WO2020201411A1 - Sugar processing method - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sugar treatment process comprising a step of sweetening a sweet juice on an ion exchange chromatography resin.
- the present invention also relates to a sugar treatment device which makes it possible in particular to sweeten a sweet juice.
- the production of refined sugar from cane sugar comprises a certain number of treatments carried out in the sugar refinery followed by a certain number of additional treatments carried out in the refinery.
- the main steps are the extraction of the sugar by grinding, that is to say the pressing of the cane or by diffusion to obtain a raw sweet juice, the clarification of this juice by adding lime in order to precipitate a certain number of impurities as well as by addition of carbon dioxide (carbonation) or sulfur dioxide (sulfitation) in order to precipitate excess lime, filtration or decantation of the treated juice, the concentration of the remaining juice and finally crystallization and the turbining of the sugar, which leads to obtaining brown sugar on the one hand and molasses on the other.
- carbonation carbonation
- sulfur dioxide sulfur dioxide
- the main operations to which brown sugar is subjected are refining (washing the crystals with a saturated aqueous solution of sugar then turbining) to remove the impurities located on the surface of the crystals, re-dissolving the resulting sugar, clarification , discoloration and crystallization.
- This cleaning process which includes a succession of chemical and mechanical cleanings (manual operation), requires the systematic opening of the devices and is considered dangerous, given that the temperatures around the evaporator are high, but also that the use of concentrated chemicals is necessary.
- stopping and restarting an evaporator requires additional consumption of coolant in one case and of steam in the other, due to the inertia of the device.
- the sweetening of the sweet juice is a method which allows to decrease the quantity of cationic counterions causing mineral deposits.
- the most common technique for sweetening the sweet juice is based on the use of a cation exchange chromatography resin (before the evaporation step), for example in the Na + or K + form so as to exchange the divalent cations ( Ca 2+ , Mg 2+ ) present in the juice sweetened with monovalent cations (Na + or K + ) and avoid the problems mentioned above.
- This technique is often combined with membrane filtration (tangential filtration) carried out before the ion exchange chromatography step, in order to remove suspended matter which is present in the clarified juice and which can very quickly degrade the performance and capacity of the installation used for ion exchange chromatography.
- Document FR 2 838 751 describes a process for manufacturing refined sugar from sweet juice such as raw sugar cane or sugar beet juice, containing sugars and impurities, characterized in that it comprises (among others) tangential filtration of the sweet juice to obtain a retentate and a filtrate, and softening of the filtrate to obtain a soft filtrate.
- Tangential filtration is preferably membrane filtration (ultrafiltration, nanofiltration, microfiltration) and the softening is implemented by means of a cation exchange resin.
- Document CN 103725802 describes a process for refining sugar. This process comprises (among others) a pretreatment step which can be filtration through a screen filter or a bag filter, a membrane microfiltration step, an anion exchange step for the decoloration of the juice and a step of exchange of cations for desalination of juice.
- Document FR 2 732 358 describes a process for treating a sugar solution obtained from beet with a cationic ion exchange resin to soften the sugar solution, followed by regeneration of the cationic resin. Filtration can precede the ion exchange step.
- Document WO 2005/031006 describes a process in which the raw sugarcane juice is first refined in several stages, then bioenzymatically converted into invert syrup or into a concentrated solution of refined glucose-fructose.
- the refining steps preferably comprise a first filtration (particle filtration or microfiltration) followed by a second filtration (microfiltration or ultrafiltration) then at least one passage through a column comprising an anion exchange resin.
- Document CN 102659855 relates to a sugar production process comprising (among others) a filtration step on a filter press, a pretreatment step comprising a filtration, a membrane filtration step, and an ion exchange step for remove color from flavonoids.
- the invention relates firstly to a process for treating sugar, comprising successively:
- the divalent cations comprise, and preferably consist essentially of Ca 2+ cations and / or Mg 2+ cations.
- the sweet juice has a solid particle concentration of 20 to 500 mg / kg, and / or a magnesium ion concentration of 100 to 500 mg / L, and / or a calcium ion concentration of 100 to 600 mg / L.
- the sweet juice has a sugar content of 10 to 20 degrees Brix, and / or a turbidity of 100 to 500 NTU.
- the sweetened sweet juice collected after the step of contacting the second filtrate with the resin has a volume of 15 to 80 BV.
- the first filtration allows a retention of 10 to 60% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice
- / or the first filtration and the second filtration allow a retention of 30 to 70% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice
- / or the first filtration, the second filtration and the contacting of the second filtrate with the resin allow a retention of 50 to 90% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice.
- the process is a batch process or a continuous process.
- the method comprises steps for regenerating the resin loaded with divalent cations, these steps comprising: - bringing the loaded resin into contact with a regeneration solution;
- the regeneration solution is obtained from molasses formed during a sugar crystallization step, or the regeneration solution is obtained in all or part of the sweetened juice, with or without sodium hydroxide added or of potassium hydroxide, or the regeneration solution is a regeneration brine solution comprising a chloride, or potassium or sodium salt, or the regeneration solution is obtained from a stillage from the distillation of molasses; or the regeneration solution is obtained from a raffinate resulting from a treatment by chromatography of molasses.
- contacting the loaded resin with a regeneration solution includes the use of different regeneration solutions alternating between two production cycles.
- the regeneration effluent is used to perform a sweet juice clarification step, in particular a liming step, the clarification step being performed before the first filtration; or the regeneration effluent is used to perform one or more crystallization steps, the crystallization step (s) being performed after contacting the second filtrate with the resin.
- the method also comprises a step of washing the resin loaded with divalent cations, or the regenerated resin, with a washing solution, the washing solution having a direction in the resin bed reverse to a direction. of the second filtrate in the resin bed during the step of bringing the second filtrate into contact with the resin.
- the wash solution is made from the sweetened sweet juice or the sweet juice, or the wash solution is water.
- a washing effluent is collected, the washing effluent being returned to a sweet juice clarification step, the clarification step being carried out before the first filtration.
- the step of bringing the second filtrate into contact with the resin is carried out at a temperature equal to or greater than 75 ° C.
- the invention also relates to a sugar processing device, comprising: - a supply line for a sweet juice;
- an ion exchange chromatography unit comprising a cationic resin supplied by the second filtrate collection line, the resin having the form of a bed having a height h of from 0.75 to 3 meters;
- the first filtration unit comprises one or more screen filters, each filter having pores having a diameter of 50 to 200 ⁇ m, and preferably 80 to 120 ⁇ m.
- the first filtration unit includes a cleaning unit for at least one of the screen filters.
- the second filtration unit comprises at least one filter basket having pores having a diameter of 20 to 100 ⁇ m, and preferably 40 to 60 ⁇ m.
- the ion exchange chromatography unit comprises at least one column, preferably at least 5 columns, more preferably at least 10 columns, and more preferably at least 15 columns.
- the resin bed has a diameter of 0.25 to 6 m, and preferably 0.25 to 5 m.
- the present invention makes it possible to meet the need expressed above. More particularly, it provides an improved sugar treatment process, comprising a sweet juice sweetening step, making it possible to avoid the risks of plant malfunction, the risks associated with cleaning the facilities, but also to reduce economic and energy costs. linked to the different stages of the process.
- This is accomplished through a sugar treatment process comprising the successive steps of a first front filtration, a second front filtration and an ion exchange chromatography step. on a cationic resin.
- the two successive front filtration stages protect the ion exchange chromatography resin and the ion exchange chromatography unit from performance and capacity degradation problems, by separating solid particles that are in suspension in sweet juice and which may accumulate in the ion exchange chromatography unit. This enables improved efficiency of the softening step without damaging the ion exchange chromatography unit.
- the two filtration steps therefore make it possible to smooth out the variations of the solid particles present in the product and to limit the number of fibrous solid particles accumulated in the ion exchange chromatography unit.
- first frontal filtration and the second frontal filtration are carried out, preferably, in filtration units devoid of membranes of ceramic or other mineral type (stainless steel for example), which makes it possible to reduce the cost of these steps of the process. .
- the combination of frontal filtration with a specific pore opening makes it possible to maintain a good height of the resin bed.
- the presence of solid fibrous particles in the sweet juice to be purified often leads, due to the risk associated with the blocking of the column, to a need to reduce the height of the resin bed and thus to distribute the bed of the resin on several columns.
- the present invention makes it possible, despite a micrometric-sized pore opening, to maintain a good resin bed height without having to distribute the resin on other columns of low bed height.
- washing the resin loaded with divalent cations (Ca 2+ and Mg 2+ ) with a washing solution the washing solution having a direction in the resin bed opposite to the direction of the second filtrate in the bed of resin (during the production of sweetened sweet juice), this washing is also called backwashing, allows solid particles to be evacuated retained in the ion exchange chromatography unit. More precisely, these retained particles preferentially accumulate near the inlet (for example towards the top) of the ion exchange chromatography unit.
- an expansion of the resin bed in the unit ion exchange chromatography can be obtained.
- the solid particles present in the unit generally have a lower density than the density of the resin, and they can be discharged from the unit without causing the resin particles to exit. Thus, the resin now essentially free of solid particles can be regenerated and reused.
- FIG. 1 schematically represents a mesh grid comprising a first series of threads (A), a second series of threads (B), and a third series of threads (C).
- FIG. 2 schematically represents the different steps of the method according to the invention, in certain embodiments.
- the invention relates to a device and a method for the treatment of sugar, which makes it possible to remove solid particles in suspension in a sweet juice as well as divalent cations such as calcium ions Ca 2+ and / or the magnesium Mg 2+ ions present in the sweet juice. More particularly, this process aims to purify and in particular to soften a sweet juice.
- sweet juice is meant a liquid stream containing sugars and impurities, in particular solid particles in suspension and Ca 2+ and / or Mg 2+ cations.
- the solid particles in suspension comprise bagasse and fine bagasse fractions called “bagacillos”.
- bagasse is meant solid fibrous particles in suspension originating from the extraction of the sweet juice and by “bagacillos” is meant fine solid and fibrous particles in suspension originating from the extraction of the sweet juice.
- the sweet juice is advantageously made from sugar cane. It may have undergone one or more pretreatment steps called clarification, such as centrifugation, filtration, carbonation, flocculation, decantation, sulphitation and / or liming steps.
- softening means the reduction in the hardness of the sweet juice due to the presence of divalent ions, in particular Ca 2+ and / or Mg 2+ .
- divalent ions in particular Ca 2+ and / or Mg 2+ .
- Ca 2+ and / or Mg 2+ ions are eliminated and replaced by monovalent cations such as sodium (Na + ) or potassium (K + ) ions.
- the Ca 2+ and / or Mg 2+ ions can be present naturally in the sweet juice and / or come from one or more pretreatment steps as mentioned above.
- the sweet juice to which the process of the invention is applied comprises Ca 2+ ions at a concentration of 100 to 800 mg / L, and preferably of 100 to 600 mg / L.
- this concentration of Ca 2+ ions can be from 100 to 150 mg / L; or from 150 to 200 mg / L; or from 200 to 250 mg / L; or from 250 to 300 mg / L; or from 300 to 350 mg / L; or from 350 to 400 mg / L; or from 400 to 450 mg / L; or from 450 to 500 mg / L; or from 500 to 550 mg / L; or from 550 to 600 mg / L; or from 600 to 650 mg / L; or from 650 to 700 mg / L; or from 700 to 750 mg / L; or 750 to 800 mg / L.
- the concentration of Ca 2+ ions can be measured using the ICUMSA GS7-19 standard.
- the sweet juice to which the process of the invention is applied comprises Mg 2+ ions at a concentration of 100 to 800 mg / L, and preferably of 100 to 500 mg / L.
- this concentration of Mg 2+ ions can be 100 to 150 mg / L; or from 150 to 200 mg / L; or from 200 to 250 mg / L; or from 250 to 300 mg / L; or from 300 to 350 mg / L; or from 350 to 400 mg / L; or from 400 to 450 mg / L; or from 450 to 500 mg / L; or from 500 to 550 mg / L; or from 550 to 600 mg / L; or from 600 to 650 mg / L; or from 650 to 700 mg / L; or from 700 to 750 mg / L; or 750 to 800 mg / L.
- the concentration of Mg 2+ ions can be measured using the ICUMSA GS7-19 standard.
- the sweet juice comprises divalent Ca 2+ cations.
- the sweet juice comprises divalent Mg 2+ cations.
- the sweet juice comprises divalent Ca 2+ and Mg 2+ cations.
- the sweet juice to which the process of the invention is applied comprises solid particles at a concentration of 10 to 800 mg / kg, and preferably 20 to 500 mg / kg.
- this concentration of solid particles can be 10 to 50 mg / kg; or from 50 to 100 mg / kg; or from 100 to 150 mg / kg; or from 150 to 200 mg / kg; or from 200 to 250 mg / kg; or from 250 to 300 mg / kg; or from 300 to 350 mg / kg; or from 350 to 400 mg / kg; or from 400 to 450 mg / kg; or from 450 to 500 mg / kg; or from 500 to 550 mg / kg; or from 550 to 600 mg / kg; or from 600 to 650 mg / kg; or from 650 to 700 mg / kg; or from 700 to 750 mg / kg; or 750 to 800 mg / kg.
- the concentration of solid particles can be measured using the NF T90-105 standard and substituting the 0.45 ⁇ m filter as recommended in the standard with an 8 ⁇ m
- the sweet juice to which the process of the invention is applied can also have a sugar content of 10 to 30 degrees Brix, and preferably 10 to 20 degrees Brix.
- the sweet juice to which the process of the invention is applied may have a sugar content of 10 to 12; or from 12 to 14; or from 14 to 16; or from 16 to 18; or from 18 to 20; or from 20 to 22; or from 22 to 24; or from 24 to 26; or from 26 to 28; or 28 to 30 degrees Brix.
- Brix degrees can be measured using the ICUMSA GS7-31 standard.
- turbidity is meant the content of light materials suspended in a liquid. It is a quantity measuring the more or less cloudy nature of the liquid.
- the turbidity of sweet juice can be measured using the ICUMSA GS7-21 standard.
- the turbidity of the sweet juice to which the process of the invention is applied can be from 100 to 150
- NTU or from 150 to 200 NTU; or from 200 to 250 NTU; or from 250 to 300 NTU; or from 300 to 350 NTU; or from 350 to 400 NTU; or from 400 to 450 NTU; or from
- 650 NTU or from 650 to 700 NTU; or from 700 to 750 NTU; or from 750 to 800 NTU.
- the device comprises first of all a supply line for a sweet juice which is linked on the one hand to a first front filtration unit.
- this supply line can be linked to (from) a clarification unit, or a carbonation unit, or a settling unit, or a flocculation unit, or a centrifugation unit, or a filtration, or a reservoir comprising the sweet juice to be purified. So the supply line allows to transfer (and thus feed) the sweet juice to be purified in the first front filtration unit.
- front filtration is meant filtration which takes place essentially perpendicular to the surface of the filter.
- tangential filtration consists in passing the fluid tangentially to the surface of the filter.
- the front filtration is carried out in units having a pore opening (pore size) greater than 1 ⁇ m.
- the first front-end filtration unit may include one or more screen filters, that is, filters comprising a mesh screen serving to sort and retain solid particles.
- the mesh grid may be made of wires which are preferably welded together.
- the mesh grid can include a first series of wires which are parallel to each other.
- the mesh grid can include the first series of threads and a second series of threads which are parallel to each other and perpendicular to the threads of the first series.
- the mesh grid may include the first series of wires (A), the second series of wires (B), and a third series of wires (C) which are parallel to each other and having an angle greater than 0 ° and less than 90 ° relative to the son of the first series (A).
- This angle can for example be from 0 to 10 °; or from 10 to 20 °; or from 20 to 30 °; or from 30 to 40 °; or from 40 to 50 °; or from 50 to 60 °; or from 60 to 70 °; or from 70 to 80 °; or from 80 to 90 °.
- this angle is 30-60 °, and more preferably this angle is about 45 °.
- This preferred and particular mesh helps prevent solid fibrous particles (bagasse) from becoming entangled in the mesh grid in a way that is difficult to clean.
- the first front filter unit comprises at least 5 screen filters, preferably at least 10 screen filters, preferably at least 15 screen filters, and more preferably at least 20 screen filters.
- the first front filtration unit can for example comprise from 1 to 5 filters; or from 5 to 10 filters; or from 10 to 15 filters; or from 15 to 20 filters; or from 20 to 25 filters; or from 25 to 30 filters; or more than 30 filters.
- these filters are arranged in parallel. More preferably, these filters are arranged on a generally cylindrical surface in the first filtration unit.
- Each filter can have a filtration area of 1 to 5 m 2 , and preferably of 1, 5 to 3 m 2 .
- the total filtration surface of the first front filtration unit can be from 1 to 150 m 2 , and preferably from 15 to 50 m 2 .
- each filter (or more particularly the filtration surface of each filter) has pores (opening of the mesh grid) allowing the retention of solid particles on one side and the passage of sweet juice on the other side ( first filtrate).
- the term "diameter" of the pores is understood to mean the maximum distance between two points lying in a plane parallel to the opening. For example, for pores having a rectangular or square opening, the diameter refers to the diagonal of each opening. The same is true for pores of a grid comprising a perpendicular mesh combined with a diagonal mesh, as described above.
- the pores of the filters of the first filtration unit advantageously have a diameter greater than the pores of the filters of the second filtration unit.
- the pores of each filter of the first filtration unit can have a diameter of 50 to 80 ⁇ m; or from 80 to 100 ⁇ m; or from 100 to 120 ⁇ m; or from 120 to 140 ⁇ m; or from 140 to 160 ⁇ m; or from 160 to 180 ⁇ m; or from 180 to 200 ⁇ m.
- a pore diameter of about 100 ⁇ m is particularly suitable.
- the filters included in the first filtration unit all have pores of the same diameter.
- the filters included in the first filtration unit have pores having a different diameter from each other.
- the first filtration unit is devoid of membrane filters (membrane filters are usually used to perform cross-flow filtration).
- the first filtration unit may include a cleaning unit for at least one of the filters.
- This cleaning unit thus makes it possible to clean at least one filter when the remaining filters continue to be operational. More particularly, the pressure is measured for each of the filters throughout the filtration. When the pressure of a filter reaches a limit (clogged filter), a rotary valve allows the direction of the flow of sweet juice from the clogged filter to a clean filter. The clogged filter can then be cleaned while the filtration continues.
- the cleaning of the filter can for example be carried out with a cleaning solution which has a direction opposite to the direction of the flow of the sweet juice to be purified. This cleaning solution can be hot water and / or an aqueous solution comprising sodium hydroxide (3-5% by mass).
