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" PROCEDE DE FABRICATION DE L'AMIDON"
La présente invention se rapporte, d'une façon générale, à la fabrication d'amidon à partir de matières naturelles contenant de l'amidon, telles que le blé, dans laquelle la matière est soumise à des traitements successifs comprenant des opérations de mouture à l'eau et de séparation.
L'invention est caractérisée par l'emploi de centrifugeuses au lieu des plateaux classiques, pour effec- tuer l'opération principale de séparation entre l'amidon et le gluten.
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Le but principal de l'invention est de rendre possible une substitution de ce genre tout en donnant un système fonctionnant industriellement de façon satisfaisante, et en même temps de s'écarter, à bien des points de vue, de la pratique courante afin de rendre possible des économies importantes d'exploitation et une simplification de l'ins- tallation. Dans le présent procédé, on retire un gluten de densité relativement élevée de l'opération principale de séparation centrifuge, par opposition avec les queues de gluten de basse densité provenant des plateaux courants.
De cette façon, le matériel pour l'élimination de l'eau de ce gluten est simplifié, et il n'est pas utile d'employer de fortes quantités de liqueur contaminée, telle qu'on en extrait généralement des cuves de décantation du gluten, comme liqueur .de lavage destinée à être réintroduite dans le dispositif de mouture. Une autre caractéristique de ce procédé est qu'une forte quantité de fibre gênante, ainsi que de gluten, est éliminée au cours de l'opération de séparation par centrifu- geage et toutes, ou presque toutes les opérations de tamisage fin pour l'élimination des fibres s'effectuent dans l'écou- lement d'amidon inférieur provenant de l'opération de séparation centrifuge.
Ceci diffère radicalement de la prati- que courante où pratiquement toute la fibre fine ( ou rinçu- res fines ) est arrêtée par des tamis en soie avant que l'a- midon de mouture soit envoyé aux plateaux pour l'opération de séparation principale. Comme on va l'expliquer, le tamisage fin, tel qu'il est effectué dans ce procédé, facilite consi- dérablement l'élimination des fibres, permet une économie
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d'eau et simplifie beaucoup l'équipement pour le tamisage fin.
Des caractéristiques et des avantages supplémentai- res apparaîtront au cours de la description détaillée ci-dessous faite en se référant au schéma de cheminement du dessin annexé.
Le blé, ou matière similaire, contenant de l'amidon est d'abord traité dans des cuves de trempage 10 d'où il est passé dans le dispositif de mouture 11. Le blé mouillé y est traité par divers appareils courants comprenant des concasseurs, des trieurs pour éliminer les germes, de cylindres à alvéoles pour l'élimination des germes et graviers, des tamiseurs pour extraire les gros déchets, et un broyeur Buhr ou un appareil analogue pour envoyer la matière moulue à l'appareillage de lavasse.
Le système de mouture se différencie de la pratique courante par ce fait que le tamisage fin, tel qu'il est obtenu avec l'étamine de soie, est omis en grande partie ou même entièrement éliminé, ce qui entraîne la présence, dans le cou- rant d'amidon de mouture, d'une quantité notable de rinçures fines, puisque les tamis en cuivre rouge du dispositif de rinçure n'éliminent que les rinçures grossières. L'élimina- tion des germes et du déchet du dispositif de mouture est indiquée en 12, et le prélèvement du courant combiné d'amidon en 13.
Au lieu de soumettre le courant de mouture de l'amidon 13 au travail des plateaux, on le fait passer d'abord à travers un ou plusieurs filtres convenables 14, afin de per- mettre d'envoyer une matière plus épaisse à l'appareillage de séparation centrifuge subséquent.
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Le produit filtré 16 extrait du filtre 14 peut être utilisé dans des opérations précédentes, il peut, par exemple, être renvoyé aux cuves de trempage 10, et au système de mouture 11 pour servir de liqueur de lavage.
Après traitement dans l'appareil de filtrage 14, le tourteau de filtrage résultant est soumis à une opération de repulpage 17 et est envoyé ensuite à la centrifugeuse 18a.
Dans le choix d'une centrifugeuse convenable, on préfère celles du type continu, dans lesquelles de la liqueur est introduite dans le rotor de la centrifugeuse en plus de l'alimentation pour concourir à évacuer les particules d'amidon séparées parla centrifugation. Une centrifugeuse de ce genre est décrite dans les brevets des Etats Unis N 1.923.454 en date du 22 Aout 1933 et N 1.945.786 en date du 6 Février 1934, ( ci-après dénommée centrifugeuse " Peltzer " )dans lequel une forte proportion du courant d'écoulement inférieur est continuellement renvoyée dans la chambre de la centrifu- geuse et où une liqueur de lavage est mélangée avec le retour.
