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" Procédé et appareil pour la récupération du sucre ."
La présente invention est relative à la récùpé- ration du sucre à partir de solutions, et plus particulièrement à des perfectionnements apportés au procédé et à l'appa- reil utilisés pour là récupération du sucre contenu dans des mélasses diluées, dans la fabrication du sucre de betterave.
L'invention a d'abord pour objet de réaliser un procédé continu et rapide pour récupérer le sucre.
Elle a aussi pour objet d'augmenter la quantité de sucre récupéré .
Un autre objet de l'invention a pour but la diminution de la quantité de chaux nécessaire pour la mise en pratique du procédé .
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Ladite invention a également pour objet de récupérer pratiquement tout le sucre par une seule précipitation directe .
L'invention couvre en outre un appareil relativement simple et peu coûteux pour la mise en pratique du procédé .
Dtune façon générale, le procédé suivant l'invention consiste à refroidir une solution diluée de sucre; à provoquer un écoulement du fluide; à introduire de la chaux vive pulvérisée dans le fluide; à proportionner le taux d'alimentation de la chaux au taux d'écoulement du fluide,de telle sorte que ce dernier, après avoir quitté le point d'admission de la chaux, entraîne pratiquement la quantité totale de chaux nécessaire pour éliminer le sucre par précipitation; puis à agiter le mélange et à réduire en particules plus fines la chaux non combinée dans la solution; ensuite à refroidir et à faire circuler le mélange jusqu'à ce que pratiquement tout le sucre soit combiné avec la chaux.
On décrira maintenant en détail l'appareil pour la mise en pratique du procédé ci-dessus.
Comme on le voit sur la figure unique du dessin annexé, cet appareil comprend un échangeur de chaleur 2 destiné à refroidir une solution diluée de mélasse dont on désire récupérer le sucre. Le fluide est, de préférence, amené aux serpentins 3 par l'intermédiaire du conduit 4, relié à une pompe appropriée ( non représentée) . Bien entendu,
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cette pompe peut être d'un type quelconque approprié. Des p sont L conduits 6 également/reliés au réservoir de l'échangeur de chaleur dans lequel un fluide de refroidissement approprié peut être mis en circulation . La solution est de préférence refroidie à environ 5 à 10 C. en ce point .
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Jusqu'à présent, on a ajouté la chaux lentement et progressivement, tout en agitant la solution dans un réservoir . Pour réaliser un procédé continu, on a utilisé une série de ces réservoirs, à travers lesquels circule progressivement le fluide . Ces procédés sont lents et nécessitent un appareil volumineux . Au contraire, suivant la présenteinvention on ajouteimmédiatement la totalité de la chaux nécessaire pour précipiter le sucre, en l'introdui- sant de préférence dans un courant ou flux rapide de fluide.
De cette façon, on réalise un procédé continu et un appareil simplifié .
Après avoir été refroidi dans l'échangeur de chaleur 2, le fluide est amené par un conduit 7 à un distributeur de chaux dans lequel le pourcentage de chaux nécessaire à la précipitation du sucre est ajouté à la solution . Le dispositif distributeur de chaux consiste, de préférence, en un entonnoir 8 dans lequel aboutit un conduit d'alimentation horizontal 7, de telle sorte que le fluide entre tangentiellement dans ledit entonnoir . Un conduit vertical 9 est relié à l'extrémité de sortie de l'entonnoir.
Grâce à cette disposition le fluide reçoit un mouvement vertica-1 et tourbillonne dans l'entonnoir pour s'écouler sous forme d'un courant descendant rapide, par le conduit 9.
La chaux vive pulvérisée est amenée à l'extrémité supérieure de l'entonnoir 8 par le conduit 11 relié à un cylindre 12. La chaux est introduite dans le cylindre par une trémie appropriée 15 et est . propulsée au moyen d'une vis sans fin 14. Cette dernière est entraînée en rotation par un dispositif de commande approprié 16 qui, de préférence, comporte des moyens permettant de faire varier la vitesse de rotation de la vis, de sorte que l'on peut faire varier le taux d'alimentation de la chaux dans le conduit 11.
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La vitesse de la vis d'alimentation 14 est déterminée par la quantité de fluide passant à travers l'enton- noir 8 et elle est réglée de manière que le rapport entre le taux d'alimentation en chaux et le taux d'écoulement du fluide, soit tel que le fluide quittant l'entonnoir entraîne le pourcentage de chaux nécessaire à la précipitation du sucre .
La chaux amenée dans l'entonnoir est, de préférence, dirigée dans la gorge du tourbillon où elle est im- médiatement entraînée par le fluide et elle descend avec le courant ou flux s'écoulant dans le conduit 9. Ce courant ou flux vertical présente une surface de fluide se déplaçant rapidement pratiquement exempte d'écume et qui, en combinaison avec la succion produite par le mouvement du fluide, réalise une condition idéale pour la réception et l'entraînement de la chaux . Si on le désire, la chaux peut être ajoutée en l'amenant simplement dans un conduit canalisant la solution . Toutefois, on utilisera de préférence, l'entonnoir ou récipient à tourbillon représenté, à cause de la manière efficace dont l'écoulement vertical entraîne la chaux.