- the first filtration unit allows the simultaneous use of at least two filters for the filtration of the sweet juice.
- the first filtration unit allows simultaneous cleaning of at least two filters.
- the first sugar juice filtration unit allows the simultaneous use of at least two filters for filtration and at the same time the simultaneous cleaning of at least two filters and then it allows to alternate so to use the filters previously cleaned for the filtration of the sweet juice and at the same time the cleaning of the filters previously used for the filtration.
- the flow of the sweet juice per filter can be from 50 to 150 m 3 / h, and preferably from 70 to 1 10 m 3 / h.
- the device of the invention also comprises a collection line which allows the collection of the first filtrate obtained at the outlet of the first filtration unit.
- the first filtrate collection line supplies a second front filtration unit with the first filtrate.
- the second front filtration unit may include at least one filter (enclosure) consisting of filter baskets or sieves. According to some embodiments, the second front filtration unit can include at least two filters, and preferably at least four filters.
- Each filter basket included in the filter may have pores (opening of the mesh screen) allowing the retention of solid particles on one side and the passage of sweet juice on the other side (second filtrate).
- the pores of each filter basket of the second filter unit can have a diameter of 20 to 30 ⁇ m; or from 30 to 40 ⁇ m; or from 40 to 50 ⁇ m; or from 50 to 60 ⁇ m; or from 60 to 80 ⁇ m; or from 80 to 100 ⁇ m.
- a pore diameter of about 50 ⁇ m is particularly suitable.
- the filter baskets included in the second filtration unit all have pores of the same diameter.
- the filter baskets included in the second filter unit have pores having a different diameter from each other.
- the second filtration unit is devoid of membrane filters (membrane filters usually being used to effect cross-flow filtration).
- the device of the invention also comprises a collection line which allows the collection of the second filtrate obtained at the outlet of the second filtration unit.
- the second filtrate collection line feeds an ion exchange chromatography unit with the second filtrate.
- the ion exchange chromatography unit comprises a cation exchange chromatography resin.
- it is a strong cationic exchange resin, in the form of Na + and / or K + .
- the resin is in the form of a compact bed in the ion exchange chromatography unit with a bed height greater than that defined as "shallow bed". In fact, the bed heights are of the order of 0.5 m in a “shallow bed” and the product is distributed through the resin by means of a very complex distributor called “fractal”.
- the columns of the invention preferably do not include a fluid distributor at the top of the column, at best the principle of distribution of the sweet juice of the invention is based on a simple weir placed at the top of the column.
- the columns of the invention preferably do not include a fluid distributor comprising a plurality of orifices (or outlets) for distributing the fluid in the column.
- the resin bed has a height of 0.75 to 3 m, preferably 1 to 3 m and more preferably 1 to 2 m.
- the resin bed can have a height of 0.75 to 1 m; or from 1 to 1.5 m; or from 1.5 to 2 m; or from 2 to 2.5 m; or 2.5 to 3 m.
- the resin bed can also have a diameter of 0.25 to 6 m, preferably 0.25 to 5 m, and more preferably 0.25 to 4.5 m.
- the resin bed can have a diameter of 0.25 to 0.5 m; or from 0.5 to 1 m; or from 1 to 1.5 m; or from 1.5 to 2 m; or from 2 to 2.5 m; or from 2.5 to 3 m; or from 3 to 3.5 m; or from 3.5 to 4 m; or from 4 to 4.5 m; or 4.5 to 5 m; or from 5 to 5.5 m; or from 5.5 to 6 m.
- the diameter means the maximum dimension of the resin bed in a section perpendicular to its main axis (flow axis of the flows). For example, for a rectangular or square section, the diameter refers to the diagonal.
- the resin bed can have a frustoconical shape.
- frustoconical is meant a resin bed having the shape of a truncated cone, the upper part of which has been truncated by a plane. In this case, the diameter is understood as the diameter of the large base of the resin bed.
- the ion exchange chromatography unit may comprise at least one column, preferably at least 5 columns, more preferably at least 10 columns, and more preferably at least 15 columns. Thus, in the case where several columns are used, each column comprises a bed of resin.
- the resin bed volume per column can be 15 to 40 m 3 , and preferably 20 to 35 m 3 .
- the total resin bed volume (i.e., the resin bed volume included in all columns of the ion exchange chromatography unit) can be 15 to 500 m 3 , and preferably from 15 to 450 m 3 .
- Each column can have a height of 2 to 10 m and preferably 3 to 4 m.
- height of the column is meant here the height of the internal collar of the column.
- each column may have a diameter of 0.25 to 6 m, preferably 0.25 to 5 m, and more preferably 0.25 to 4.5 m.
- diameter of the column is meant here the external diameter of the column.
- the diameter is understood to mean the maximum dimension of the column in a section perpendicular to its main axis. For example, for a rectangular or square section, the diameter refers to the diagonal. In the case of a frustoconical column the diameter is understood as the diameter of the large base of the column.
- the height of the column (shell height) can be greater than the height of the resin bed by at least 2 m, and preferably at least 1.5 m. This feature is important for performing a resin backwash step that will allow the resin to expand in the ion exchange chromatography column (s), as described below.
- the ion exchange chromatography unit may include a single column ion exchange chromatography system, or a multiple column ion exchange chromatography system.
- the ion exchange chromatography unit comprises several columns
- these can be arranged in series with one another.
- the latter can be arranged in parallel with one another.
- at least two columns can be used simultaneously for the production of sweetened sweet juice.
- part of these columns can be used for the production of sweetened sweet juice, while another part of these columns can simultaneously undergo washing steps and / or regeneration steps.
- the device of the invention then comprises a collection line for sweetened sweet juice at the outlet of the ion exchange chromatography unit.
- the sweetened sweet juice collection line can for example transfer the sweetened juice to an evaporation unit or a tank for storing or recovering the sweetened juice.
- the invention also relates to a process for processing sugar.
- this method is implemented in the device described above. This process is described with reference to Figure 2.
- the process of the invention successively comprises:
- the sweet juice can be obtained by grinding (or diffusing) 3 sugar cane.
- the process can also comprise one or more steps such as sulphitation 4, carbonation 5, clarification 6, flocculation 7, and / or decantation 8.
- the process may include one or more steps such as evaporation 9 and / or crystallization 10.
- the sweet juice undergoes a first frontal filtration 1 a, so as to obtain a first filtrate.
- Solid particles, especially fibrous solid particles, are retained on the filter. So these particles are separated of the sweet juice and are retained on the filter (s) used for the first filtration 1 a.
- the first frontal filtration 1a can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
- this first frontal filtration 1 a allows the retention of 10 to 60% by mass of the solid particles initially found in the sweet juice.
- the first filtrate comprises, for its part, the sweet juice comprising solid particles having passed through the filter (s) used for the first filtration 1a, as well as the Ca 2+ and / or Mg 2+ ions.
- the first filtrate then undergoes a second filtration 1b, so as to provide a second filtrate.
- Solid particles especially fibrous solid particles, are retained on the filter.
- these particles are separated from the sweet juice and are retained on the filter used for the second filtration 1b.
- the second front filtration 1b can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
- the set of the first and second frontal filtrations 1 a, 1 b allows the retention of 30 to 70% by mass of the particles initially found in the sweet juice.
- the second filtrate comprises the sweet juice comprising solid particles which have passed through the filter used for the second filtration 1b, as well as the Ca 2+ and / or Mg 2+ ions.
- the solid particles included in the second filtrate include fine particles of bagasse.
- the second filtrate is contacted with the cation exchange resin 2 as described above. Bringing the second filtrate into contact with the resin 2 allows adsorption of the divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ cations on said resin.
- the divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ cations present in the second filtrate are exchanged and replaced by the monovalent Na + and / or K + ions initially present on the resin.
- the flow rate of the sweet juice in the ion exchange chromatography unit is 5 to 20 BV / h, and preferably 5 to 15 BV / h ("SV" corresponds to bed volume equivalents of resin from a column).
- this step can be carried out by circulating the second filtrate in the ion exchange chromatography unit in a direction from the bottom upwards in the ion exchange chromatography column (s). According to preferred embodiments, this step can be carried out by circulating the second filtrate in the ion exchange chromatography unit in a direction from top to bottom in the ion exchange chromatography column (s). .
- This step can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
- the sweetened sweet juice obtained at the end of the step of contacting the resin with the second filtrate 2 can have a volume of 15 to 80 BV, and preferably 20 to 50 BV.
- the assembly of the first front filtration 1 a, of the second front filtration 1 b and of the contacting of the second filtrate with the resin 2 allows the retention of 50 to 90% by mass of the particles. initially found in sweet juice.
- the sweetened sweet juice can have a Ca 2+ ion concentration of 5 to 150 mg / L, and preferably of 20 to 120 mg / L.
- this concentration can be 5 to 10 mg / L; or from 10 to 15 mg / L; or from 15 to 20 mg / L; or from 20 to 25 mg / L; or 25 to 30 mg / L; or from 30 to 35 mg / L; or from 35 to 40 mg / L; or from 40 to 45 mg / L; or 45 to 50 mg / L; or from 50 to 55 mg / L; or from 55 to 60 mg / L; or from 60 to 65 mg / L; or from 65 to 70 mg / L; or from 70 to 75 mg / L; or from 75 to 80 mg / L; or 80 to 85 mg / L; or from 85 to 90 mg / L; or 90 to 95 mg / L; or from 95 to 100 mg / L; or from 100 to 105 mg / L; or from 105 to 110 mg / L; or from 1
- the sweetened sweet juice can have a concentration of Mg 2+ ions of 5 to 150 mg / L, and preferably of 20 to 120 mg / L.
- this concentration can be 5 to 10 mg / L; or from 10 to 15 mg / L; or from 15 to 20 mg / L; or from 20 to 25 mg / L; or 25 to 30 mg / L; or from 30 to 35 mg / L; or from 35 to 40 mg / L; or from 40 to 45 mg / L; or 45 to 50 mg / L; or from 50 to 55 mg / L; or from 55 to 60 mg / L; or from 60 to 65 mg / L; or from 65 to 70 mg / L; or from 70 to 75 mg / L; or from 75 to 80 mg / L; or 80 to 85 mg / L; or from 85 to 90 mg / L; or 90 to 95 mg / L; or from 95 to 100 mg / L; or from 100 to 105 mg / L; or from 105 to 110 mg / L; or from from
- the sweetened sweet juice can have a concentration of solid particles of 1 to 100 mg / kg, and preferably of 1 to 50 mg / kg.
- this concentration can be from 1 to 5 mg / kg; or from 5 to 10 mg / kg; or from 10 to 15 mg / kg; or from 15 to 20 mg / kg; or from 20 to 25 mg / kg; or from 25 to 30 mg / kg; or from 30 to 35 mg / kg; or from 35 to 40 mg / kg; or from 40 to 45 mg / kg; or from 45 to 50 mg / kg; or 50 to 55 mg / kg; or from 55 to 60 mg / kg; or from 60 to 65 mg / kg; or from 65 to 70 mg / kg; or from 70 to 75 mg / kg; or from 75 to 80 mg / kg; or from 80 to 85 mg / kg; or from 85 to 90 mg / kg; or from 90 to 95 mg / kg; or 95 to 100 mg / kg.
- the sweetened juice can then be evaporated 9 to reduce the amount of water in the sweetened juice.
- evaporation step 9 makes it possible to obtain a concentrated sweetened juice called "syrup".
- the syrup can undergo one or more crystallizations in order to provide granulated sugar.
- at least one crystallization can be carried out during which the syrup is evaporated so as to be saturated with sugars and so that crystals start to form.
- the crystals can be recovered and what remains of the syrup can undergo further sequential crystallizations so as to provide different grades of sugar crystals.
- what remains of the syrup is called "molasses" and can be used by the food industry, perfumery and galenic pharmacy, in biofuel production or even for resin regeneration as described above. below (arrow 12).
- the loaded resin includes, at this point, an amount of sweet juice that remains in the ion exchange chromatography unit (for example, in the ion exchange chromatographic column (s)).
- the ion exchange chromatography unit may include solid particles (eg, particles having a diameter of less than 50 ⁇ m), including fine bagasse particles, accumulated at the top of the resin bed.
- the method according to the invention can also provide steps for regenerating the loaded resin.
- At least one washing step can be carried out so as to remove the solid particles remaining in the ion exchange chromatography unit.
- this washing can be carried out by injecting the washing solution from the bottom upwards into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the washing step, the washing solution in the washing unit.
- ion exchange chromatography has a reverse direction than that of the second filtrate during the production of the sweetened juice).
- the washing solution can have a flow rate of 10 to 20 BV / h.
- the resin bed can undergo expansion in the chromatography unit of ion exchange.
- the expansion of the resin bed can be at least 50% from the initial height of the bed.
- the resin can for example take the form of a fluidized bed.
- the washing solution can be an aqueous solution.
- the wash solution is water.
- the washing solution is obtained from the sweetened sweet juice as described above.
- the washing solution is obtained from the sweet juice as described above.
- the washing step can be carried out in particular at a temperature of 75 to 98 ° C.
- this washing step can be performed after the regeneration step described below or after a final rinsing step.
- a washing effluent can be collected.
- This effluent is a sugary aqueous solution and can, for example, be returned to clarification step 6 (arrow 1 1).
- the sugar treatment process according to the invention also provides steps for regenerating the resin loaded with divalent cations.
- Regeneration firstly comprises bringing the loaded resin into contact with a regeneration solution. At the end of the regeneration, the ion exchange resin is regenerated and a stream of aqueous solution collected at the end of the regeneration is obtained, called "regeneration effluent".
- the regeneration solution can be obtained, in whole or in part, from molasses formed after a crystallization step 10 or after several sequential crystallization steps 10 as described above (arrow 12).
- the molasses formed during the crystallization of sugar comprise monovalent ions of Na + and / or K + , at higher concentrations than sweetened sweet juice.
- the monovalent Na + and / or K + ions are exchanged with the divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ of the loaded resin.
- the resin is thus regenerated, while the regeneration effluent comprises molasses loaded with divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ ions which can be used and integrated in crystallization steps of a sugar production process ( arrow 13).
- these molasses loaded with Ca 2+ and / or Mg 2+ can be used for the production of ethanol.
- These embodiments allow regeneration of the resin without the use of chemicals such as sodium chloride.
- the regeneration solution can be obtained, in whole or in part, from the sweetened sweet juice produced (arrow 14).
- sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) can be added in at least part of the sweetened juice to form the regeneration solution.
- This solution can then pass through the ion exchange chromatography unit and therefore the charged resin so as to exchange the monovalent Na + and / or K + ions of the regeneration solution with the divalent Ca 2+ and / or ions.
- Mg 2+ of the loaded resin the regeneration effluent can comprise a water-soluble compound called “calcium saccharate” formed due to the complexation of Ca 2+ ions with sucrose.
- This regeneration effluent can subsequently be used in the clarification stage 6 (arrow 15), in particular in the liming stage, which makes it possible to use less chemicals such as lime for the clarification of the juice. sugar.
- the milk of lime - calcium saccharate mixture can be mixed with the sweet juice in order to precipitate the impurities and then separate them in a decanter.
- the ratio of calcium supplied respectively by the milk of lime and the calcium saccharate thus formed in the mixture is from 100: 0 to 50:50. Preferably, this ratio is from 100: 0 to 80:20.
- the regeneration solution can be an aqueous solution of sodium chloride referred to herein as "regeneration brine”.
- the regeneration solution can be an aqueous solution comprising sodium hydroxide or potassium hydroxide.
- the regeneration solution can be obtained from a distillation stillage obtained from the molasses mentioned above.
- the monovalent Na + and / or K + ions present in the molasses are also present in the distillation vinasse and in similar quantities. This vinasse must first be clarified, for example with the use of a rapid separation centrifuge.
- the regeneration solution may be obtained from a raffinate resulting from a treatment by chromatography of molasses, and more particularly from a raffinate obtained after a step of de-sugaring the molasses mentioned above. by chromatography.
- the monovalent Na + and / or K + ions present in the molasses are also present in the raffinate and in similar amounts.
- the regeneration of the resin is performed using the same regeneration solution throughout the regeneration time.
- the regeneration of the resin is carried out using more than one regeneration solution during the regeneration, that is, the regeneration solution is changed during the regeneration process.
- a regeneration solution comprising molasses may alternate with a regeneration solution comprising sweetened sweet juice and NaOH or with a regeneration solution comprising regeneration brine.
- the regeneration of the resin can be carried out by injecting the regeneration solution from the bottom upwards into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the regeneration step, the regeneration solution in the (the ion exchange chromatography unit has a reverse direction than that of the second filtrate when producing the sweetened sweet juice).
- the regeneration solution can have a flow rate of 1 to 10 BV / h, and preferably 2 to 5 BV / h.
- the regeneration of the resin can be carried out by injecting the regeneration solution from top to bottom into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the regeneration step, the regeneration solution in the (ion exchange chromatography unit has the same direction as that of the second filtrate when producing the sweetened sweet juice).
- the regeneration solution can have a flow rate of 1 to 10 BV / h, and preferably 2 to 5 BV / h.
- the method of the invention when the method of the invention is implemented in the device described above, and more particularly when the step of bringing the second filtrate into contact with the resin 2 is carried out.
- a part of these columns when implemented in several ion exchange chromatography columns, a part of these columns can be used for the production of sweetened sweet juice while another part of these columns can be used for the regeneration of the loaded resin.
- a first part of the columns is initially used for the production of sweetened sweet juice.
- a second part of the columns resumes the production of the sweetened sweet juice while the first part of the columns is now used for the regeneration of the loaded resin.
- the ion exchange chromatography unit has 15 to 20 ion exchange chromatography columns, 5 to 10 columns can be used for the production of sweetened sweet juice while 10 to 15 columns can be used for resin regeneration.
- the method according to the invention can also include a final rinsing step after regeneration of the loaded resin, using a rinsing solution.
- the rinse solution is sweetened sweet juice.
- the rinse solution is water.
- the rinsing can be carried out by injecting the rinsing solution from the top to the bottom of the ion exchange chromatography column (s) (thus during the rinsing step, the rinsing solution injected into the unit of ion exchange chromatography has the same direction as that of the second filtrate when producing the sweetened juice).
- the process according to the invention can be a continuous process.
- the process according to the invention can be a batch process (batch).
- sweetened sweet juice having a degree of sweetening greater than 80%.