On a représenté schématiquement une centrifugeuse Peltzer dans le tableau de circulation, l'écoulement supérieur de gluten, l'écoulement inférieur d'amidon, le circuit de retour et l'introduction de la liqueur de lavage étant désignés res- pectivement par les chiffres 19, 21, 22 et 23.
Au lieu d'évacuer immédiatement la totalité du gluten 19 s'écoulant par le haut, une quantité considérable 24 de celui-ci est déviée continuellement pour effectuer l'opération de repulpage 17. En fait, ceci sert à épaissir le gluten s'écoulant par le haut à un point tel que l'on peut supprimer les cuves de dépôt de gluten courantes, puisque
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l'eau destinée à être mélangée avec le tourteau de filtrage pour donner une alimentation de fluidité voulue est fournie par la quantité s'écoulant par le haut au lieu de venir d'une source extérieure. Il est possible d'épaissir davantage ce gluten en déviant une partie supplémentaire 26 de ce qui s'écoule par le haut 19, pour le ramener en haut du filtre 14.
Le lavage 23 de la centrifugeuse 18a fournit le liquide servant à entrainer les particules d'amidon dans le courant inférieur 21. Sous ce rapport, et conjointement avec la séparation centrifuge qui s'opère dans le rotor de la centrifugeuse, le lavage effectue aussi une séparation de gluten et d'éléments solubles d'avec des particules d'amidon.
Les éléments constitutifs solubles sont déplacés en grande mesure et obligés à sortir de la centrifugeuse avec le gluten contenu dans la partie 19. Cette action de déplace- ment, dans laquelle les particules d'amidon sont reçues dans un liquide différent ( lavage 23) ne contenant qu'un pourcen- tage relativement faible de gluten et de matières solubles, sert à arrêter efficacement les matières solubles et à les éliminer de la partie suivante du procédé dans laquelle la partie s'écoulant par le haut est traitée. Ainsi le procédé, à ce point de vue, diffère du traitement par plateaux dans lequel il n'y a pas arrêt des matières solubles conjoin- tement avec l'opération de séparation.
Il y a lieu d'attirer l'attention aussi sur la caractéristique avantageuse suivante relative au fonction- nement de la centrifugeuse. En supposant qu'il ne se produise ni courant ascendant ni courant descendant dans la centri- fugeuse I8a ( ce qui signifie que toute humidité de la
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matière qui pénètre dans la centrifugeuse I8a quitte cette centrifugeuse avec l'écoulement supérieur et qu'il ne sorte pas d'eau de lavage avec l'écoulement supérieur ), il est évident que le gluten est entraîné dans l'écoulement supérieur 19 dans l'humidité du tourteau de filtre, et la proportion du gluten à la quantité d'humidité constitue le degré de concentration du gluten.
Il y a lieu de signaler aussi que l'emploi d'une centrifugeuse dans ce procédé n'est pas analogue à l'emploi d'une centrifugeuse comme récipient de décantation. Dans cette opération de centrifugeage, selon l'invention, il n'y a pas séparation entre le gluten et l'eau; au contraire, on s'attache à ce que l'eau ne se sépare pas du gluten au cours du passage à travers la centrifugeuse.
L'inverse même peut se produire. Ainsi, lorsque l'eau de lavage est introduite à un régime tel que celle-ci est obligée de former un courant ascendant ( vers l'axe de rotation ) à travers la centrifugeuse 18a,de l'eau s'ajoute au gluten.
Le gluten ne sort pas non plus de la centrifugeuse de décan- tation comme courant inférieur ; contraire, le gluten part en s'écoulant à la partie supérieure . Ainsi, le présent procé- dé est basé sur le fait que des substances, telles que le gluten, permettent une élimination économique de l'eau par filtrage si elles sont mélangées en proportion convenable avec une substance aisément filtrable telle que l'amidon.
Ainsi, par l'emploi du courant supérieur de gluten comme agent de repulpage, l'amidon de mouture est réduit à un tourteau de filtre, ce procédé enlevant l'humidité, les parties solides de l'amidon sont séparées par centrifugation du tourteau de
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filtre avec l'aide du repulpage et, au cours de la même opération, les parties d'amidon solides sont retirées de l'opération de séparation dans une liqueur de lavage.