Des moyens sont également prévus pour agiter le mélange et réduire les particules de chaux non combinées, à une grosseur moindre , aussitôt après que la chaux a été entraînée par le fluide . Ceci est réalisé en envoyant le courant de fluide du conduit 9 dans un groupe malaxeur broyeur approprié 17, par exemple au moyen d'une pompe à engrenages ou un moulin à colloïdes . De p-référence, on utilisera une pompe parce qu'elle refoule le liquide en avant tout en réalisant à la fois une action de malaxage et de broyage. Le principal objet du groupe malaxeur-broyeur 17 est de briser les particules de chaux libre eu non combinée et de répartir uniformément cette dernière dans le mélange pour favopiser
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la réaction entre la chaux et le sucre contenu dans la solut ion.
A sa sortie- du malaxeur-broyeur 17, le fluide est amené par un conduit 19 à un deuxième échangeur de température 18. La circulation du fluide de refroidissement autour des serpentins 21 dans l'échangeur de température est assurée par des conduits appropriés 22. Ce dispositif de refroidissement est de préférence du type à écoulement direct, comme représenté, de façon à permettre un mélange général' minimum du fluide et à assurer un édoulement suffisamment rapide pour maintenir le précipité en suspension. Du dispositif de refroidissement 18, le fluide est, de préférence amené par un conduit 24 dans un réservoir 23. Une roue à palettes 26 entraînée par un moteur approprié 27, est prévue dans le réservoir pour agiter le fluide .
Des serpentins de refroidissement appropriés 28 sont, de préférence, prévus dans le réservoir pour absorber la chaleur de réaction.
Si on le désire, on peut supprimer le réservoir 23 et faire simplement circuler le fluide à travers des conduits appropriés jusqu'à ce que la réaction soit terminée.
Toutefois, on a intérêt à utiliser un réservoir, étant donné qu'il s'oppose au passage dans le filtre de toute matière n'ayant pas complètement réagi, qu'il assure que la chaux ne se déposera pas et donne du temps pour équilibrer la vitesse de précipitation et la vitesse de filtration.
Du réservoir 23, le fluide se rend, par un conduit 31, à un filtre approprié 29, qui peut être de tout type approprié . Le précipité recueilli dans le filtre 29 est ensuite lavé et ajouté au jus de betterave brut additionnel auquel il sert de défécateur . Le filtrat du filtre 29 est évacué, car le procédé récupère pratiquement tout le sucre par une seule précipitation directe ; phase additionnelle
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de précipitation à chaud habituellement utilisée dans les procédés de raffinage, n'étant pas nécessaire .
Eu égard au procédé "STEFFEN" connu, qui est le plus utilisé, le procédé faisant l'objet de la présente invention permet une récupération de plus de 5% de sucre.
Dans une installation qui traite 475.000 tonnes de betteraves dans une saison, le pourcentage de 5 % précité représente une économie de 830.000 Kgs de sucre par saison.
Outre qu'il permet de réaliser une grande économie de sucre, le procédé suivant l'invention assure une économie de 15 à 20 % de la chaux nécessitée par le procédé "STEFFEN".
Bien que la récupération pratiquement totale du sucre et la réduction de la chaux nécessaire soient des caractéristiques extrêmement importantes, l'importance d'un procédé continu et rapide ne doit pas être perdue de vue .
Non seulement l'invention permet cette fabrication rapide, mais elle réduit aussi le coût et la complexité de l'appareil.
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"Method and apparatus for the recovery of sugar."
The present invention relates to the recovery of sugar from solutions, and more particularly to improvements to the process and apparatus used for the recovery of sugar contained in dilute molasses, in the manufacture of sugar. beetroot.
The first object of the invention is to provide a continuous and rapid process for recovering the sugar.
It also aims to increase the amount of sugar recovered.
Another object of the invention is to reduce the quantity of lime necessary for the practice of the process.
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Another object of the invention is to recover practically all the sugar by a single direct precipitation.
The invention further covers a relatively simple and inexpensive apparatus for practicing the method.
Generally speaking, the process according to the invention consists in cooling a dilute sugar solution; causing the fluid to flow; introducing pulverized quicklime into the fluid; in proportioning the rate of lime feed to the rate of flow of the fluid, so that the latter, after leaving the point of entry of the lime, causes practically the total quantity of lime necessary to remove the sugar by precipitation; then stirring the mixture and reducing the uncombined lime in the solution to finer particles; then cool and circulate the mixture until most of the sugar is combined with the lime.
The apparatus for practicing the above method will now be described in detail.
