l'eau mère est recyclée lors des étapes de malaxage sous vide.
2. Procédé de cristallisation d'un sirop de sucre selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie de l'eau mère recyclée est la partie dite "égout pauvre" .
3. Procédé de cristallisation d'un sirop de sucre selon l'une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce que la partie recyclée de l'eau mère est réchauffée et désemulsionnee avant le dit recyclage.
4. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le ma¬ laxage continu sous vide de la masse cuite comporte plusieurs étapes successives.
5. Procédé selon la revendication 4 , caractérisé en ce que le ma¬ laxage continu sous vide de la masse cuite comporte deux étapes successives.
6. Procédé selon la revendication 5 , caractérisé en ce que la pre¬ mière étape de malaxage est conduite sous un vide compris entre 82 ,6 et 88 , 0 MPa.
7. Procédé selon les revendications 5 et 6 , caractérisé en ce que la seconde étape de malaxage est conduite sous un vide compris entre 88 , 0 et 96 ,0 MPa .
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la température de la masse cuite est voi¬ sine de 80°C .
9. Procédé selon la revendication 8 , caractérisé en ce que la tem¬ pérature du sirop cristallisé est comprise entre 40°C et 50°C à l'issue de la dernière étape de malaxage sous vide.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'entre la fin de l'étape de cuisson continue ou discontinue et la fin du malaxage continu sous vide le rap¬ port poids de cristaux sortis/poids de cristaux entrés est com¬ pris entre 1 , 30 et 1 , 80.
1 1 . Procédé selon la revendication 4 , caractérisé en ce que les deux étapes successives de malaxage continu sous vide sont conduites dans un malaxeur unique.
12. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque étape de malaxage continu sous vide est conduite dans un ma¬ laxeur distinct.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que le niveau de masse cuite est maintenu sensiblement dans le plan diamétral de chaque malaxeur continu sous vide.
14. Dispositif de malaxage d'une masse cuite , constitué d'un ou plusieurs malaxeurs cylindriques ( 8 , 28 , 29) disposés en série comportant des moyens d'entrée ( 16a , 31 a) et de sortie ( 16b, 31 b) de la masse cuite, au moins une prise de vide ( 35) , caractérisé en ce que le (ou les) malaxeur comporte un moyen d'entrée ( 19 , 32 ) de l'eau mère obtenue lors de l'essorage , de la masse cuite cristallisée .
15. Dispositif de malaxage selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyen d'entrée (1 9 , 32) est constitué d'une ou plusieurs tubulures situées dans la partie inférieure du cylindre.
16. Dispositif de malaxage selon l'une des revendications 14 ou 15 , caractérisé en ce que les tubulures arrivent tangentiellement au cylindre.
17. Dispositif de malaxage selon l'une des revendications précédentes , caractérisé en ce que chaque malaxeur comporte entre deux et dix tubulures.
18. Dispositif de malaxage selon l'une des revendications 14 à 17 constitué d'un malaxeur (8) cylindrique horizontal comprenant une enveloppe hermétique ( 9) calorifugée, muni d'un arbre longitudinal ( 1 0) supportant une hélice (1 1 ) et séparé en deux compartiments ( 12) et ( 13 ) par une paroi étanche ( 14) laquelle est équipée dans sa partie basse d'un orifice (15) permettant le transfert de la masse cuite d'un compartiment de départ (12) au compartiment d'arrivée ( 13) ) , chaque compartiment étant pourvu d'une tubulure (35 ) permettant une liaison avec une source de vide (37) , caractérisé en ce que chaque compartiment (12 , 13 ) est muni d'une ou plusieurs tubulures (19) pour l'entrée de l'égout pauvre obtenu lors de l'essorage de la masse cuite cristallisée.
19. Dispositif de malaxage selon la revendication 18 , caractérisé en ce que chaque compartiment est muni de trois tubulures tangen- tielles ( 19) .
20. Dispositif de malaxage selon l'une des revendications 14. à 17 constitué de deux malaxeurs cylindriques horizontaux disposés en série (28 , 29) muni d'un mouvement intérieur de faible puissance, de tubulures d'entrée et de sortie (31 a, 31 b) de masse cuite et d'au moins une prise de vide (35 ) , caractérisé en ce que chaque malaxeur est muni d'une ou plusieurs tubulures ( 32 ) pour l'entrée de l'égout pauvre obtenu lors de l'essorage de la masse cuite cristallisée.
Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les compartiments d'arrivée et de départ de la masse cuite sont pourvus de tubulures d'entrée et de sortie de masse cuite , de faible section et situées dans leur partie basse.
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