- softening rate is meant the ratio of the hardness of the sweetened sweet juice (at the outlet of the ion exchange unit) to the hardness of the sweet juice at the inlet of the chromatography unit d. ion exchange, the hardness corresponding to the total concentration of Ca 2+ and Mg 2+ cations.
- concentration values and concentration ratios described in the present application correspond to values averaged over a production period.
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Abstract
The invention relates to a sugar processing method comprising, in a series: a first frontal filtration of a sugar juice in order to obtain a first filtrate; a second frontal filtration of the first filtrate in order to obtain a second filtrate; and bringing the second filtrate into contact with a cation-exchange chromatography resin so as to load the resin with divalent cations and to collect a sweetened sugar juice, the resin being arranged in the form of a bed that has a height h between 0.75 and 3 metres. The invention also relates to a sugar processing device.
Description
Procédé de traitement de sucre Sugar processing process
Domaine de l’invention Field of the invention
La présente invention concerne un procédé de traitement de sucre comprenant une étape d’adoucissement d’un jus sucré sur une résine de chromatographie échangeuse d’ions. La présente invention concerne également un dispositif de traitement de sucre qui permet notamment l’adoucissement d’un jus sucré. The present invention relates to a sugar treatment process comprising a step of sweetening a sweet juice on an ion exchange chromatography resin. The present invention also relates to a sugar treatment device which makes it possible in particular to sweeten a sweet juice.
Arrière-plan technique Technical background
La production de sucre raffiné à partir de la canne à sucre comprend un certain nombre de traitements réalisés en sucrerie suivis par un certain nombre de traitements supplémentaires réalisés en raffinerie. The production of refined sugar from cane sugar comprises a certain number of treatments carried out in the sugar refinery followed by a certain number of additional treatments carried out in the refinery.
En sucrerie, les principales étapes sont l’extraction du sucre par broyage c’est-à-dire le pressage de la canne ou par diffusion pour obtenir un jus sucré brut, la clarification de ce jus par ajout de chaux afin de précipiter un certain nombre d’impuretés ainsi que par ajout de dioxyde de carbone (carbonatation) ou d’anhydride sulfureux (sulfitation) afin de précipiter la chaux en excès, la filtration ou décantation du jus traité, la concentration du jus restant et enfin la cristallisation et le turbinage du sucre, ce qui conduit à l’obtention de sucre roux d’une part et d’une mélasse d’autre part. In the sugar industry, the main steps are the extraction of the sugar by grinding, that is to say the pressing of the cane or by diffusion to obtain a raw sweet juice, the clarification of this juice by adding lime in order to precipitate a certain number of impurities as well as by addition of carbon dioxide (carbonation) or sulfur dioxide (sulfitation) in order to precipitate excess lime, filtration or decantation of the treated juice, the concentration of the remaining juice and finally crystallization and the turbining of the sugar, which leads to obtaining brown sugar on the one hand and molasses on the other.
En raffinerie, les principales opérations auxquelles est soumis le sucre roux sont un affinage (lavage des cristaux par une solution aqueuse saturée de sucre puis turbinage) pour éliminer les impuretés situées à la surface des cristaux, une remise en solution du sucre résultant, une clarification, une décoloration et une cristallisation. In the refinery, the main operations to which brown sugar is subjected are refining (washing the crystals with a saturated aqueous solution of sugar then turbining) to remove the impurities located on the surface of the crystals, re-dissolving the resulting sugar, clarification , discoloration and crystallization.
Cependant, l’excès de chaux précipitée, notamment sous la forme de carbonate de calcium (CaCC ) ou de sulfate de calcium (CaSC ), risque de provoquer des problèmes en s’accumulant et en se précipitant dans les équipements ainsi que dans les tuyaux au fil du temps. Plus précisément, des dépôts de minéraux peuvent être formés dans l’évaporateur utilisé pour la concentration du jus sucré, réduisant de plus en plus l’échange thermique et
menant ainsi à une diminution progressive de son efficacité. Ainsi, le maintien du même taux d’évaporation au cours du temps exige une augmentation de la consommation de vapeurs et/ou une augmentation de la surface de chauffage. De plus, après un certain niveau de diminution des performances, l’évaporateur doit être arrêté pour nettoyer les dépôts formés. Ce procédé de nettoyage, qui comprend une succession de nettoyages chimiques et mécaniques (opération manuelle), requiert l’ouverture systématique des appareils et est considéré comme dangereux, étant donné que les températures autour de l’évaporateur sont élevées, mais aussi que l’utilisation de produits chimiques concentrés est nécessaire. De plus, l’arrêt et le redémarrage d’un évaporateur requièrent des consommations additionnelles de liquide de refroidissement dans un cas et de vapeur dans l’autre, du fait de l’inertie de l’appareil. However, excess precipitated lime, especially in the form of calcium carbonate (CaCC) or calcium sulphate (CaSC), can cause problems by accumulating and precipitating in equipment as well as in pipes. over time. Specifically, mineral deposits can be formed in the evaporator used for the concentration of sweet juice, increasingly reducing heat exchange and thus leading to a gradual decrease in its effectiveness. Thus, maintaining the same evaporation rate over time requires an increase in the consumption of vapors and / or an increase in the heating surface. In addition, after a certain level of decrease in performance, the evaporator must be stopped to clean the deposits formed. This cleaning process, which includes a succession of chemical and mechanical cleanings (manual operation), requires the systematic opening of the devices and is considered dangerous, given that the temperatures around the evaporator are high, but also that the use of concentrated chemicals is necessary. In addition, stopping and restarting an evaporator requires additional consumption of coolant in one case and of steam in the other, due to the inertia of the device.
Quelques solutions de nettoyage améliorées existent, cependant elles exigent un investissement important ainsi que des coûts d’opération élevés. A few improved cleaning solutions exist, however they require a large investment as well as high operating costs.
L’adoucissement du jus sucré est une méthode qui permet de diminuer la quantité des contre-ions cationiques provoquant des dépôts minéraux. La technique la plus courante pour adoucir le jus sucré repose sur l’utilisation d’une résine de chromatographie échangeuse de cations (avant l’étape d’évaporation), par exemple sous forme Na+ ou K+ de sorte à échanger les cations divalents (Ca2+, Mg2+) présents dans le jus sucré par des cations monovalents (Na+ ou K+) et éviter les problèmes mentionnés ci-dessus. Cette technique est souvent combinée avec une filtration sur membrane (filtration tangentielle) effectuée avant l’étape de chromatographie d’échange d’ions, afin d’éliminer des matières en suspension qui sont présentes dans le jus clarifié et qui peuvent, très rapidement, dégrader les performances et la capacité de l’installation utilisée pour la chromatographie d’échange d’ions. The sweetening of the sweet juice is a method which allows to decrease the quantity of cationic counterions causing mineral deposits. The most common technique for sweetening the sweet juice is based on the use of a cation exchange chromatography resin (before the evaporation step), for example in the Na + or K + form so as to exchange the divalent cations ( Ca 2+ , Mg 2+ ) present in the juice sweetened with monovalent cations (Na + or K + ) and avoid the problems mentioned above. This technique is often combined with membrane filtration (tangential filtration) carried out before the ion exchange chromatography step, in order to remove suspended matter which is present in the clarified juice and which can very quickly degrade the performance and capacity of the installation used for ion exchange chromatography.
Cependant, l’utilisation des membranes de filtration rend la mise en oeuvre de cette technique très onéreuse. However, the use of filtration membranes makes the implementation of this technique very expensive.
L’article de V. Kochergin and J. F. Alvarez ( lon-exchange softening of clarified juice-results of pilot trials) dans“Agribusiness Intelligence Journal- Informa” en 2017 décrit des essais effectués pour l’adoucissement de jus de canne à sucre, en mettant en oeuvre une filtration sur un filtre à tamis, suivie par un échange de cations sur un lit de résine peu profond (“ shallow-bed resin"). The article by V. Kochergin and JF Alvarez (lon-exchange softening of clarified juice-results of pilot trials) in “Agribusiness Intelligence Journal- Informa” in 2017 describes trials carried out for the sweetening of sugar cane juice, in using filtration through a screen filter, followed by cation exchange on a shallow-bed resin.
Le document FR 2 838 751 décrit un procédé de fabrication de sucre raffiné à partir de jus sucré tel que du jus brut de canne à sucre ou de betterave à sucre, contenant des sucres et des impuretés, caractérisé en ce qu’il
comprend (entre autres) une filtration tangentielle du jus sucré pour obtenir un rétentat et un filtrat, et l’adoucissement du filtrat pour obtenir un filtrat adouci. La filtration tangentielle est de préférence une filtration sur membrane (ultrafiltration, nanofiltration, microfiltration) et l’adoucissement est mis en œuvre au moyen d’une résine échangeuse de cations. Document FR 2 838 751 describes a process for manufacturing refined sugar from sweet juice such as raw sugar cane or sugar beet juice, containing sugars and impurities, characterized in that it comprises (among others) tangential filtration of the sweet juice to obtain a retentate and a filtrate, and softening of the filtrate to obtain a soft filtrate. Tangential filtration is preferably membrane filtration (ultrafiltration, nanofiltration, microfiltration) and the softening is implemented by means of a cation exchange resin.
Le document CN 103725802 décrit un procédé pour raffiner du sucre. Ce procédé comprend (parmi d'autres) une étape de prétraitement pouvant être une filtration sur filtre à tamis ou filtre à manche, une étape de microfiltration sur membrane, une étape d’échange d’anions pour la décoloration du jus et une étape d’échange de cations pour la désalinisation du jus. Document CN 103725802 describes a process for refining sugar. This process comprises (among others) a pretreatment step which can be filtration through a screen filter or a bag filter, a membrane microfiltration step, an anion exchange step for the decoloration of the juice and a step of exchange of cations for desalination of juice.
Le document FR 2 732 358 décrit un procédé de traitement d’une solution sucrée issue de la betterave par résine échangeuse d’ions cationique pour adoucir la solution sucrée, suivi par la régénération de la résine cationique. Une filtration peut précéder l’étape d’échange d’ions. Document FR 2 732 358 describes a process for treating a sugar solution obtained from beet with a cationic ion exchange resin to soften the sugar solution, followed by regeneration of the cationic resin. Filtration can precede the ion exchange step.
Le document US 6,479,636 décrit une méthode d’extraction et de purification des protéines recombinantes de canne à sucre transgénique. Cette méthode comprend plusieurs étapes de filtration sur filtre à tamis et une étape d’échange d’ions sur une résine anionique. Document US Pat. No. 6,479,636 describes a method for extracting and purifying recombinant proteins from transgenic sugar cane. This method includes several stages of filtration through a screen filter and an ion exchange stage on an anionic resin.
Le document WO 2005/031006 décrit un procédé dans lequel le jus de canne à sucre brut est d'abord raffiné en plusieurs étapes, puis converti bioenzymatiquement en sirop inverti ou en solution concentrée de glucose-fructose raffinée. Les étapes de raffinage comprennent de préférence une première filtration (filtration de particules ou microfiltration) suivie d'une deuxième filtration (microfiltration ou ultrafiltration) puis au moins un passage à travers une colonne comprenant une résine échangeuse d'anions. Document WO 2005/031006 describes a process in which the raw sugarcane juice is first refined in several stages, then bioenzymatically converted into invert syrup or into a concentrated solution of refined glucose-fructose. The refining steps preferably comprise a first filtration (particle filtration or microfiltration) followed by a second filtration (microfiltration or ultrafiltration) then at least one passage through a column comprising an anion exchange resin.
Le document CN 102659855 concerne un procédé de production de sucre comprenant (parmi autres) une étape de filtration sur filtre-presse, une étape de prétraitement comprenant une filtration, une étape de filtration sur membrane, et une étape d’échange d’ions pour enlever la couleur des flavonoïdes. Document CN 102659855 relates to a sugar production process comprising (among others) a filtration step on a filter press, a pretreatment step comprising a filtration, a membrane filtration step, and an ion exchange step for remove color from flavonoids.
Il existe donc un besoin de fournir un procédé amélioré de traitement de sucre, comprenant une étape d’adoucissement de jus sucré, permettant d’éviter les risques de dysfonctionnement des installations, les risques liés au nettoyage des installations, mais aussi de diminuer les coûts économiques et énergétiques liés aux différentes étapes du procédé. There is therefore a need to provide an improved sugar treatment process, comprising a sweet juice sweetening step, making it possible to avoid the risks of plant malfunctioning, the risks associated with cleaning the facilities, but also to reduce costs. economic and energy related to the different stages of the process.
Résumé de l’invention
L’invention concerne en premier lieu un procédé de traitement de sucre, comprenant successivement : Summary of the invention The invention relates firstly to a process for treating sugar, comprising successively:
- une première filtration frontale d’un jus sucré pour obtenir un premier filtrat ; - a first frontal filtration of a sweet juice to obtain a first filtrate;
- une deuxième filtration frontale du premier filtrat pour obtenir un deuxième filtrat ; et - a second frontal filtration of the first filtrate to obtain a second filtrate; and
- la mise en contact du deuxième filtrat avec une résine de chromatographie échangeuse de cations de sorte à charger la résine en cations divalents et à collecter un jus sucré adouci, la résine étant disposée sous la forme d’un lit ayant une hauteur h de 0,75 à 3 mètres. - Contacting the second filtrate with a cation exchange chromatography resin so as to charge the resin with divalent cations and to collect a sweetened sweet juice, the resin being arranged in the form of a bed having a height h of 0 , 75 to 3 meters.
Selon certains modes de réalisation, les cations divalents comprennent, et de préférence consistent essentiellement en des cations Ca2+ et/ou des cations Mg2+. According to some embodiments, the divalent cations comprise, and preferably consist essentially of Ca 2+ cations and / or Mg 2+ cations.
Selon certains modes de réalisation, le jus sucré a une concentration en particules solides de 20 à 500 mg/kg, et/ou une concentration en ions de magnésium de 100 à 500 mg/L, et/ou une concentration en ions de calcium de 100 à 600 mg/L. According to some embodiments, the sweet juice has a solid particle concentration of 20 to 500 mg / kg, and / or a magnesium ion concentration of 100 to 500 mg / L, and / or a calcium ion concentration of 100 to 600 mg / L.
Selon certains modes de réalisation, le jus sucré a une teneur en sucres de 10 à 20 degrés Brix, et/ou une turbidité de 100 à 500 NTU. According to some embodiments, the sweet juice has a sugar content of 10 to 20 degrees Brix, and / or a turbidity of 100 to 500 NTU.
Selon certains modes de réalisation, le jus sucré adouci collecté après l’étape de mise en contact du deuxième filtrat avec la résine a un volume de 15 à 80 BV. In some embodiments, the sweetened sweet juice collected after the step of contacting the second filtrate with the resin has a volume of 15 to 80 BV.
Selon certains modes de réalisation, la première filtration permet une rétention de 10 à 60% en masse de particules solides par rapport à la quantité de particules solides présents dans le jus sucré, et/ou la première filtration et la deuxième filtration permettent une rétention de 30 à 70% en masse de particules solides par rapport à la quantité de particules solides présents dans le jus sucré, et/ou la première filtration, la deuxième filtration et la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine permettent une rétention de 50 à 90% en masse de particules solides par rapport à la quantité de particules solides présents dans le jus sucré. According to some embodiments, the first filtration allows a retention of 10 to 60% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice, and / or the first filtration and the second filtration allow a retention of 30 to 70% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice, and / or the first filtration, the second filtration and the contacting of the second filtrate with the resin allow a retention of 50 to 90% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice.
Selon certains modes de réalisation, le procédé est un procédé discontinu ou un procédé continu. According to some embodiments, the process is a batch process or a continuous process.
Selon certains modes de réalisation, le procédé comprend des étapes de régénération de la résine chargée en cations divalents, ces étapes comprenant :
- la mise en contact de la résine chargée avec une solution de régénération ; According to certain embodiments, the method comprises steps for regenerating the resin loaded with divalent cations, these steps comprising: - bringing the loaded resin into contact with a regeneration solution;
- la collecte d’un effluent de régénération. - the collection of a regeneration effluent.
Selon certains modes de réalisation, la solution de régénération est issue des mélasses formées lors d’une étape de cristallisation de sucre, ou la solution de régénération est issue en tout ou partie du jus sucré adouci, additionné ou non d’hydroxyde de sodium ou d’hydroxyde de potassium, ou la solution de régénération est une solution de saumure de régénération comprenant un sel de chlorure, ou potassium ou sodium, ou la solution de régénération est issue d’une vinasse de distillation des mélasses ; ou la solution de régénération est issue d’un raffinât issu d’un traitement par chromatographie des mélasses. According to certain embodiments, the regeneration solution is obtained from molasses formed during a sugar crystallization step, or the regeneration solution is obtained in all or part of the sweetened juice, with or without sodium hydroxide added or of potassium hydroxide, or the regeneration solution is a regeneration brine solution comprising a chloride, or potassium or sodium salt, or the regeneration solution is obtained from a stillage from the distillation of molasses; or the regeneration solution is obtained from a raffinate resulting from a treatment by chromatography of molasses.
Selon certains modes de réalisation, la mise en contact de la résine chargée avec une solution de régénération comprend l’utilisation de solutions de régénération différentes en alternance entre deux cycles de production. In some embodiments, contacting the loaded resin with a regeneration solution includes the use of different regeneration solutions alternating between two production cycles.
Selon certains modes de réalisation, l’effluent de régénération est utilisé pour effectuer une étape de clarification du jus sucré, en particulier une étape de chaulage, l’étape de clarification étant effectuée avant la première filtration ; ou l’effluent de régénération est utilisé pour effectuer une ou plusieurs étapes de cristallisation, le(s) étape(s) de cristallisation étant effectuée(s) après la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine. According to some embodiments, the regeneration effluent is used to perform a sweet juice clarification step, in particular a liming step, the clarification step being performed before the first filtration; or the regeneration effluent is used to perform one or more crystallization steps, the crystallization step (s) being performed after contacting the second filtrate with the resin.
Selon certains modes de réalisation, le procédé comprend également une étape de lavage de la résine chargée en cations divalents, ou de la résine régénérée, avec une solution de lavage, la solution de lavage ayant une direction dans le lit de résine inverse à une direction du deuxième filtrat dans le lit de résine lors de l’étape de la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine. According to some embodiments, the method also comprises a step of washing the resin loaded with divalent cations, or the regenerated resin, with a washing solution, the washing solution having a direction in the resin bed reverse to a direction. of the second filtrate in the resin bed during the step of bringing the second filtrate into contact with the resin.
Selon certains modes de réalisation, la solution de lavage est issue du jus sucré adouci ou du jus sucré, ou la solution de lavage est de l’eau. In some embodiments, the wash solution is made from the sweetened sweet juice or the sweet juice, or the wash solution is water.