As can be seen in the single figure of the accompanying drawing, this apparatus comprises a heat exchanger 2 intended to cool a dilute solution of molasses from which it is desired to recover the sugar. The fluid is preferably supplied to the coils 3 via the conduit 4, connected to a suitable pump (not shown). Of course,
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this pump can be of any suitable type. P are also conduits 6 connected to the heat exchanger tank in which a suitable coolant can be circulated. The solution is preferably cooled to about 5-10 ° C. at this point.
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So far, lime has been added slowly and gradually, while stirring the solution in a tank. To achieve a continuous process, a series of these reservoirs has been used, through which the fluid progressively circulates. These methods are slow and require a bulky apparatus. On the contrary, according to the present invention all of the lime necessary to precipitate the sugar is immediately added, preferably introducing it into a rapid stream or flow of fluid.
In this way, a continuous process and a simplified apparatus are realized.
After having been cooled in the heat exchanger 2, the fluid is brought through a pipe 7 to a lime distributor in which the percentage of lime necessary for the precipitation of the sugar is added to the solution. The lime distributor device preferably consists of a funnel 8 into which a horizontal supply duct 7 ends, so that the fluid enters tangentially into said funnel. A vertical duct 9 is connected to the outlet end of the funnel.
Thanks to this arrangement, the fluid receives a vertica-1 movement and swirls in the funnel to flow in the form of a rapid descending current, through line 9.
The pulverized quicklime is brought to the upper end of the funnel 8 through the conduit 11 connected to a cylinder 12. The lime is introduced into the cylinder through a suitable hopper 15 and is. propelled by means of an endless screw 14. The latter is driven in rotation by an appropriate control device 16 which, preferably, comprises means making it possible to vary the speed of rotation of the screw, so that one can vary the lime feed rate in line 11.
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The speed of the feed screw 14 is determined by the amount of fluid passing through the funnel 8 and is adjusted so that the ratio between the lime feed rate and the fluid flow rate , or such that the fluid leaving the funnel entrains the percentage of lime necessary for the precipitation of the sugar.
The lime supplied to the funnel is preferably directed into the throat of the vortex where it is immediately entrained by the fluid and descends with the current or flow flowing in the duct 9. This current or vertical flow presents a rapidly moving fluid surface substantially free of scum and which, in combination with the suction produced by the movement of the fluid, provides an ideal condition for the reception and entrainment of lime. If desired, lime can be added by simply passing it through a pipe channeling the solution. However, the funnel or vortex vessel shown will preferably be used because of the efficient manner in which the vertical flow carries the lime.
Means are also provided for agitating the mixture and reducing the particles of uncombined lime to a lesser size immediately after the lime has been entrained by the fluid. This is achieved by sending the fluid stream from conduit 9 to a suitable kneading mill group 17, for example by means of a gear pump or a colloid mill. From p-reference, a pump will be used because it delivers the liquid forward while performing both a mixing and a grinding action. The main object of the mixer-grinder group 17 is to break up the particles of free lime in the uncombined and to distribute the latter uniformly in the mixture to favor
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the reaction between lime and the sugar contained in the solution.
On leaving the kneader-grinder 17, the fluid is brought through a conduit 19 to a second temperature exchanger 18. The circulation of the cooling fluid around the coils 21 in the temperature exchanger is provided by suitable conduits 22. This cooling device is preferably of the direct flow type, as shown, so as to allow minimum general mixing of the fluid and to ensure a sufficiently rapid flow to keep the precipitate in suspension. From the cooling device 18, the fluid is preferably supplied through a conduit 24 into a reservoir 23. A paddle wheel 26 driven by a suitable motor 27 is provided in the reservoir to agitate the fluid.
Suitable cooling coils 28 are preferably provided in the tank to absorb the heat of reaction.
If desired, reservoir 23 can be omitted and the fluid simply circulated through appropriate conduits until the reaction is complete.
However, it is advantageous to use a reservoir, since it prevents any material that has not fully reacted from passing through the filter, ensures that lime will not settle and gives time to equilibrate. the precipitation rate and the filtration rate.
From the reservoir 23, the fluid goes, via a conduit 31, to a suitable filter 29, which may be of any suitable type. The precipitate collected in the filter 29 is then washed and added to the additional raw beet juice to which it serves as a defecator. The filtrate from filter 29 is discharged, as the process recovers virtually all of the sugar by a single direct precipitation; additional phase
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hot precipitation usually used in refining processes, not being necessary.
With regard to the known "STEFFEN" process, which is the most widely used, the process forming the subject of the present invention allows a recovery of more than 5% of sugar.
In an installation which processes 475,000 tonnes of beets in a season, the aforementioned percentage of 5% represents a saving of 830,000 kg of sugar per season.
In addition to making it possible to achieve a large saving in sugar, the process according to the invention ensures a saving of 15 to 20% of the lime required by the “STEFFEN” process.
Although the substantially complete recovery of sugar and the reduction of lime required are extremely important features, the importance of a continuous and rapid process should not be overlooked.
The invention not only enables this rapid manufacture, but it also reduces the cost and complexity of the apparatus.