En plus des résultats décrits ci-dessus, le traitement dans la centrifugeuse I8a provoque une classi- fication en ce qui concerne la rinçure fine entrainée dans le courant d'amidon de mouture. Ainsi. cette partie de la rin- cure qui parait être de nature filamenteuse et qu'il est généralement difficile d'éliminer par tamisage fin, s'évacue a ec le gluten sortant à la partie supérieure 19, tandis que le restant de la rinçure, qu'on peut aisément laver et retenir sur des tamis en étamine de soie, se trouve éliminé dans le courant inférieur 21. Pour représenter le tamisage fin convenable pour éliminer cette partie de la rinçure ou matière fibreuse, dans le courant inférieur 21, on a indiqué des tamis en soie 27 et 28.
La partie du gluten s'écoulant à la partie supérieure 19, venant de la centrifugeuse 18a, qui n'est pas déviée pour l'opération de repulpage 17 ni pour être introduite dans 1 filtre 14, est représentée comme étant évacuée en passant à travers un appareil convenable d'élimination d'eau 29, tel qu'un filtre approprié. A la suite de cette opération de filtra- ge, le tourteau de gluten essoré est retiré du système, comme cela est indiqué en 31, tandis que l'eau extraite du gluten pout être utilisée pour des opérations précédentes, par e@@emple comme liqueur de lavage dans le dispositif de mou- ture 11, comme cela est indiqué par la ligne 32.
A cet égard, il y a lieu de noter qu'en raison du gluten de densité
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relativement élevée qui est obtenu, on a supprimé les cuves de décantaion, destinées à épaissir l'eau de gluten. que l'on emploie.généralement pour traiter les queues de gluten provenant des plateaux habituels.
L'amidon, traversant les tamis à mailles relati- vement serrées 27 et 28, peut-être envoyé directement aux filtres pour l'élimination de l'eau et pour être lavé davan- tage. Cependant, avant de passer à une installation de filtra- ge de ce genre, il est désirable de le traiter dans une seconde centrifugeuse I8b. La canalisation 33 représente l'arrivée de liqueur d'amidon à la centrifugeuse 18b, liqueur qui, dans ce cas, se compose de la matière contenant de l'amidon passant à travers le tamis 27. La liqueur d'amidon passant à travers le tamis 28 a été représentée comme cons- tituant le lavage 23 pour la centrifugeuse I8a . La partie s'écoulant par le haut 34, relativement diluée, provenant de la centrifugeuse I8b, est représentée comme étant envoyée à un appareil à concentrer par pesanteur 36.
La partie s'écoulant par le haut, clarifiée, 37 , provenant de l'appareil à concentrer 36, est représentée comme étant utilisée pour le lavage sur les tamis 27 et 28. La ligne pointillée 37a montre qu'il est possible de dévier une partie de ce qui coule, clarifié, à la partie supérieure, pour l'envoyer directement au centrifuge I8a et y servir pour le lavage 23.
Le courant inférieur épaissi 38 provenant de l'appareil à concentrer 36 est représenté,comme revenant au filtre 14.
La ligne pointillée 38a montre qu'il est possible d'utiliser le courant inférieur 38 comme lavage dans le système de moutu- re 11. La centrifugeuse I8b peut être du même type général que la centrifugeuse I8a et une partie de l'écoulement
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inférieur d'amidon 39, provenant de celui-ci, est repré- sentée comme retournant au rotor de la centrifugeuse par le circuit 41.
L'équipement de filtrage pour le traitement du courant inférieur d'amidon 39 peut varier suivant les différents besoins. La disposition représentée se compose de deux filtres 42a et 42b. L'amidon 43 extrait du filtre 42a est repulpé comme cela; est indiqué en 44 et amené au deuxième filtre 42b. La canalisation 47 indique l'emploi d'un filtrat provenant du côté humide du filtre 42b comme lavage pour la centrifugeuse 18b. Ce lavage peut-être complété par du filtrat provenant du filtre 42a, comme cela est indiqué par la canalisation 48.
On introduit de l'eau fraiche 49, dans les deux filtres à amidon, et l'amidon lavé est retiré du filtre 42b, comme cela est indiqué par la ligne 51. Les lignes pointillées 48a et 48b montrent qu'il est possible d'employer le filtrat 48 pour compléter le lavage 23 pour la centrifugeuse 18a et/ ou co.nme lavage dans le système de mouture.11.