Selon certains modes de réalisation, à la fin de l’étape de lavage un effluent de lavage est collecté, l’effluent de lavage étant renvoyé vers une étape de clarification du jus sucré, l’étape de clarification étant effectuée avant la première filtration. According to some embodiments, at the end of the washing step, a washing effluent is collected, the washing effluent being returned to a sweet juice clarification step, the clarification step being carried out before the first filtration.
Selon certains modes de réalisation, l’étape de mise en contact du deuxième filtrat avec la résine est effectuée à une température égale ou supérieure à 75°C. According to some embodiments, the step of bringing the second filtrate into contact with the resin is carried out at a temperature equal to or greater than 75 ° C.
L’invention concerne également un dispositif de traitement de sucre, comprenant :
- une ligne d’amenée d’un jus sucré ; The invention also relates to a sugar processing device, comprising: - a supply line for a sweet juice;
- une première unité de filtration frontale alimentée par la ligne d’amenée de jus sucré ; - a first front filtration unit supplied by the sweet juice supply line;
- une ligne de collecte de premier filtrat en sortie de la première unité de filtration frontale ; - a first filtrate collection line at the outlet of the first front filtration unit;
- une deuxième unité de filtration frontale alimentée par la ligne de collecte de premier filtrat ; - a second front filtration unit supplied by the first filtrate collection line;
- une ligne de collecte de deuxième filtrat en sortie de la deuxième unité de filtration frontale ; - a second filtrate collection line at the outlet of the second front filtration unit;
- une unité de chromatographie d’échange d’ions comprenant une résine cationique alimentée par la ligne de collecte de deuxième filtrat, la résine ayant la forme d’un lit ayant une hauteur h comprise de 0,75 à 3 mètres ; et - an ion exchange chromatography unit comprising a cationic resin supplied by the second filtrate collection line, the resin having the form of a bed having a height h of from 0.75 to 3 meters; and
- une ligne de collecte de jus sucré adouci en sortie de l’unité de chromatographie d’échange d’ions. - a collection line for sweetened sweet juice at the outlet of the ion exchange chromatography unit.
Selon certains modes de réalisation, la première unité de filtration comprend un ou plusieurs filtres à tamis, chaque filtre ayant des pores ayant un diamètre de 50 à 200 pm, et de préférence de 80 à 120 pm. According to some embodiments, the first filtration unit comprises one or more screen filters, each filter having pores having a diameter of 50 to 200 µm, and preferably 80 to 120 µm.
Selon certains modes de réalisation, la première unité de filtration comprend une unité de nettoyage pour au moins l’un des filtres à tamis. In some embodiments, the first filtration unit includes a cleaning unit for at least one of the screen filters.
Selon certains modes de réalisation, la deuxième unité de filtration comprend au moins un panier filtrant ayant des pores ayant un diamètre de 20 à 100 pm, et de préférence de 40 à 60 pm. According to some embodiments, the second filtration unit comprises at least one filter basket having pores having a diameter of 20 to 100 µm, and preferably 40 to 60 µm.
Selon certains modes de réalisation, l’unité de chromatographie d’échange d’ions comprend au moins une colonne, de préférence au moins 5 colonnes, de préférence encore au moins 10 colonnes, et encore de préférence au moins 15 colonnes. According to some embodiments, the ion exchange chromatography unit comprises at least one column, preferably at least 5 columns, more preferably at least 10 columns, and more preferably at least 15 columns.
Selon certains modes de réalisation, le lit de résine a un diamètre de 0,25 à 6 m, et de préférence de 0,25 à 5 m. In some embodiments, the resin bed has a diameter of 0.25 to 6 m, and preferably 0.25 to 5 m.
La présente invention permet de répondre au besoin exprimé ci-dessus. Elle fournit plus particulièrement un procédé amélioré de traitement de sucre, comprenant une étape d’adoucissement de jus sucré, permettant d’éviter les risques de dysfonctionnement des installations, les risques liés au nettoyage des installations, mais aussi de diminuer les coûts économiques et énergétiques liés aux différentes étapes du procédé. The present invention makes it possible to meet the need expressed above. More particularly, it provides an improved sugar treatment process, comprising a sweet juice sweetening step, making it possible to avoid the risks of plant malfunction, the risks associated with cleaning the facilities, but also to reduce economic and energy costs. linked to the different stages of the process.
Cela est accompli grâce à un procédé de traitement de sucre comprenant les étapes successives d’une première filtration frontale, une deuxième filtration frontale et une étape de chromatographie d’échange ions
sur une résine cationique. Les deux étapes successives de filtration frontale permettent de protéger la résine de chromatographie échangeuse d’ions et l’unité de chromatographie d’échange d’ions des problèmes de dégradation de performance et de capacité, en séparant des particules solides qui se trouvent en suspension dans le jus sucré et qui risquent de s’accumuler dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions. Cela permet une efficacité améliorée de l’étape d’adoucissement sans endommager l’unité de chromatographie d’échange d’ions. Les deux étapes de filtration permettent donc de lisser les variations des particules solides présents dans le produit et limiter le nombre de particules solides fibreuses accumulées dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions. Ainsi, avantageusement, à la fin de la deuxième filtration, de 30 à 70% en masse de particules présentes dans le jus sucré sont retenues par les filtres, et à la fin de l’étape de chromatographie d’échange d’ions, de 50 à 90% en masse de particules présentes dans le jus sucré sont retenues par les filtres et la résine. Ainsi, ce procédé permet non seulement de protéger la résine de chromatographie échangeuse d’ions et l’unité de chromatographie d’échange d’ions mais aussi d’éviter les dépôts formés dans les installations, notamment dans l’évaporateur lors de la concentration du jus, et de limiter tous les inconvénients liés au nettoyage et à l’arrêt récurrent de ces installations. This is accomplished through a sugar treatment process comprising the successive steps of a first front filtration, a second front filtration and an ion exchange chromatography step. on a cationic resin. The two successive front filtration stages protect the ion exchange chromatography resin and the ion exchange chromatography unit from performance and capacity degradation problems, by separating solid particles that are in suspension in sweet juice and which may accumulate in the ion exchange chromatography unit. This enables improved efficiency of the softening step without damaging the ion exchange chromatography unit. The two filtration steps therefore make it possible to smooth out the variations of the solid particles present in the product and to limit the number of fibrous solid particles accumulated in the ion exchange chromatography unit. Thus, advantageously, at the end of the second filtration, from 30 to 70% by mass of particles present in the sweet juice are retained by the filters, and at the end of the ion exchange chromatography step, of 50 to 90% by mass of particles present in the sweet juice are retained by the filters and the resin. Thus, this process not only makes it possible to protect the ion exchange chromatography resin and the ion exchange chromatography unit but also to avoid deposits formed in the installations, in particular in the evaporator during the concentration. juice, and limit all the inconveniences associated with cleaning and recurring shutdown of these installations.
De plus, la première filtration frontale et la deuxième filtration frontale sont effectuées, de préférence, dans des unités de filtration dépourvues de membranes de type céramiques ou autre minéral (inox par exemple), ce qui permet de diminuer le coût de ces étapes du procédé. In addition, the first frontal filtration and the second frontal filtration are carried out, preferably, in filtration units devoid of membranes of ceramic or other mineral type (stainless steel for example), which makes it possible to reduce the cost of these steps of the process. .
Avantageusement et de manière surprenante, la combinaison d’une filtration frontale avec une ouverture de pores (taille de pores) spécifique permet de conserver une bonne hauteur de lit de résine. En effet, de manière habituelle, la présence de particules solides fibreuses dans le jus sucré à purifier conduit souvent, dû au risque lié au bouchage de la colonne, à une nécessité de diminuer la hauteur de lit de résine et ainsi de répartir le lit de la résine sur plusieurs colonnes. Au contraire, la présente invention permet, malgré une ouverture de pore de taille micrométrique, de maintenir une bonne hauteur de lit de résine sans devoir repartir la résine sur d’autres colonnes de faible hauteur de lit. Advantageously and surprisingly, the combination of frontal filtration with a specific pore opening (pore size) makes it possible to maintain a good height of the resin bed. In fact, in the usual way, the presence of solid fibrous particles in the sweet juice to be purified often leads, due to the risk associated with the blocking of the column, to a need to reduce the height of the resin bed and thus to distribute the bed of the resin on several columns. On the contrary, the present invention makes it possible, despite a micrometric-sized pore opening, to maintain a good resin bed height without having to distribute the resin on other columns of low bed height.
Avantageusement encore, le lavage de la résine chargée en cations divalents (Ca2+ et Mg2+) avec une solution de lavage, la solution de lavage ayant une direction dans le lit de résine inverse à la direction du deuxième filtrat dans le lit de résine (lors de la production du jus sucré adouci), ce lavage est également appelé rétro-lavage, permet d’évacuer les particules solides
retenues dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions. Plus précisément, ces particules retenues s’accumulent préférentiellement à proximité de l’entrée (par exemple vers le haut) de l’unité de chromatographie d’échange d’ions. Lors de l’étape de lavage, et grâce à la direction de la solution de lavage (par exemple du bas vers le haut de l’unité) et au débit de la solution de lavage, une expansion du lit de résine dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions peut être obtenue. Les particules solides présentes dans l’unité ont généralement une densité inférieure à la densité de la résine, et elles peuvent être évacuées de l’unité sans provoquer la sortie des particules de résine. Ainsi, la résine désormais essentiellement dépourvue de particules solides peut être régénérée et réutilisée. Again advantageously, washing the resin loaded with divalent cations (Ca 2+ and Mg 2+ ) with a washing solution, the washing solution having a direction in the resin bed opposite to the direction of the second filtrate in the bed of resin (during the production of sweetened sweet juice), this washing is also called backwashing, allows solid particles to be evacuated retained in the ion exchange chromatography unit. More precisely, these retained particles preferentially accumulate near the inlet (for example towards the top) of the ion exchange chromatography unit. During the washing step, and thanks to the direction of the washing solution (e.g. from the bottom to the top of the unit) and the flow rate of the washing solution, an expansion of the resin bed in the unit ion exchange chromatography can be obtained. The solid particles present in the unit generally have a lower density than the density of the resin, and they can be discharged from the unit without causing the resin particles to exit. Thus, the resin now essentially free of solid particles can be regenerated and reused.
Brève description des figures Brief description of the figures
La figure 1 représente de façon schématique une grille de maillage comprenant une première série de fils (A), une deuxième série de fils (B), et une troisième série de fils (C). FIG. 1 schematically represents a mesh grid comprising a first series of threads (A), a second series of threads (B), and a third series of threads (C).
La figure 2 représente de façon schématique les différentes étapes du procédé selon l’invention, dans certains modes de réalisation. FIG. 2 schematically represents the different steps of the method according to the invention, in certain embodiments.
Description détaillée detailed description
L’invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit. The invention is now described in more detail and in a non-limiting manner in the description which follows.
L’invention concerne un dispositif ainsi qu’un procédé pour le traitement de sucre, qui permet d’éliminer des particules solides se trouvant en suspension dans un jus sucré ainsi que des cations divalents tel que les ions de calcium Ca2+ et/ou les ions de magnésium Mg2+ présents dans le jus sucré. Plus particulièrement, ce procédé vise à purifier et notamment à adoucir un jus sucré. The invention relates to a device and a method for the treatment of sugar, which makes it possible to remove solid particles in suspension in a sweet juice as well as divalent cations such as calcium ions Ca 2+ and / or the magnesium Mg 2+ ions present in the sweet juice. More particularly, this process aims to purify and in particular to soften a sweet juice.
Jus sucré Sweet juice
Par « jus sucré », on entend un flux liquide contenant des sucres et des impuretés, notamment des particules solides en suspension et des cations Ca2+ et/ou Mg2+. De préférence, les particules solides en suspension comprennent de la bagasse et des fines fractions de bagasse appelées « bagacillos ». Par « bagasse », on entend des particules solides fibreuses en suspension provenant de l’extraction du jus sucré et par « bagacillos », on entend des particules fines solides et fibreuses en suspension provenant de l’extraction du jus sucré
Le jus sucré est avantageusement issu de canne à sucre. Il peut avoir subi une ou plusieurs étapes de prétraitement appelé clarification, telles que des étapes de centrifugation, filtration, carbonatation, floculation, décantation, sulfitation et/ou chaulage. By “sweet juice” is meant a liquid stream containing sugars and impurities, in particular solid particles in suspension and Ca 2+ and / or Mg 2+ cations. Preferably, the solid particles in suspension comprise bagasse and fine bagasse fractions called "bagacillos". By "bagasse" is meant solid fibrous particles in suspension originating from the extraction of the sweet juice and by "bagacillos" is meant fine solid and fibrous particles in suspension originating from the extraction of the sweet juice. The sweet juice is advantageously made from sugar cane. It may have undergone one or more pretreatment steps called clarification, such as centrifugation, filtration, carbonation, flocculation, decantation, sulphitation and / or liming steps.
Par « adoucissement », on entend la diminution de la dureté du jus sucré due à la présence des ions divalents, notamment Ca2+ et/ou Mg2+. Ainsi, lors de l’adoucissement de jus sucré, des ions Ca2+ et/ou Mg2+ sont éliminés et remplacés par des cations monovalents tels que les ions de sodium (Na+) ou de potassium (K+). The term "softening" means the reduction in the hardness of the sweet juice due to the presence of divalent ions, in particular Ca 2+ and / or Mg 2+ . Thus, during sweetening of sweet juice, Ca 2+ and / or Mg 2+ ions are eliminated and replaced by monovalent cations such as sodium (Na + ) or potassium (K + ) ions.
Les ions Ca2+ et/ou Mg2+ peuvent être présents naturellement dans le jus sucré et/ou provenir d’une ou de plusieurs étapes de prétraitement telles que mentionnées ci-dessus. The Ca 2+ and / or Mg 2+ ions can be present naturally in the sweet juice and / or come from one or more pretreatment steps as mentioned above.
Avantageusement, le jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention comprend des ions Ca2+ à une concentration de 100 à 800 mg/L, et de préférence de 100 à 600 mg/L. Par exemple, cette concentration en ions Ca2+ peut être de 100 à 150 mg/L ; ou de 150 à 200 mg/L ; ou de 200 à 250 mg/L ; ou de 250 à 300 mg/L ; ou de 300 à 350 mg/L ; ou de 350 à 400 mg/L ; ou de 400 à 450 mg/L ; ou de 450 à 500 mg/L ; ou de 500 à 550 mg/L ; ou de 550 à 600 mg/L ; ou de 600 à 650 mg/L ; ou de 650 à 700 mg/L ; ou de 700 à 750 mg/L ; ou de 750 à 800 mg/L. La concentration en ions Ca2+ peut être mesurée en utilisant la norme ICUMSA GS7-19. Advantageously, the sweet juice to which the process of the invention is applied comprises Ca 2+ ions at a concentration of 100 to 800 mg / L, and preferably of 100 to 600 mg / L. For example, this concentration of Ca 2+ ions can be from 100 to 150 mg / L; or from 150 to 200 mg / L; or from 200 to 250 mg / L; or from 250 to 300 mg / L; or from 300 to 350 mg / L; or from 350 to 400 mg / L; or from 400 to 450 mg / L; or from 450 to 500 mg / L; or from 500 to 550 mg / L; or from 550 to 600 mg / L; or from 600 to 650 mg / L; or from 650 to 700 mg / L; or from 700 to 750 mg / L; or 750 to 800 mg / L. The concentration of Ca 2+ ions can be measured using the ICUMSA GS7-19 standard.
Avantageusement, le jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention comprend des ions Mg2+ à une concentration de 100 à 800 mg/L, et de préférence de 100 à 500 mg/L. Par exemple, cette concentration en ions Mg2+ peut être de 100 à 150 mg/L ; ou de 150 à 200 mg/L ; ou de 200 à 250 mg/L ; ou de 250 à 300 mg/L ; ou de 300 à 350 mg/L ; ou de 350 à 400 mg/L ; ou de 400 à 450 mg/L ; ou de 450 à 500 mg/L ; ou de 500 à 550 mg/L ; ou de 550 à 600 mg/L ; ou de 600 à 650 mg/L ; ou de 650 à 700 mg/L ; ou de 700 à 750 mg/L ; ou de 750 à 800 mg/L. La concentration en ions Mg2+ peut être mesurée en utilisant la norme ICUMSA GS7-19. Advantageously, the sweet juice to which the process of the invention is applied comprises Mg 2+ ions at a concentration of 100 to 800 mg / L, and preferably of 100 to 500 mg / L. For example, this concentration of Mg 2+ ions can be 100 to 150 mg / L; or from 150 to 200 mg / L; or from 200 to 250 mg / L; or from 250 to 300 mg / L; or from 300 to 350 mg / L; or from 350 to 400 mg / L; or from 400 to 450 mg / L; or from 450 to 500 mg / L; or from 500 to 550 mg / L; or from 550 to 600 mg / L; or from 600 to 650 mg / L; or from 650 to 700 mg / L; or from 700 to 750 mg / L; or 750 to 800 mg / L. The concentration of Mg 2+ ions can be measured using the ICUMSA GS7-19 standard.
Selon certains modes de réalisation, le jus sucré comprend des cations divalents Ca2+. According to some embodiments, the sweet juice comprises divalent Ca 2+ cations.
Selon d’autres modes de réalisation, le jus sucré comprend des cations divalents Mg2+. According to other embodiments, the sweet juice comprises divalent Mg 2+ cations.
Alternativement et avantageusement, le jus sucré comprend des cations divalents Ca2+ et Mg2+. Alternatively and advantageously, the sweet juice comprises divalent Ca 2+ and Mg 2+ cations.
Avantageusement, le jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention comprend des particules solides à une concentration de 10 à
800 mg/kg, et de préférence de 20 à 500 mg/kg. Par exemple, cette concentration en particules solides peut être de 10 à 50 mg/kg ; ou de 50 à 100 mg/kg ; ou de 100 à 150 mg/kg ; ou de 150 à 200 mg/kg ; ou de 200 à 250 mg/kg ; ou de 250 à 300 mg/kg ; ou de 300 à 350 mg/kg ; ou de 350 à 400 mg/kg ; ou de 400 à 450 mg/kg ; ou de 450 à 500 mg/kg ; ou de 500 à 550 mg/kg ; ou de 550 à 600 mg/kg ; ou de 600 à 650 mg/kg ; ou de 650 à 700 mg/kg ; ou de 700 à 750 mg/kg ; ou de 750 à 800 mg/kg. La concentration en particules solides peut être mesurée en utilisant la norme NF T90-105 et en substituant le filtre 0,45 pm tel que recommandé dans la norme par un filtre 8 pm. Advantageously, the sweet juice to which the process of the invention is applied comprises solid particles at a concentration of 10 to 800 mg / kg, and preferably 20 to 500 mg / kg. For example, this concentration of solid particles can be 10 to 50 mg / kg; or from 50 to 100 mg / kg; or from 100 to 150 mg / kg; or from 150 to 200 mg / kg; or from 200 to 250 mg / kg; or from 250 to 300 mg / kg; or from 300 to 350 mg / kg; or from 350 to 400 mg / kg; or from 400 to 450 mg / kg; or from 450 to 500 mg / kg; or from 500 to 550 mg / kg; or from 550 to 600 mg / kg; or from 600 to 650 mg / kg; or from 650 to 700 mg / kg; or from 700 to 750 mg / kg; or 750 to 800 mg / kg. The concentration of solid particles can be measured using the NF T90-105 standard and substituting the 0.45 μm filter as recommended in the standard with an 8 μm filter.
Le jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention peut également avoir une teneur en sucres de 10 à 30 degrés Brix, et de préférence de 10 à 20 degrés Brix. Ainsi, le jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention peut avoir une teneur en sucres de 10 à 12 ; ou de 12 à 14 ; ou de 14 à 16 ; ou de 16 à 18 ; ou de 18 à 20 ; ou de 20 à 22 ; ou de 22 à 24 ; ou de 24 à 26 ; ou de 26 à 28 ; ou de 28 à 30 degrés Brix. Les degrés Brix peuvent être mesurés en utilisant la norme ICUMSA GS7-31 . The sweet juice to which the process of the invention is applied can also have a sugar content of 10 to 30 degrees Brix, and preferably 10 to 20 degrees Brix. Thus, the sweet juice to which the process of the invention is applied may have a sugar content of 10 to 12; or from 12 to 14; or from 14 to 16; or from 16 to 18; or from 18 to 20; or from 20 to 22; or from 22 to 24; or from 24 to 26; or from 26 to 28; or 28 to 30 degrees Brix. Brix degrees can be measured using the ICUMSA GS7-31 standard.
De plus, le jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention peut avoir une turbidité de 100 à 800 NTU, et de préférence de 100 à 500 NTU (NTU=Nephelometric Turbidity Unit). Par « turbidité », on entend la teneur en matériaux légers en suspension dans un liquide. C’est une grandeur mesurant le caractère plus ou moins trouble du liquide. La turbidité du jus sucré peut être mesurée en utilisant la norme ICUMSA GS7-21 . Ainsi, la turbidité du jus sucré auquel est appliqué le procédé de l’invention peut être de 100 à 150 In addition, the sweet juice to which the process of the invention is applied may have a turbidity of 100 to 800 NTU, and preferably 100 to 500 NTU (NTU = Nephelometric Turbidity Unit). By "turbidity" is meant the content of light materials suspended in a liquid. It is a quantity measuring the more or less cloudy nature of the liquid. The turbidity of sweet juice can be measured using the ICUMSA GS7-21 standard. Thus, the turbidity of the sweet juice to which the process of the invention is applied can be from 100 to 150
NTU ; ou de 150 à 200 NTU ; ou de 200 à 250 NTU ; ou de 250 à 300 NTU ; ou de 300 à 350 NTU ; ou de 350 à 400 NTU ; ou de 400 à 450 NTU ; ou deNTU; or from 150 to 200 NTU; or from 200 to 250 NTU; or from 250 to 300 NTU; or from 300 to 350 NTU; or from 350 to 400 NTU; or from 400 to 450 NTU; or from
450 à 500 NTU ; ou de 500 à 550 NTU ; ou de 550 à 600 NTU ; ou de 600 à450 to 500 NTU; or from 500 to 550 NTU; or from 550 to 600 NTU; or from 600 to
650 NTU ; ou de 650 à 700 NTU ; ou de 700 à 750 NTU ; ou de 750 à 800 NTU. 650 NTU; or from 650 to 700 NTU; or from 700 to 750 NTU; or from 750 to 800 NTU.
Dispositif de traitement de sucre Sugar processing device
Le dispositif selon l’invention comprend tout d’abord une ligne d’amenée d’un jus sucré qui est liée d’une part à une première unité de filtration frontale. D’autre part cette ligne d’amenée peut être liée à (issue de) une unité de clarification, ou une unité de carbonatation, ou une unité de décantation, ou une unité de floculation, ou une unité de centrifugation, ou une unité de filtration, ou un réservoir comprenant le jus sucré à purifier. Ainsi la
ligne d’amenée permet de transférer (et ainsi alimenter) le jus sucré à purifier dans la première unité de filtration frontale. The device according to the invention comprises first of all a supply line for a sweet juice which is linked on the one hand to a first front filtration unit. On the other hand, this supply line can be linked to (from) a clarification unit, or a carbonation unit, or a settling unit, or a flocculation unit, or a centrifugation unit, or a filtration, or a reservoir comprising the sweet juice to be purified. So the supply line allows to transfer (and thus feed) the sweet juice to be purified in the first front filtration unit.
Par « filtration frontale », on entend une filtration qui s’effectue essentiellement perpendiculairement à la surface du filtre. Ainsi, toute matière retenue par le filtre, s’accumule sur sa surface. Au contraire, la « filtration tangentielle » consiste à faire passer le fluide tangentiellement à la surface du filtre. By "front filtration" is meant filtration which takes place essentially perpendicular to the surface of the filter. Thus, any material retained by the filter accumulates on its surface. On the contrary, "tangential filtration" consists in passing the fluid tangentially to the surface of the filter.
Par ailleurs, il est connu pour l’homme du métier que la filtration frontale est effectuée dans des unités ayant une ouverture de pores (taille de pores) supérieure à 1 pm. Furthermore, it is known to those skilled in the art that the front filtration is carried out in units having a pore opening (pore size) greater than 1 µm.
La première unité de filtration frontale peut comprendre un ou plusieurs filtres à tamis c’est-à-dire des filtres comprenant une grille de maillage servant à trier et retenir les particules solides. La grille de maillage peut être constituée de fils qui sont de préférence soudés entre eux. The first front-end filtration unit may include one or more screen filters, that is, filters comprising a mesh screen serving to sort and retain solid particles. The mesh grid may be made of wires which are preferably welded together.
Selon certains modes de réalisation, la grille de maillage peut comprendre une première série de fils qui sont parallèles les uns aux autres. According to some embodiments, the mesh grid can include a first series of wires which are parallel to each other.
Selon d’autres modes de réalisation, la grille de maillage peut comprendre la première série de fils et une deuxième série de fils qui sont parallèles les uns aux autres et perpendiculaires aux fils de la première série. According to other embodiments, the mesh grid can include the first series of threads and a second series of threads which are parallel to each other and perpendicular to the threads of the first series.
Selon d’autres modes de réalisation, et en faisant référence à la figure 1 , la grille de maillage peut comprendre la première série de fils (A), la deuxième série de fils (B), et une troisième série de fils (C) qui sont parallèles les uns aux autres et présentant un angle supérieur à 0° et inférieur à 90° par rapport au fils de la première série (A). Cet angle peut par exemple être de 0 à 10° ; ou de 10 à 20° ; ou de 20 à 30° ; ou de 30 à 40° ; ou de 40 à 50° ; ou de 50 à 60° ; ou de 60 à 70° ; ou de 70 à 80° ; ou de 80 à 90°. De préférence, cet angle est de 30 à 60°, et encore de préférence cet angle est d’environ 45°. According to other embodiments, and with reference to Figure 1, the mesh grid may include the first series of wires (A), the second series of wires (B), and a third series of wires (C) which are parallel to each other and having an angle greater than 0 ° and less than 90 ° relative to the son of the first series (A). This angle can for example be from 0 to 10 °; or from 10 to 20 °; or from 20 to 30 °; or from 30 to 40 °; or from 40 to 50 °; or from 50 to 60 °; or from 60 to 70 °; or from 70 to 80 °; or from 80 to 90 °. Preferably this angle is 30-60 °, and more preferably this angle is about 45 °.
Ce maillage préféré et particulier permet d’empêcher les particules solides fibreuses (bagasse) de s’enchevêtrer dans la grille de maillage d’une manière difficile à nettoyer. This preferred and particular mesh helps prevent solid fibrous particles (bagasse) from becoming entangled in the mesh grid in a way that is difficult to clean.
De préférence, la première unité de filtration frontale comprend au moins 5 filtres à tamis, de préférence au moins 10 filtres à tamis, de préférence au moins 15 filtres à tamis, et encore de préférence au moins 20 filtres à tamis. Ainsi, la première unité de filtration frontale peut par exemple comprendre de 1 à 5 filtres ; ou de 5 à 10 filtres ; ou de 10 à 15 filtres ; ou de 15 à 20 filtres ; ou de 20 à 25 filtres ; ou de 25 à 30 filtres ; ou plus de 30 filtres. De préférence, ces filtres sont disposés en parallèle. Encore de préférence, ces filtres sont
disposés selon une surface générale cylindrique dans la première unité de filtration. Preferably, the first front filter unit comprises at least 5 screen filters, preferably at least 10 screen filters, preferably at least 15 screen filters, and more preferably at least 20 screen filters. Thus, the first front filtration unit can for example comprise from 1 to 5 filters; or from 5 to 10 filters; or from 10 to 15 filters; or from 15 to 20 filters; or from 20 to 25 filters; or from 25 to 30 filters; or more than 30 filters. Preferably, these filters are arranged in parallel. More preferably, these filters are arranged on a generally cylindrical surface in the first filtration unit.
Chaque filtre peut avoir une surface de filtration de 1 à 5 m2, et de préférence de 1 ,5 à 3 m2. Ainsi, la surface totale de filtration de la première unité de filtration frontale peut être de 1 à 150 m2, et de préférence de 15 à 50 m2. Each filter can have a filtration area of 1 to 5 m 2 , and preferably of 1, 5 to 3 m 2 . Thus, the total filtration surface of the first front filtration unit can be from 1 to 150 m 2 , and preferably from 15 to 50 m 2 .
De plus, chaque filtre (ou plus particulièrement la surface de filtration de chaque filtre) a des pores (ouverture de la grille de maillage) permettant la rétention des particules solides d’un côté et le passage du jus sucré de l’autre côté (premier filtrat). Lorsque les pores n’ont pas une ouverture circulaire, on entend par « diamètre » des pores la distance maximale entre deux points se trouvant dans un plan parallèle à l’ouverture. Par exemple, pour des pores ayant une ouverture rectangulaire ou carrée, le diamètre désigne la diagonale de chaque ouverture. Il en va de même pour des pores d’une grille comprenant un maillage perpendiculaire combiné à un maillage diagonal, telle que décrite ci-dessus. In addition, each filter (or more particularly the filtration surface of each filter) has pores (opening of the mesh grid) allowing the retention of solid particles on one side and the passage of sweet juice on the other side ( first filtrate). When the pores do not have a circular opening, the term "diameter" of the pores is understood to mean the maximum distance between two points lying in a plane parallel to the opening. For example, for pores having a rectangular or square opening, the diameter refers to the diagonal of each opening. The same is true for pores of a grid comprising a perpendicular mesh combined with a diagonal mesh, as described above.
Les pores des filtres de la première unité de filtration ont avantageusement un diamètre supérieur aux pores des filtres de la deuxième unité de filtration. The pores of the filters of the first filtration unit advantageously have a diameter greater than the pores of the filters of the second filtration unit.
Ainsi, les pores de chaque filtre de la première unité de filtration peuvent avoir un diamètre de 50 à 80 pm ; ou de 80 à 100 pm ; ou de 100 à 120 pm ; ou de 120 à 140 pm ; ou de 140 à 160 pm ; ou de 160 à 180 pm ; ou de 180 à 200 pm. Un diamètre de pores d’environ 100 pm est particulièrement approprié. Thus, the pores of each filter of the first filtration unit can have a diameter of 50 to 80 µm; or from 80 to 100 µm; or from 100 to 120 µm; or from 120 to 140 µm; or from 140 to 160 µm; or from 160 to 180 µm; or from 180 to 200 µm. A pore diameter of about 100 µm is particularly suitable.
Selon certains modes de réalisation, les filtres compris dans la première unité de filtration ont tous des pores du même diamètre. According to some embodiments, the filters included in the first filtration unit all have pores of the same diameter.
Selon d’autres modes de réalisation, les filtres compris dans la première unité de filtration ont des pores ayant un diamètre différent, l’un de l’autre. According to other embodiments, the filters included in the first filtration unit have pores having a different diameter from each other.
De préférence, la première unité de filtration est dépourvue de filtres à membrane (les filtres à membrane étant d’habitude utilisés pour effectuer une filtration tangentielle). Preferably, the first filtration unit is devoid of membrane filters (membrane filters are usually used to perform cross-flow filtration).
La première unité de filtration peut comprendre une unité de nettoyage pour au moins un des filtres. Cette unité de nettoyage permet ainsi le nettoyage d’au moins un filtre lorsque les filtres restants continuent à être opérationnels. Plus particulièrement, la pression est mesurée pour chacun des filtres tout au long de la filtration. Lorsque la pression d’un filtre atteint une limite (filtre bouché), une vanne rotative permet la direction du flux du jus sucré du filtre bouché à un filtre propre. Le filtre bouché peut ensuite être nettoyé
pendant que la filtration continue. Le nettoyage du filtre peut par exemple être effectué avec une solution de nettoyage qui a une direction inverse à la direction du flux du jus sucré à purifier. Cette solution de nettoyage peut être de l’eau chaude et/ou une solution aqueuse comprenant de l’hydroxyde de sodium (3-5% massique). The first filtration unit may include a cleaning unit for at least one of the filters. This cleaning unit thus makes it possible to clean at least one filter when the remaining filters continue to be operational. More particularly, the pressure is measured for each of the filters throughout the filtration. When the pressure of a filter reaches a limit (clogged filter), a rotary valve allows the direction of the flow of sweet juice from the clogged filter to a clean filter. The clogged filter can then be cleaned while the filtration continues. The cleaning of the filter can for example be carried out with a cleaning solution which has a direction opposite to the direction of the flow of the sweet juice to be purified. This cleaning solution can be hot water and / or an aqueous solution comprising sodium hydroxide (3-5% by mass).
Selon certains modes de réalisation, la première unité de filtration permet l’utilisation simultanée d’au moins deux filtres pour la filtration du jus sucré. According to some embodiments, the first filtration unit allows the simultaneous use of at least two filters for the filtration of the sweet juice.
Selon certains modes de réalisation, la première unité de filtration permet le nettoyage simultané d’au moins deux filtres. In some embodiments, the first filtration unit allows simultaneous cleaning of at least two filters.
Selon certains modes de réalisation, la première unité de filtration du jus sucré permet l’utilisation simultanée d’au moins deux filtres pour la filtration et en même temps le nettoyage simultané d’au moins deux filtres et ensuite elle permet d’alterner de sorte à utiliser les filtres préalablement nettoyés pour la filtration du jus sucré et en même temps le nettoyage des filtres préalablement utilisés pour la filtration. According to some embodiments, the first sugar juice filtration unit allows the simultaneous use of at least two filters for filtration and at the same time the simultaneous cleaning of at least two filters and then it allows to alternate so to use the filters previously cleaned for the filtration of the sweet juice and at the same time the cleaning of the filters previously used for the filtration.
Selon certains modes de réalisation, le flux du jus sucré par filtre peut être de 50 à 150 m3/h, et de préférence de 70 à 1 10 m3/h. According to certain embodiments, the flow of the sweet juice per filter can be from 50 to 150 m 3 / h, and preferably from 70 to 1 10 m 3 / h.
Le dispositif de l’invention comprend également une ligne de collecte qui permet la collecte du premier filtrat obtenu en sortie de la première unité de filtration. La ligne de collecte de premier filtrat alimente une deuxième unité de filtration frontale avec le premier filtrat. The device of the invention also comprises a collection line which allows the collection of the first filtrate obtained at the outlet of the first filtration unit. The first filtrate collection line supplies a second front filtration unit with the first filtrate.
La deuxième unité de filtration frontale peut comprendre au moins un filtre (enceinte) étant composé de paniers filtrants ou tamis. Selon certains modes de réalisation, la deuxième unité de filtration frontale peut comprendre au moins deux filtres, et de préférence au moins quatre filtres. The second front filtration unit may include at least one filter (enclosure) consisting of filter baskets or sieves. According to some embodiments, the second front filtration unit can include at least two filters, and preferably at least four filters.
Chaque panier filtrant compris dans le filtre (enceinte) peut avoir des pores (ouverture de la grille de maillage) permettant la rétention des particules solides d’un côté et le passage du jus sucré de l’autre côté (deuxième filtrat). Each filter basket included in the filter (enclosure) may have pores (opening of the mesh screen) allowing the retention of solid particles on one side and the passage of sweet juice on the other side (second filtrate).
Ainsi, les pores de chaque panier filtrant de la deuxième unité de filtration peuvent avoir un diamètre de 20 à 30 pm ; ou de 30 à 40 pm ; ou de 40 à 50 pm ; ou de 50 à 60 pm ; ou de 60 à 80 pm ; ou de 80 à 100 pm. Un diamètre de pores d’environ 50 pm est particulièrement approprié. Thus, the pores of each filter basket of the second filter unit can have a diameter of 20 to 30 µm; or from 30 to 40 µm; or from 40 to 50 µm; or from 50 to 60 µm; or from 60 to 80 µm; or from 80 to 100 µm. A pore diameter of about 50 µm is particularly suitable.
Selon certains modes de réalisation, les paniers filtrants compris dans la deuxième unité de filtration ont tous des pores du même diamètre. According to some embodiments, the filter baskets included in the second filtration unit all have pores of the same diameter.
Selon d’autres modes de réalisation, les paniers filtrants compris dans la deuxième unité de filtration ont des pores ayant un diamètre différent, l’un de l’autre.
De préférence, la deuxième unité de filtration est dépourvue de filtres à membrane (les filtres à membrane étant d’habitude utilisés pour effectuer une filtration tangentielle). According to other embodiments, the filter baskets included in the second filter unit have pores having a different diameter from each other. Preferably, the second filtration unit is devoid of membrane filters (membrane filters usually being used to effect cross-flow filtration).
Le dispositif de l’invention comprend également une ligne de collecte qui permet la collecte du deuxième filtrat obtenu en sortie de la deuxième unité de filtration. La ligne de collecte de deuxième filtrat alimente une unité de chromatographie d’échange d’ions avec le deuxième filtrat. The device of the invention also comprises a collection line which allows the collection of the second filtrate obtained at the outlet of the second filtration unit. The second filtrate collection line feeds an ion exchange chromatography unit with the second filtrate.
L’unité de chromatographie d’échange d’ions comprend une résine de chromatographie échangeuse de cations. De préférence, il s’agit d’une résine échangeuse cationique forte, sous la forme de Na+ et/ou K+. La résine se trouve sous la forme d’un lit compact dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions avec une hauteur de lit supérieure à celle définie sous le nom de « shallow bed ». En effet, les hauteurs de lit sont de l’ordre de 0,5 m en « shallow bed » et la distribution du produit à travers la résine est réalisée au moyen d’un distributeur très complexe dit « fractal ». Les colonnes de l’invention ne comportent de préférence pas de distributeur de fluide en haut de colonne, au mieux le principe de distribution du jus sucré de l’invention repose sur un simple déversoir placé en haut de colonne. Par « déversoir » on entend une structure qui comprend une entrée et une sortie unique pour le fluide (ici le deuxième filtrat) de sorte à apporter le fluide dans la colonne chromatographique. Ainsi, les colonnes de l’invention ne comprennent de préférence pas de distributeur de fluide comprenant une pluralité d’orifices (ou sorties) pour la distribution du fluide dans la colonne. The ion exchange chromatography unit comprises a cation exchange chromatography resin. Preferably, it is a strong cationic exchange resin, in the form of Na + and / or K + . The resin is in the form of a compact bed in the ion exchange chromatography unit with a bed height greater than that defined as "shallow bed". In fact, the bed heights are of the order of 0.5 m in a “shallow bed” and the product is distributed through the resin by means of a very complex distributor called “fractal”. The columns of the invention preferably do not include a fluid distributor at the top of the column, at best the principle of distribution of the sweet juice of the invention is based on a simple weir placed at the top of the column. By “weir” is meant a structure which comprises a single inlet and a single outlet for the fluid (here the second filtrate) so as to bring the fluid into the chromatographic column. Thus, the columns of the invention preferably do not include a fluid distributor comprising a plurality of orifices (or outlets) for distributing the fluid in the column.
Le lit de résine a une hauteur de 0,75 à 3 m, de préférence de 1 à 3 m et encore de préférence de 1 à 2 m. Par exemple, le lit de résine peut avoir une hauteur de 0,75 à 1 m ; ou de 1 à 1 ,5 m ; ou de 1 ,5 à 2 m ; ou de 2 à 2,5 m ; ou de 2,5 à 3 m. The resin bed has a height of 0.75 to 3 m, preferably 1 to 3 m and more preferably 1 to 2 m. For example, the resin bed can have a height of 0.75 to 1 m; or from 1 to 1.5 m; or from 1.5 to 2 m; or from 2 to 2.5 m; or 2.5 to 3 m.
Le lit de résine peut également avoir un diamètre de 0,25 à 6 m, de préférence de 0,25 à 5 m et encore de préférence de 0,25 à 4,5 m. Par exemple, le lit de résine peut avoir un diamètre de 0,25 à 0,5 m ; ou de 0,5 à 1 m ; ou de 1 à 1 ,5 m ; ou de 1 ,5 à 2 m ; ou de 2 à 2,5 m ; ou de 2,5 à 3 m ; ou de 3 à 3,5 m ; ou de 3,5 à 4 m ; ou de 4 à 4,5 m ; ou de 4,5 à 5 m ; ou de 5 à 5,5 m ; ou de 5,5 à 6 m. Dans le cas où le lit de résine n’a pas une forme cylindrique à section circulaire, le diamètre s’entend de la dimension maximale du lit de résine dans une section perpendiculaire à son axe principal (axe d’écoulement des flux). Par exemple, pour une section rectangulaire ou carrée, le diamètre désigne la diagonale. Alternativement, le lit de résine peut avoir une forme tronconique. Par « tronconique » on entend un lit de résine
ayant la forme d'un tronc de cône dont la partie haute a été tronquée par un plan. Dans ce cas le diamètre s’entend par le diamètre de la grande base du lit de résine. The resin bed can also have a diameter of 0.25 to 6 m, preferably 0.25 to 5 m, and more preferably 0.25 to 4.5 m. For example, the resin bed can have a diameter of 0.25 to 0.5 m; or from 0.5 to 1 m; or from 1 to 1.5 m; or from 1.5 to 2 m; or from 2 to 2.5 m; or from 2.5 to 3 m; or from 3 to 3.5 m; or from 3.5 to 4 m; or from 4 to 4.5 m; or 4.5 to 5 m; or from 5 to 5.5 m; or from 5.5 to 6 m. In the case where the resin bed does not have a cylindrical shape with a circular section, the diameter means the maximum dimension of the resin bed in a section perpendicular to its main axis (flow axis of the flows). For example, for a rectangular or square section, the diameter refers to the diagonal. Alternatively, the resin bed can have a frustoconical shape. By “frustoconical” is meant a resin bed having the shape of a truncated cone, the upper part of which has been truncated by a plane. In this case, the diameter is understood as the diameter of the large base of the resin bed.
L’unité de chromatographie d’échange d’ions peut comprendre au moins une colonne, de préférence au moins 5 colonnes, de préférence encore au moins 10 colonnes, et encore de préférence au moins 15 colonnes. Ainsi, dans le cas ou plusieurs colonnes sont utilisées, chaque colonne comprend un lit de résine. The ion exchange chromatography unit may comprise at least one column, preferably at least 5 columns, more preferably at least 10 columns, and more preferably at least 15 columns. Thus, in the case where several columns are used, each column comprises a bed of resin.
Le volume de lit de résine par colonne peut être de 15 à 40 m3, et de préférence de 20 à 35 m3. The resin bed volume per column can be 15 to 40 m 3 , and preferably 20 to 35 m 3 .
Le volume total de lit de résine (c’est-à-dire le volume de lit de résine compris dans toutes les colonnes de l’unité de chromatographie d’échange d’ions) peut être de 15 à 500 m3, et de préférence de 15 à 450 m3. The total resin bed volume (i.e., the resin bed volume included in all columns of the ion exchange chromatography unit) can be 15 to 500 m 3 , and preferably from 15 to 450 m 3 .
Chaque colonne peut avoir une hauteur de 2 à 10 m et de préférence de 3 à 4 m. Par « hauteur de la colonne », on entend ici la hauteur de virole interne de la colonne. Each column can have a height of 2 to 10 m and preferably 3 to 4 m. By “height of the column” is meant here the height of the internal collar of the column.
De plus, chaque colonne peut avoir un diamètre de 0,25 à 6 m, de préférence de 0,25 à 5 m et encore de préférence de 0,25 à 4,5 m. In addition, each column may have a diameter of 0.25 to 6 m, preferably 0.25 to 5 m, and more preferably 0.25 to 4.5 m.
Par « diamètre de la colonne », on entend ici le diamètre externe de la colonne. Dans le cas d’une colonne qui n’est pas cylindrique à section circulaire, le diamètre s’entend de la dimension maximale de la colonne dans une section perpendiculaire à son axe principal. Par exemple, pour une section rectangulaire ou carrée, le diamètre désigne la diagonale. Dans le cas d’une colonne tronconique le diamètre s’entend par le diamètre de la grande base de la colonne. By “diameter of the column” is meant here the external diameter of the column. In the case of a column which is not cylindrical with a circular section, the diameter is understood to mean the maximum dimension of the column in a section perpendicular to its main axis. For example, for a rectangular or square section, the diameter refers to the diagonal. In the case of a frustoconical column the diameter is understood as the diameter of the large base of the column.
Selon certains modes de réalisation, la hauteur de la colonne (hauteur de virole) peut être supérieure de la hauteur du lit de résine au moins de 2 m, et de préférence au moins de 1 ,5 m. Cette caractéristique est importante pour la mise en oeuvre d’une étape de rétro-lavage de la résine qui permettra l’expansion de la résine dans la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions, comme décrit ci-dessous. According to some embodiments, the height of the column (shell height) can be greater than the height of the resin bed by at least 2 m, and preferably at least 1.5 m. This feature is important for performing a resin backwash step that will allow the resin to expand in the ion exchange chromatography column (s), as described below.
Ainsi, comme mentionné ci-dessus, l’unité de chromatographie d’échange d’ions peut comprendre un système chromatographique d’échange d’ions à colonne unique, soit un système chromatographique d’échange d’ions à plusieurs colonnes. Thus, as mentioned above, the ion exchange chromatography unit may include a single column ion exchange chromatography system, or a multiple column ion exchange chromatography system.
Lorsque l’unité de chromatographie d’échange d’ions comprend plusieurs colonnes, celles-ci peuvent être disposées en série l’une à l’autre.
Alternativement et avantageusement, lorsque l’unité de chromatographie d’échange d’ions comprend plusieurs colonnes, celles-ci peuvent être disposées en parallèle l’une à l’autre. Dans ce cas, au moins deux colonnes peuvent être utilisées simultanément pour la production de jus sucré adouci. Selon certains modes de réalisation, une partie de ces colonnes peut être utilisée pour la production de jus sucré adouci, tandis qu’une autre partie de ces colonnes peut simultanément subir des étapes de lavage et/ou des étapes de régénération. When the ion exchange chromatography unit comprises several columns, these can be arranged in series with one another. Alternatively and advantageously, when the ion exchange chromatography unit comprises several columns, the latter can be arranged in parallel with one another. In this case, at least two columns can be used simultaneously for the production of sweetened sweet juice. According to certain embodiments, part of these columns can be used for the production of sweetened sweet juice, while another part of these columns can simultaneously undergo washing steps and / or regeneration steps.
Le dispositif de l’invention comprend ensuite une ligne de collecte de jus sucré adouci en sortie de l’unité de chromatographie d’échange d’ions. La ligne de collecte jus sucré adouci peut par exemple transférer le jus sucré adouci à une unité d’évaporation ou un réservoir permettant de stocker ou de récupérer le jus sucré adouci. The device of the invention then comprises a collection line for sweetened sweet juice at the outlet of the ion exchange chromatography unit. The sweetened sweet juice collection line can for example transfer the sweetened juice to an evaporation unit or a tank for storing or recovering the sweetened juice.
Procédé de traitement de sucre Sugar processing process
Comme mentionné ci-dessus, l’invention concerne également un procédé de traitement de sucre. De préférence, ce procédé est mis en oeuvre dans le dispositif décrit ci-dessus. Ce procédé est décrit en faisant référence à la figure 2. As mentioned above, the invention also relates to a process for processing sugar. Preferably, this method is implemented in the device described above. This process is described with reference to Figure 2.
Le procédé de l’invention comprend successivement : The process of the invention successively comprises:
- une première étape de filtration frontale 1 a (ou première filtration frontale 1 a) du jus sucré pour obtenir un premier filtrat ; - A first front filtration step 1 a (or first front filtration 1 a) of the sweet juice to obtain a first filtrate;
- une deuxième étape de filtration frontale 1 b (ou deuxième filtration frontale 1 b) du premier filtrat pour obtenir un deuxième filtrat ; et - a second front filtration step 1 b (or second front filtration 1 b) of the first filtrate to obtain a second filtrate; and
- une étape de mise en contact du deuxième filtrat avec une résine de chromatographie échangeuse de cations 2 de sorte à charger la résine en cations divalents et à collecter un jus sucré adouci.a step of bringing the second filtrate into contact with a cation exchange chromatography resin 2 so as to load the resin with divalent cations and to collect a sweetened sweet juice.
Comme décrit ci-dessus, le jus sucré peut être issu de broyage (ou de diffusion) 3 de canne à sucre. As described above, the sweet juice can be obtained by grinding (or diffusing) 3 sugar cane.
En amont des étapes mentionnées ci-dessus, le procédé peut également comprendre une ou plusieurs étapes telles que la sulfitation 4, la carbonatation 5, la clarification 6, la floculation 7, et/ou la décantation 8. Upstream of the steps mentioned above, the process can also comprise one or more steps such as sulphitation 4, carbonation 5, clarification 6, flocculation 7, and / or decantation 8.
En aval des étapes mentionnées ci-dessus, le procédé peut comprendre une ou plusieurs étapes telles que l’évaporation 9 et/ou la cristallisation 10. Downstream of the steps mentioned above, the process may include one or more steps such as evaporation 9 and / or crystallization 10.
Ainsi, le jus sucré subit une première filtration frontale 1 a, de sorte à obtenir un premier filtrat. Les particules solides, notamment des particules solides fibreuses, sont retenues sur le filtre. Ainsi, ces particules sont séparées
du jus sucré et sont retenues sur le ou les filtres utilisés pour la première filtration 1 a. Thus, the sweet juice undergoes a first frontal filtration 1 a, so as to obtain a first filtrate. Solid particles, especially fibrous solid particles, are retained on the filter. So these particles are separated of the sweet juice and are retained on the filter (s) used for the first filtration 1 a.
La première filtration frontale 1 a peut être effectuée à une température de 75 à 98°C. The first frontal filtration 1a can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
Selon certains modes de réalisation, cette première filtration frontale 1 a permet la rétention de 10 à 60% en masse des particules solides se trouvant initialement dans le jus sucré. According to certain embodiments, this first frontal filtration 1 a allows the retention of 10 to 60% by mass of the solid particles initially found in the sweet juice.
Le premier filtrat comprend, quant à lui, le jus sucré comprenant des particules solides ayant traversé le ou les filtres utilisés pour la première filtration 1 a, ainsi que les ions Ca2+ et/ou Mg2+. The first filtrate comprises, for its part, the sweet juice comprising solid particles having passed through the filter (s) used for the first filtration 1a, as well as the Ca 2+ and / or Mg 2+ ions.
Le premier filtrat subit ensuite une deuxième filtration 1 b, de sorte à fournir un deuxième filtrat. Les particules solides, notamment des particules solides fibreuses, sont retenues sur le filtre. Ainsi, ces particules sont séparées du jus sucré et sont retenues sur le filtre utilisé pour la deuxième filtration 1 b. The first filtrate then undergoes a second filtration 1b, so as to provide a second filtrate. Solid particles, especially fibrous solid particles, are retained on the filter. Thus, these particles are separated from the sweet juice and are retained on the filter used for the second filtration 1b.
La deuxième filtration frontale 1 b peut être effectuée à une température de 75 à 98°C. The second front filtration 1b can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
Selon certains modes de réalisation, l’ensemble de la première et de la deuxième filtrations frontales 1 a, 1 b permet la rétention de 30 à 70% en masse des particules se trouvant initialement dans le jus sucré. According to some embodiments, the set of the first and second frontal filtrations 1 a, 1 b allows the retention of 30 to 70% by mass of the particles initially found in the sweet juice.
Le deuxième filtrat comprend le jus sucré comprenant des particules solides ayant traversé le filtre utilisé pour la deuxième filtration 1 b, ainsi que les ions Ca2+ et/ou Mg2+. The second filtrate comprises the sweet juice comprising solid particles which have passed through the filter used for the second filtration 1b, as well as the Ca 2+ and / or Mg 2+ ions.
Selon certains modes de réalisation, les particules solides compris dans le deuxième filtrat incluent des fines particules de bagasse. In some embodiments, the solid particles included in the second filtrate include fine particles of bagasse.
Par la suite, le deuxième filtrat est mis en contact avec la résine échangeuse de cations 2 telle que décrite ci-dessus. La mise en contact du deuxième filtrat avec la résine 2 permet une adsorption des cations divalents Ca2+ et/ou Mg2+ sur ladite résine. Ainsi, les cations divalents Ca2+ et/ou Mg2+ présents dans le deuxième filtrat sont échangés et remplacés par les ions monovalents Na+ et/ou K+ initialement présents sur la résine. De préférence, le débit du jus sucré dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions est de 5 à 20 BV/h, et de préférence de 5 à 15 BV/h (« SV » correspond aux équivalents de volume de lit de résine d’une colonne). Subsequently, the second filtrate is contacted with the cation exchange resin 2 as described above. Bringing the second filtrate into contact with the resin 2 allows adsorption of the divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ cations on said resin. Thus, the divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ cations present in the second filtrate are exchanged and replaced by the monovalent Na + and / or K + ions initially present on the resin. Preferably, the flow rate of the sweet juice in the ion exchange chromatography unit is 5 to 20 BV / h, and preferably 5 to 15 BV / h ("SV" corresponds to bed volume equivalents of resin from a column).
Selon certains modes de réalisation, cette étape peut être effectuée par circulation du deuxième filtrat dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions dans une direction du bas vers le haut dans la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions.
Selon des modes de réalisation préférés, cette étape peut être effectuée par circulation du deuxième filtrat dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions dans une direction du haut vers le bas dans la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions. According to certain embodiments, this step can be carried out by circulating the second filtrate in the ion exchange chromatography unit in a direction from the bottom upwards in the ion exchange chromatography column (s). According to preferred embodiments, this step can be carried out by circulating the second filtrate in the ion exchange chromatography unit in a direction from top to bottom in the ion exchange chromatography column (s). .
Cette étape peut être effectuée à une température de 75 à 98°C. This step can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
A l’issue de l’étape de mise en contact de la résine avec le deuxième filtrat 2, on obtient un jus sucré adouci alors que la résine est désormais chargée en cations divalents. At the end of the step of bringing the resin into contact with the second filtrate 2, a softened sweet juice is obtained while the resin is now loaded with divalent cations.
Le jus sucré adouci obtenu à l’issue de l’étape de mise en contact de la résine avec le deuxième filtrat 2 peut avoir un volume de 15 à 80 BV, et de préférence de 20 à 50 BV. The sweetened sweet juice obtained at the end of the step of contacting the resin with the second filtrate 2 can have a volume of 15 to 80 BV, and preferably 20 to 50 BV.
Selon certains modes de réalisation, l’ensemble de la première filtration frontale 1 a, de la deuxième filtration frontale 1 b et de la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine 2 permet la rétention de 50 à 90% en masse des particules se trouvant initialement dans le jus sucré. According to certain embodiments, the assembly of the first front filtration 1 a, of the second front filtration 1 b and of the contacting of the second filtrate with the resin 2 allows the retention of 50 to 90% by mass of the particles. initially found in sweet juice.
Avantageusement, le jus sucré adouci peut avoir une concentration en ions Ca2+ de 5 à 150 mg/L, et de préférence de 20 à 120 mg/L. Ainsi, cette concentration peut être de 5 à 10 mg/L ; ou de 10 à 15 mg/L ; ou de 15 à 20 mg/L ; ou de 20 à 25 mg/L ; ou de 25 à 30 mg/L ; ou de 30 à 35 mg/L ; ou de 35 à 40 mg/L ; ou de 40 à 45 mg/L ; ou de 45 à 50 mg/L ; ou de 50 à 55 mg/L ; ou de 55 à 60 mg/L ; ou de 60 à 65 mg/L ; ou de 65 à 70 mg/L ; ou de 70 à 75 mg/L ; ou de 75 à 80 mg/L ; ou de 80 à 85 mg/L ; ou de 85 à 90 mg/L ; ou 90 à 95 mg/L ; ou de 95 à 100 mg/L ; ou de 100 à 105 mg/L ; ou de 105 à 1 10 mg/L ; ou de 1 10 à 1 15 mg/L ; ou de 1 15 à 120 mg/L ; ou de 120 à 125 mg/L ; ou de 125 à 130 mg/L ; ou de 130 à 135 mg/L ; ou de 135 à 140 mg/L ; ou de 140 à 145 mg/L ; ou de 145 à 150 mg/L. Advantageously, the sweetened sweet juice can have a Ca 2+ ion concentration of 5 to 150 mg / L, and preferably of 20 to 120 mg / L. Thus, this concentration can be 5 to 10 mg / L; or from 10 to 15 mg / L; or from 15 to 20 mg / L; or from 20 to 25 mg / L; or 25 to 30 mg / L; or from 30 to 35 mg / L; or from 35 to 40 mg / L; or from 40 to 45 mg / L; or 45 to 50 mg / L; or from 50 to 55 mg / L; or from 55 to 60 mg / L; or from 60 to 65 mg / L; or from 65 to 70 mg / L; or from 70 to 75 mg / L; or from 75 to 80 mg / L; or 80 to 85 mg / L; or from 85 to 90 mg / L; or 90 to 95 mg / L; or from 95 to 100 mg / L; or from 100 to 105 mg / L; or from 105 to 110 mg / L; or from 1 10 to 1 15 mg / L; or from 115 to 120 mg / L; or from 120 to 125 mg / L; or from 125 to 130 mg / L; or from 130 to 135 mg / L; or from 135 to 140 mg / L; or from 140 to 145 mg / L; or 145 to 150 mg / L.
Avantageusement, le jus sucré adouci peut avoir une concentration en ions Mg2+ de 5 à 150 mg/L, et de préférence de 20 à 120 mg/L. Ainsi, cette concentration peut être de 5 à 10 mg/L ; ou de 10 à 15 mg/L ; ou de 15 à 20 mg/L ; ou de 20 à 25 mg/L ; ou de 25 à 30 mg/L ; ou de 30 à 35 mg/L ; ou de 35 à 40 mg/L ; ou de 40 à 45 mg/L ; ou de 45 à 50 mg/L ; ou de 50 à 55 mg/L ; ou de 55 à 60 mg/L ; ou de 60 à 65 mg/L ; ou de 65 à 70 mg/L ; ou de 70 à 75 mg/L ; ou de 75 à 80 mg/L ; ou de 80 à 85 mg/L ; ou de 85 à 90 mg/L ; ou 90 à 95 mg/L ; ou de 95 à 100 mg/L ; ou de 100 à 105 mg/L ; ou de 105 à 1 10 mg/L ; ou de 1 10 à 1 15 mg/L ; ou de 1 15 à 120 mg/L ; ou de 120 à 125 mg/L ; ou de 125 à 130 mg/L ; ou de 130 à 135 mg/L ; ou de 135 à 140 mg/L ; ou de 140 à 145 mg/L ; ou de 145 à 150 mg/L.
Avantageusement, le jus sucré adouci peut avoir une concentration en particules solides de 1 à 100 mg/kg, et de préférence de 1 à 50 mg/kg. Ainsi, cette concentration peut être de 1 à 5 mg/kg ; ou de 5 à 10 mg/kg ; ou de 10 à 15 mg/kg ; ou de 15 à 20 mg/kg ; ou de 20 à 25 mg/kg ; ou de 25 à 30 mg/kg ; ou de 30 à 35 mg/kg ; ou de 35 à 40 mg/kg ; ou de 40 à 45 mg/kg ; ou de 45 à 50 mg/kg ; ou 50 à 55 mg/kg ; ou de 55 à 60 mg/kg ; ou de 60 à 65 mg/kg ; ou de 65 à 70 mg/kg ; ou de 70 à 75 mg/kg ; ou de 75 à 80 mg/kg ; ou de 80 à 85 mg/kg ; ou de 85 à 90 mg/kg ; ou de 90 à 95 mg/kg ; ou de 95 à 100 mg/kg. Advantageously, the sweetened sweet juice can have a concentration of Mg 2+ ions of 5 to 150 mg / L, and preferably of 20 to 120 mg / L. Thus, this concentration can be 5 to 10 mg / L; or from 10 to 15 mg / L; or from 15 to 20 mg / L; or from 20 to 25 mg / L; or 25 to 30 mg / L; or from 30 to 35 mg / L; or from 35 to 40 mg / L; or from 40 to 45 mg / L; or 45 to 50 mg / L; or from 50 to 55 mg / L; or from 55 to 60 mg / L; or from 60 to 65 mg / L; or from 65 to 70 mg / L; or from 70 to 75 mg / L; or from 75 to 80 mg / L; or 80 to 85 mg / L; or from 85 to 90 mg / L; or 90 to 95 mg / L; or from 95 to 100 mg / L; or from 100 to 105 mg / L; or from 105 to 110 mg / L; or from 1 10 to 1 15 mg / L; or from 115 to 120 mg / L; or from 120 to 125 mg / L; or from 125 to 130 mg / L; or from 130 to 135 mg / L; or from 135 to 140 mg / L; or from 140 to 145 mg / L; or 145 to 150 mg / L. Advantageously, the sweetened sweet juice can have a concentration of solid particles of 1 to 100 mg / kg, and preferably of 1 to 50 mg / kg. Thus, this concentration can be from 1 to 5 mg / kg; or from 5 to 10 mg / kg; or from 10 to 15 mg / kg; or from 15 to 20 mg / kg; or from 20 to 25 mg / kg; or from 25 to 30 mg / kg; or from 30 to 35 mg / kg; or from 35 to 40 mg / kg; or from 40 to 45 mg / kg; or from 45 to 50 mg / kg; or 50 to 55 mg / kg; or from 55 to 60 mg / kg; or from 60 to 65 mg / kg; or from 65 to 70 mg / kg; or from 70 to 75 mg / kg; or from 75 to 80 mg / kg; or from 80 to 85 mg / kg; or from 85 to 90 mg / kg; or from 90 to 95 mg / kg; or 95 to 100 mg / kg.
Le jus sucré adouci peut ensuite être évaporé 9 afin de diminuer la quantité d’eau contenue dans le jus sucré adouci. Ainsi, l’étape d’évaporation 9 permet d’obtenir un jus sucré adouci concentré appelé « sirop ». The sweetened juice can then be evaporated 9 to reduce the amount of water in the sweetened juice. Thus, evaporation step 9 makes it possible to obtain a concentrated sweetened juice called "syrup".
Ensuite, le sirop peut subir une ou plusieurs cristallisations 10 afin de fournir du sucre cristallisé. Ainsi, au moins une cristallisation 10 peut être effectuée pendant laquelle le sirop est évaporé de sorte à être saturé en sucres et de sorte que des cristaux commencent à se former. A la fin de la première cristallisation 10, les cristaux peuvent être récupérés et ce qui reste du sirop peut subir d’autres cristallisations 10 séquentielles de sorte à fournir des grades différents de cristaux de sucre. A la fin des cristallisations 10 séquentielles, ce qui reste du sirop est appelé « mélasse » et peut être utilisé par l'industrie agroalimentaire, la parfumerie et la pharmacie galénique, en production de biocarburant ou même pour la régénération de la résine comme décrit ci-dessous (flèche 12). Then the syrup can undergo one or more crystallizations in order to provide granulated sugar. Thus, at least one crystallization can be carried out during which the syrup is evaporated so as to be saturated with sugars and so that crystals start to form. At the end of the first crystallization 10, the crystals can be recovered and what remains of the syrup can undergo further sequential crystallizations so as to provide different grades of sugar crystals. At the end of the sequential crystallizations, what remains of the syrup is called "molasses" and can be used by the food industry, perfumery and galenic pharmacy, in biofuel production or even for resin regeneration as described above. below (arrow 12).
La résine chargée comprend, à ce stade-là, une quantité de jus sucré resté dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions (par exemple dans la ou les colonnes chromatographiques d’échange d’ions). De plus, l’unité de chromatographie d’échange d’ions peut comprendre des particules solides (par exemple des particules ayant un diamètre inférieur à 50 pm), notamment des fines particules de bagasse, accumulées en haut du lit de résine. The loaded resin includes, at this point, an amount of sweet juice that remains in the ion exchange chromatography unit (for example, in the ion exchange chromatographic column (s)). Additionally, the ion exchange chromatography unit may include solid particles (eg, particles having a diameter of less than 50 µm), including fine bagasse particles, accumulated at the top of the resin bed.
Le procédé selon l’invention peut également prévoir des étapes de régénération de la résine chargée. The method according to the invention can also provide steps for regenerating the loaded resin.
Cependant, avant de poursuivre avec la régénération de la résine, au moins une étape de lavage peut être effectuée de sorte à éliminer les particules solides restant dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions. However, before proceeding with the regeneration of the resin, at least one washing step can be carried out so as to remove the solid particles remaining in the ion exchange chromatography unit.
Avantageusement, ce lavage peut être effectué en injectant la solution de lavage du bas vers le haut dans la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions (ainsi lors de l’étape de lavage, la solution de lavage dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions a une direction inverse que celle
du deuxième filtrat lors de la production du jus sucré adouci). La solution de lavage peut avoir un débit de 10 à 20 BV/h. Advantageously, this washing can be carried out by injecting the washing solution from the bottom upwards into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the washing step, the washing solution in the washing unit. ion exchange chromatography has a reverse direction than that of the second filtrate during the production of the sweetened juice). The washing solution can have a flow rate of 10 to 20 BV / h.
Ainsi, lors de cette étape, en raison de la direction de la solution de lavage (de préférence de bas en haut) et au débit de la solution de lavage, le lit de résine peut subir une expansion dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions. Par exemple, lors de cette étape, l’expansion du lit de résine peut être d’au moins 50% par rapport à la hauteur initiale du lit. La résine peut par exemple prendre la forme d’un lit fluidisé. Comme expliqué ci-dessus, vu que les particules solides restant dans l’unité ont une densité inférieure à la densité de la résine, elles peuvent être évacuées sans provoquer la sortie des particules de résine. Thus, during this step, due to the direction of the washing solution (preferably from bottom to top) and the flow rate of the washing solution, the resin bed can undergo expansion in the chromatography unit of ion exchange. For example, in this step, the expansion of the resin bed can be at least 50% from the initial height of the bed. The resin can for example take the form of a fluidized bed. As explained above, since the solid particles remaining in the unit have a density lower than the density of the resin, they can be discharged without causing the resin particles to come out.
La solution de lavage peut être une solution aqueuse. The washing solution can be an aqueous solution.
Selon certains modes de réalisation, la solution de lavage est de l’eau. In some embodiments, the wash solution is water.
Selon d’autres modes de réalisation préférés, la solution de lavage est issue du jus sucré adouci tel que décrit ci-dessus. According to other preferred embodiments, the washing solution is obtained from the sweetened sweet juice as described above.
Selon d’autres modes de réalisation préférés, la solution de lavage est issue du jus sucré tel que décrit ci-dessus. According to other preferred embodiments, the washing solution is obtained from the sweet juice as described above.
Différentes solutions de lavage peuvent être utilisées séquentiellement. Different washing solutions can be used sequentially.
L’étape de lavage peut être effectuée notamment à une température de 75 à 98°C. The washing step can be carried out in particular at a temperature of 75 to 98 ° C.
Alternativement, cette étape de lavage peut être effectuée après l’étape de régénération décrite ci-dessous ou après une étape de rinçage finale. Alternatively, this washing step can be performed after the regeneration step described below or after a final rinsing step.
A la fin de l’étape de lavage, un effluent de lavage peut être récupéré. Cet effluent est une solution aqueuse sucrée et peut par exemple être renvoyé vers l’étape de clarification 6 (flèche 1 1 ). At the end of the washing step, a washing effluent can be collected. This effluent is a sugary aqueous solution and can, for example, be returned to clarification step 6 (arrow 1 1).
Comme mentionné ci-dessus, le procédé de traitement de sucre selon l’invention prévoit également des étapes de régénération de la résine chargée en cations divalents. La régénération comprend dans un premier temps, la mise en contact de la résine chargée avec une solution de régénération. A la fin de la régénération, la résine échangeuse d’ions est régénérée et on obtient un flux de solution aqueuse collecté à l’issue de la régénération, appelé « effluent de régénération ». As mentioned above, the sugar treatment process according to the invention also provides steps for regenerating the resin loaded with divalent cations. Regeneration firstly comprises bringing the loaded resin into contact with a regeneration solution. At the end of the regeneration, the ion exchange resin is regenerated and a stream of aqueous solution collected at the end of the regeneration is obtained, called "regeneration effluent".
Selon certains modes de réalisation, la solution de régénération peut être issue, en tout ou en partie, des mélasses formées après une étape de cristallisation 10 ou après plusieurs étapes de cristallisation 10 séquentielles comme décrit ci-dessus (flèche 12). Plus particulièrement, les mélasses formées lors de la cristallisation 10 de sucre (vu qu’elles proviennent du jus sucré adouci) comprennent des ions monovalents de Na+ et/ou K+, à des
concentrations plus élevées que le jus sucré adouci. Ainsi, lors de leur passage à travers l’unité de chromatographie d’échange d’ions et leur mise en contact avec la résine chargée, les ions monovalents Na+ et/ou K+ sont échangés avec les ions divalents Ca2+ et/ou Mg2+ de la résine chargée. La résine est ainsi régénérée, alors que l’effluent de régénération comprend les mélasses chargées en ions divalents Ca2+ et/ou Mg2+ qui peuvent être utilisées et intégrées dans des étapes de cristallisation 10 d’un procédé de production de sucre (flèche 13). Alternativement, ces mélasses chargées en Ca2+ et/ou Mg2+ peuvent être utilisées pour la production d’éthanol. Ces modes de réalisation permettent la régénération de la résine sans l’utilisation des produits chimiques tels que le chlorure de sodium. According to certain embodiments, the regeneration solution can be obtained, in whole or in part, from molasses formed after a crystallization step 10 or after several sequential crystallization steps 10 as described above (arrow 12). More particularly, the molasses formed during the crystallization of sugar (since they originate from the sweetened sweet juice) comprise monovalent ions of Na + and / or K + , at higher concentrations than sweetened sweet juice. Thus, during their passage through the ion exchange chromatography unit and their contact with the charged resin, the monovalent Na + and / or K + ions are exchanged with the divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ of the loaded resin. The resin is thus regenerated, while the regeneration effluent comprises molasses loaded with divalent Ca 2+ and / or Mg 2+ ions which can be used and integrated in crystallization steps of a sugar production process ( arrow 13). Alternatively, these molasses loaded with Ca 2+ and / or Mg 2+ can be used for the production of ethanol. These embodiments allow regeneration of the resin without the use of chemicals such as sodium chloride.
Selon d’autres modes de réalisation, la solution de régénération peut être issue, en tout ou en partie, du jus sucré adouci produit (flèche 14). Ainsi, de l’hydroxyde de sodium (NaOH) ou de l’hydroxyde de potassium (KOH) peut être ajouté dans au moins une partie du jus sucré adouci pour former la solution de régénération. Cette solution peut ensuite traverser l’unité de chromatographie d’échange d’ions et donc la résine chargée de sorte à échanger les ions monovalents Na+ et/ou K+ de la solution de régénération avec les ions divalents Ca2+ et/ou Mg2+ de la résine chargée. Dans ce cas, l’effluent de régénération peut comprendre un composé soluble dans l’eau appelé « saccharate de calcium » formé due à la complexation des ions Ca2+ avec du sucrose. Cet effluent de régénération peut par la suite être utilisé dans l’étape de clarification 6 (flèche 15), en particulier à l’étape de chaulage, ce qui permet d’utiliser moins de produits chimiques tels que la chaux pour la clarification du jus sucré. Ainsi, au lieu d’utiliser uniquement une solution de lait de chaux, le mélange lait de chaux - saccharate de calcium peut être mélangé avec le jus sucré afin de précipiter les impuretés puis de les séparer dans un décanteur. Le rapport de calcium apporté respectivement par le lait de chaux et le saccharate de calcium ainsi formé dans le mélange est de 100:0 à 50:50. Préférentiellement, ce rapport est de 100:0 à 80:20. According to other embodiments, the regeneration solution can be obtained, in whole or in part, from the sweetened sweet juice produced (arrow 14). Thus, sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) can be added in at least part of the sweetened juice to form the regeneration solution. This solution can then pass through the ion exchange chromatography unit and therefore the charged resin so as to exchange the monovalent Na + and / or K + ions of the regeneration solution with the divalent Ca 2+ and / or ions. Mg 2+ of the loaded resin. In this case, the regeneration effluent can comprise a water-soluble compound called “calcium saccharate” formed due to the complexation of Ca 2+ ions with sucrose. This regeneration effluent can subsequently be used in the clarification stage 6 (arrow 15), in particular in the liming stage, which makes it possible to use less chemicals such as lime for the clarification of the juice. sugar. Thus, instead of using only a milk of lime solution, the milk of lime - calcium saccharate mixture can be mixed with the sweet juice in order to precipitate the impurities and then separate them in a decanter. The ratio of calcium supplied respectively by the milk of lime and the calcium saccharate thus formed in the mixture is from 100: 0 to 50:50. Preferably, this ratio is from 100: 0 to 80:20.
Selon d’autres modes de réalisation, la solution de régénération peut être une solution aqueuse de chlorure de sodium appelée ici « saumure de régénération ». According to other embodiments, the regeneration solution can be an aqueous solution of sodium chloride referred to herein as "regeneration brine".
Selon d’autres modes de réalisation, la solution de régénération peut être une solution aqueuse comprenant de l’hydroxyde de sodium ou de l’hydroxyde de potassium. According to other embodiments, the regeneration solution can be an aqueous solution comprising sodium hydroxide or potassium hydroxide.
Selon d’autres modes de réalisation, la solution de régénération peut être issue d’une vinasse de distillation issue de la mélasse citée ci-dessus. En
effet, les ions monovalents Na+ et/ou K+ présents dans la mélasse sont également présents dans la vinasse de distillation et dans des quantités proches. Cette vinasse devra préalablement être clarifiée, avec par exemple l’utilisation d’une centrifugeuse à séparation rapide. According to other embodiments, the regeneration solution can be obtained from a distillation stillage obtained from the molasses mentioned above. In Indeed, the monovalent Na + and / or K + ions present in the molasses are also present in the distillation vinasse and in similar quantities. This vinasse must first be clarified, for example with the use of a rapid separation centrifuge.
Selon d’autres modes de réalisation, la solution de régénération peut être issue d’un raffinât issu d’un traitement par chromatographie des mélasses, et plus particulièrement d’un raffinât obtenu après une étape de dé sucrage de la mélasse citée ci-dessus par chromatographie. En effet, les ions monovalents Na+ et/ou K+ présents dans la mélasse sont également présents dans le raffinât et dans des quantités proches. According to other embodiments, the regeneration solution may be obtained from a raffinate resulting from a treatment by chromatography of molasses, and more particularly from a raffinate obtained after a step of de-sugaring the molasses mentioned above. by chromatography. Indeed, the monovalent Na + and / or K + ions present in the molasses are also present in the raffinate and in similar amounts.
Selon certains modes de réalisation, la régénération de la résine est effectuée en utilisant la même solution de régénération au cours de toute la durée de régénération. According to some embodiments, the regeneration of the resin is performed using the same regeneration solution throughout the regeneration time.
Selon d’autres modes de réalisation, la régénération de la résine est effectuée en utilisant plus qu’une solution de régénération au cours de la régénération, c’est-à-dire la solution de régénération est modifiée au cours du procédé de régénération. Par exemple, dans le même procédé de régénération, une solution de régénération comprenant des mélasses peut alterner avec une solution de régénération comprenant du jus sucré adouci et du NaOH ou avec une solution de régénération comprenant de la saumure de régénération. According to other embodiments, the regeneration of the resin is carried out using more than one regeneration solution during the regeneration, that is, the regeneration solution is changed during the regeneration process. For example, in the same regeneration process, a regeneration solution comprising molasses may alternate with a regeneration solution comprising sweetened sweet juice and NaOH or with a regeneration solution comprising regeneration brine.
Avantageusement, la régénération de la résine peut être effectuée en injectant la solution de régénération du bas vers le haut dans la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions (ainsi lors de l’étape de régénération, la solution de régénération dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions a une direction inverse que celle du deuxième filtrat lors de la production du jus sucré adouci). La solution de régénération peut avoir un débit de 1 à 10 BV/h, et de préférence de 2 à 5 BV/h. Advantageously, the regeneration of the resin can be carried out by injecting the regeneration solution from the bottom upwards into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the regeneration step, the regeneration solution in the (the ion exchange chromatography unit has a reverse direction than that of the second filtrate when producing the sweetened sweet juice). The regeneration solution can have a flow rate of 1 to 10 BV / h, and preferably 2 to 5 BV / h.
Alternativement, la régénération de la résine peut être effectuée en injectant la solution de régénération du haut vers le bas dans la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions (ainsi lors de l’étape de régénération, la solution de régénération dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions a une direction identique à celle du deuxième filtrat lors de la production du jus sucré adouci). La solution de régénération peut avoir un débit de 1 à 10 BV/h, et de préférence de 2 à 5 BV/h. Alternatively, the regeneration of the resin can be carried out by injecting the regeneration solution from top to bottom into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the regeneration step, the regeneration solution in the (ion exchange chromatography unit has the same direction as that of the second filtrate when producing the sweetened sweet juice). The regeneration solution can have a flow rate of 1 to 10 BV / h, and preferably 2 to 5 BV / h.
Selon certains modes de réalisation, lorsque le procédé de l’invention est mis en oeuvre dans le dispositif décrit ci-dessus, et plus particulièrement lorsque l’étape de mise en contact du deuxième filtrat avec la résine 2 est mise
en œuvre dans plusieurs colonnes de chromatographie d’échange d’ions, une partie de ces colonnes peut être utilisée pour la production de jus sucré adouci alors qu’une autre partie de ces colonnes peut être utilisée pour la régénération de la résine chargée. En d’autres termes, une première partie des colonnes est initialement utilisée pour la production de jus sucré adouci. Au bout d’un certain temps, une deuxième partie des colonnes reprend la production du jus sucré adouci tandis que la première partie de colonnes est désormais utilisée pour la régénération de la résine chargée. According to certain embodiments, when the method of the invention is implemented in the device described above, and more particularly when the step of bringing the second filtrate into contact with the resin 2 is carried out. when implemented in several ion exchange chromatography columns, a part of these columns can be used for the production of sweetened sweet juice while another part of these columns can be used for the regeneration of the loaded resin. In other words, a first part of the columns is initially used for the production of sweetened sweet juice. After a certain time, a second part of the columns resumes the production of the sweetened sweet juice while the first part of the columns is now used for the regeneration of the loaded resin.
Par exemple, si l’unité de chromatographie d’échange d’ions comprend de 15 à 20 colonnes de chromatographie d’échange d’ions, de 5 à 10 colonnes peuvent être utilisées pour la production de jus sucré adouci alors que de 10 à 15 colonnes peuvent être utilisées pour la régénération de la résine. For example, if the ion exchange chromatography unit has 15 to 20 ion exchange chromatography columns, 5 to 10 columns can be used for the production of sweetened sweet juice while 10 to 15 columns can be used for resin regeneration.
Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape de rinçage final après régénération de la résine chargée, en utilisant une solution de rinçage. De préférence, la solution de rinçage est du jus sucré adouci. Selon d’autres modes de réalisation, la solution de rinçage est de l’eau. Ainsi, le rinçage peut être effectué en injectant la solution de rinçage du haut vers le bas de la ou les colonnes de chromatographie d’échange d’ions (ainsi lors de l’étape de rinçage, la solution de rinçage injectée dans l’unité de chromatographie d’échange d’ions a la même direction que celle du deuxième filtrat lors de la production du jus sucré adouci). The method according to the invention can also include a final rinsing step after regeneration of the loaded resin, using a rinsing solution. Preferably, the rinse solution is sweetened sweet juice. In other embodiments, the rinse solution is water. Thus, the rinsing can be carried out by injecting the rinsing solution from the top to the bottom of the ion exchange chromatography column (s) (thus during the rinsing step, the rinsing solution injected into the unit of ion exchange chromatography has the same direction as that of the second filtrate when producing the sweetened juice).
Le procédé selon l’invention peut être un procédé continu. The process according to the invention can be a continuous process.
Alternativement, le procédé selon l’invention peut être un procédé discontinu (en batch). Alternatively, the process according to the invention can be a batch process (batch).
Il peut être cité également un système multicolonne tel que décrit dans le document WO 2007/144522. A multi-column system as described in document WO 2007/144522 can also be cited.
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir du jus sucré adouci ayant un taux d’adoucissement supérieur à 80%. Par « taux d’adoucissement » on entend le rapport de la dureté du jus sucré adouci (à la sortie de l’unité d’échange d’ions) sur la dureté du jus sucré à l’entrée de l’unité de chromatographie d’échange d’ions, la dureté correspondant à la concentration totale en cations Ca2+ et Mg2+. The process according to the invention makes it possible to obtain sweetened sweet juice having a degree of sweetening greater than 80%. By “softening rate” is meant the ratio of the hardness of the sweetened sweet juice (at the outlet of the ion exchange unit) to the hardness of the sweet juice at the inlet of the chromatography unit d. ion exchange, the hardness corresponding to the total concentration of Ca 2+ and Mg 2+ cations.
Les valeurs de concentration et de rapports de concentrations décrites dans la présente demande correspondent à des valeurs moyennées sur une durée de production.
The concentration values and concentration ratios described in the present application correspond to values averaged over a production period.
Claims
1. Procédé de traitement de sucre, comprenant successivement : 1. Process for treating sugar, comprising successively:
- une première filtration frontale (1a) d’un jus sucré pour obtenir un premier filtrat ; - a first frontal filtration (1a) of a sweet juice to obtain a first filtrate;
- une deuxième filtration frontale (1 b) du premier filtrat pour obtenir un deuxième filtrat ; et - a second frontal filtration (1 b) of the first filtrate to obtain a second filtrate; and
- la mise en contact du deuxième filtrat avec une résine de chromatographie échangeuse de cations (2) de sorte à charger la résine en cations divalents et à collecter un jus sucré adouci, la résine étant disposée sous la forme d’un lit ayant une hauteur h de 0,75 à 3 mètres. - bringing the second filtrate into contact with a cation exchange chromatography resin (2) so as to charge the resin with divalent cations and to collect a sweetened sweet juice, the resin being arranged in the form of a bed having a height h from 0.75 to 3 meters.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel les cations divalents comprennent, et de préférence consistent essentiellement en des cations Ca2+ et/ou des cations Mg2+. 2. The method of claim 1, wherein the divalent cations comprise, and preferably consist essentially of Ca 2+ cations and / or Mg 2+ cations.
3. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le jus sucré a une concentration en particules solides de 20 à 500 mg/kg, et/ou une concentration en ions de magnésium de 100 à 500 mg/L, et/ou une concentration en ions de calcium de 100 à 600 mg/L. 3. Method according to one of claims 1 to 2, wherein the sweet juice has a concentration of solid particles of 20 to 500 mg / kg, and / or a concentration of magnesium ions of 100 to 500 mg / L, and / or a calcium ion concentration of 100 to 600 mg / L.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le jus sucré a une teneur en sucres de 10 à 20 degrés Brix, et/ou une turbidité de 100 à 500 NTU. 4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the sweet juice has a sugar content of 10 to 20 degrees Brix, and / or a turbidity of 100 to 500 NTU.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le jus sucré adouci collecté après l’étape de mise en contact du deuxième filtrat avec la résine (2) a un volume de 15 à 80 BV. 5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the sweetened juice collected after the step of contacting the second filtrate with the resin (2) has a volume of 15 to 80 BV.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la première filtration (1a) permet une rétention de 10 à 60% en masse de particules solides par rapport à la quantité de particules solides présents dans le jus sucré, et/ou la première filtration (1 a) et la deuxième filtration (1 b) permettent une rétention de 30 à 70% en masse de particules solides par rapport à la quantité de particules solides présents dans le jus sucré,
et/ou la première filtration (1a), la deuxième filtration (1 b) et la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine (2) permettent une rétention de 50 à 90% en masse de particules solides par rapport à la quantité de particules solides présents dans le jus sucré. 6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein the first filtration (1a) allows a retention of 10 to 60% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice, and / or the first filtration (1 a) and the second filtration (1 b) allow a retention of 30 to 70% by mass of solid particles relative to the quantity of solid particles present in the sweet juice, and / or the first filtration (1a), the second filtration (1b) and the contacting of the second filtrate with the resin (2) allow a retention of 50 to 90% by mass of solid particles relative to the amount of solid particles present in the sweet juice.
7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, étant un procédé discontinu ou un procédé continu. 7. Method according to one of claims 1 to 6, being a batch process or a continuous process.
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant des étapes de régénération de la résine chargée en cations divalents, ces étapes comprenant : 8. Method according to one of claims 1 to 7, comprising steps of regenerating the resin loaded with divalent cations, these steps comprising:
- la mise en contact de la résine chargée avec une solution de régénération ; - bringing the loaded resin into contact with a regeneration solution;
- la collecte d’un effluent de régénération. - the collection of a regeneration effluent.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la solution de régénération est issue des mélasses formées lors d’une étape de cristallisation (10) de sucre, ou la solution de régénération est issue en tout ou partie du jus sucré adouci, additionné ou non d’hydroxyde de sodium ou d’hydroxyde de potassium, ou la solution de régénération est une solution de saumure de régénération comprenant un sel de chlorure, ou potassium ou sodium, ou la solution de régénération est issue d’une vinasse de distillation des mélasses ; ou la solution de régénération est issue d’un raffinât issu d’un traitement par chromatographie des mélasses. 9. The method of claim 8, wherein the regeneration solution is derived from molasses formed during a crystallization step (10) of sugar, or the regeneration solution is derived in all or part of the sweetened juice, added or no sodium hydroxide or potassium hydroxide, or the regeneration solution is a regeneration brine solution comprising a chloride, or potassium or sodium salt, or the regeneration solution is obtained from a stillage from the distillation of molasses; or the regeneration solution is obtained from a raffinate resulting from a treatment by chromatography of molasses.
10. Procédé selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel la mise en contact de la résine chargée avec une solution de régénération comprend l’utilisation de solutions de régénération différentes en alternance entre deux cycles de production. 10. A method according to one of claims 8 or 9, wherein contacting the loaded resin with a regeneration solution comprises the use of different regeneration solutions alternating between two production cycles.
11. Procédé selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel l’effluent de régénération est utilisé pour effectuer une étape de clarification (6) du jus sucré, en particulier une étape de chaulage, l’étape de clarification (6) étant effectuée avant la première filtration (1a) ; ou dans lequel l’effluent de régénération
est utilisé pour effectuer une ou plusieurs étapes de cristallisation (10), le(s) étape(s) de cristallisation (10) étant effectuée(s) après la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine (2). 11. Method according to one of claims 8 to 10, wherein the regeneration effluent is used to perform a clarification step (6) of the sweet juice, in particular a liming step, the clarification step (6). being carried out before the first filtration (1a); or in which the regeneration effluent is used to perform one or more crystallization steps (10), the crystallization step (s) (10) being performed after the second filtrate has been brought into contact with the resin (2).
12. Procédé selon l’une des revendications 1 à 11 , comprenant également une étape de lavage de la résine chargée en cations divalents, ou de la résine régénérée, avec une solution de lavage, la solution de lavage ayant une direction dans le lit de résine inverse à une direction du deuxième filtrat dans le lit de résine lors de l’étape de la mise en contact du deuxième filtrat avec la résine (2). 12. Method according to one of claims 1 to 11, also comprising a step of washing the resin loaded with divalent cations, or the regenerated resin, with a washing solution, the washing solution having a direction in the bed of. resin reverses to one direction of the second filtrate in the resin bed during the step of bringing the second filtrate into contact with the resin (2).
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la solution de lavage est issue du jus sucré adouci ou du jus sucré, ou la solution de lavage est de l’eau. 13. The method of claim 12, wherein the washing solution is from the sweetened sweet juice or the sweet juice, or the washing solution is water.
14. Procédé selon l’une des revendications 12 ou 13, dans lequel à la fin de l’étape de lavage un effluent de lavage est collecté, l’effluent de lavage étant renvoyé vers une étape de clarification (6) du jus sucré, l’étape de clarification (6) étant effectuée avant la première filtration (1 a). 14. Method according to one of claims 12 or 13, wherein at the end of the washing step a washing effluent is collected, the washing effluent being returned to a clarification step (6) of the sweet juice, the clarification step (6) being carried out before the first filtration (1 a).
15. Procédé selon l’une des revendications 1 à 14, dans lequel l’étape de mise en contact du deuxième filtrat avec la résine (2) est effectuée à une température égale ou supérieure à 75°C. 15. Method according to one of claims 1 to 14, wherein the step of bringing the second filtrate into contact with the resin (2) is carried out at a temperature equal to or greater than 75 ° C.
16. Dispositif de traitement de sucre, comprenant : 16. Sugar processing device, comprising:
- une ligne d’amenée d’un jus sucré ; - a supply line of a sweet juice;
- une première unité de filtration frontale alimentée par la ligne d’amenée de jus sucré ; - a first front filtration unit supplied by the sweet juice supply line;
- une ligne de collecte de premier filtrat en sortie de la première unité de filtration frontale ; - a first filtrate collection line at the outlet of the first front filtration unit;
- une deuxième unité de filtration frontale alimentée par la ligne de collecte de premier filtrat ; - a second front filtration unit supplied by the first filtrate collection line;
- une ligne de collecte de deuxième filtrat en sortie de la deuxième unité de filtration frontale ; - a second filtrate collection line at the outlet of the second front filtration unit;
- une unité de chromatographie d’échange d’ions comprenant une résine cationique alimentée par la ligne de collecte de
deuxième filtrat, la résine ayant la forme d’un lit ayant une hauteur h comprise de 0,75 à 3 mètres ; et - an ion exchange chromatography unit comprising a cationic resin supplied by the collection line of second filtrate, the resin having the form of a bed having a height h ranging from 0.75 to 3 meters; and
- une ligne de collecte de jus sucré adouci en sortie de l’unité de chromatographie d’échange d’ions. - a collection line for sweetened sweet juice at the outlet of the ion exchange chromatography unit.
17. Dispositif selon la revendication 16, dans lequel la première unité de filtration comprend un ou plusieurs filtres à tamis, chaque filtre ayant des pores ayant un diamètre de 50 à 200 pm, et de préférence de 80 à 120 pm. 17. Device according to claim 16, wherein the first filtration unit comprises one or more screen filters, each filter having pores having a diameter of 50 to 200 µm, and preferably 80 to 120 µm.
18. Dispositif selon la revendication 17, dans lequel la première unité de filtration comprend une unité de nettoyage pour au moins l’un des filtres à tamis. 18. Device according to claim 17, wherein the first filtration unit comprises a cleaning unit for at least one of the screen filters.
19. Dispositif selon l’une des revendications 16 à 18, dans lequel la deuxième unité de filtration comprend au moins un panier filtrant ayant des pores ayant un diamètre de 20 à 100 pm, et de préférence de 40 à 60 pm. 19. Device according to one of claims 16 to 18, wherein the second filtration unit comprises at least one filter basket having pores having a diameter of 20 to 100 µm, and preferably 40 to 60 µm.
20. Dispositif selon l’une des revendications 16 à 19, dans lequel l’unité de chromatographie d’échange d’ions comprend au moins une colonne, de préférence au moins 5 colonnes, de préférence encore au moins 10 colonnes, et encore de préférence au moins 15 colonnes. 20. Device according to one of claims 16 to 19, wherein the ion exchange chromatography unit comprises at least one column, preferably at least 5 columns, more preferably at least 10 columns, and further preferably at least 15 columns.
21. Dispositif selon l’une des revendications 16 à 20, dans lequel le lit de résine a un diamètre de 0,25 à 6 m, et de préférence de 0,25 à 5 m.
21. Device according to one of claims 16 to 20, wherein the resin bed has a diameter of 0.25 to 6 m, and preferably 0.25 to 5 m.
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