Le fonctionnement du procédé peut se résumer comme suit :- Le courant d'amidon de mouture 13 est soumis a une séparation d'eau dans le filtre 14, et, après repul- page du tourteau de filtre débarrassé d'eau en 17, la matière est amenée à la centrifugeuse I8a à la densité qui convient le mieux pour cet appareil, par exemple de 12 à 14 Baumé. Dans la centrifugeuse I8a, une première séparation entre l'amidon et le gluten s'effectue, on retire un gluten épaissi qui peut être envoyé directement à un filtre-presse ou à un
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appareil similaire 29 pour en éliminer l'eau, les matières solubles sont en grande partie séparées de l'amidon et l'amidon est évacué dans le courant inférieur 21.
De même, une classification de la rinçure fine s'opère dans le centrifuge I8a, la rinçure fine, qu'il est difficile d'éliminer au moyen de tamis ( ici dénommée " rinçure fine filamenteuse "), s'évacuant avec le gluten par la partie conlant par le haut 19, et le reste de la rinçure fine sortant avec l'amidon dans l'écoulement infé- rieur 21. Le traitement du courant inférieur d'amidon sur des tamis en étamine de soie 27 et 28 sert à effectuer l'élimination de la rinçure fine restante.Une nouvelle purification de l'amidon se produit dans la centrifugeuse I8b et dans les filtres à amidon 42a et 42b.
On a signalé que l'emploi d'une partie du gluten venant du courant inférieur 19 dans l'opération de repul- page 17, conjointement avec un autre retour possible d'une partie du courant supérieur de gluten à un point situé en avant du filtre 14, permet d'obtenir un gluten de densité relativement élevée destiné à être envoyé à l'appareil d'extrac- tion d'eau 29. L'utilisation de cette caractéristique tend à charger davantage le filtre 14, en vertu de la plus grande quantité de filtrat à éliminer. Cependant, en effectuant la presque totalité du tamisage fin sur le cou- rant inférieur d'amidon séparé par centrifugation, on tend à contrebalancer ce désavantage apparent, car cela permet l'emploi d'un courant 13 d'amidon de mouture de densité plus grande, ce qui, à son tour, tend à réduire au
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minimum la charge sur le filtre 14.
L'emploi d'un tamisage fin après le traitement dans la centrifugeuse I8a permet d'obtenir un courant d'amidon de mouture de plus grande densité parce que ce dispositif de tamisage fin est sensiblement simplifié par comparaison avec le tamisage fin qui existait autrefois, ceci étant dû à la nature et à la quantité moindre de la fibre à enlever, et, ainsi, on peut n'introduire qu'une quantité d'eau de lavage sensiblement moindre dans le dispositif de mouture II, pour diluer le courant d'amidon de mouture.
Dans les dispositifs courants d'amidon de mouture, des limons ou produits similaires se produisent comme résultat du développement de bactéries ou de micro- organismes. Ces limons tendent à s'accumuler dans le dispositif de mouture puisque, d'ordinaire, on ne prend aucune mesure spéciale pour les évacuer. A côté de la contamination et de l'engorgement du dispositif qu'ils causent, ils ont tendance à encrasser les tamis ou les tambours employés, nécessitant ainsi le lavage fréquent des tamis avec des produits chimiques pour en effectuer l'enlèvement. Dans le procédé actuel, on évite la formation de ces limons du fait du mouvement rapide de la matière à travers le système. De même, les limons qui peuvent exister dans l'alimentation de la centrifugeuse I8a sont évacués en grande partie avec l'écoulement supérieur 19 du gluten.
Lorsque l'écoulement supérieur de gluten est de densité relativement grande, ces limons sont en grande mesure arrê- tés avec le gluten dans le filtre 29 ou dans un appareil similaire, en sorte que la liqueur 32 soutirée dans cette
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opération ne ramène pas directement les limons au procédé. De cette façon, les limons n'ont pas tendance à s'accumuler ou à se former sur les tamis fins 27 et 28.
Une autre caractéristique du procédé est qu'il permet le fonctionnement avec un minimum d'introduction d'eau de lavage dans le système et qu'il rend possible en conséquence un soutirage minimum de liqueur 51, des matières trempées 10 qui doivent être évaporées. Il est possible, par exemple, de réduire le soutirage d'eau de trempage d'un tiers par comparaison avec les procédés courants " bottled-up " faisant usage du passage au pla- teau de l'amidon de mouture. De plus, cet avantage est obtenu sans l'inconvénient des procédés " bottled-up " courants, tels que le rejet aux égouts des liqueurs con- taminantes.
Il faut une quantité relativement minime d'eau 'pour l'opération essentielle de lavage, après séparation dans la centrifugeuse 18a, et,la quantité d'eau utilisée dans les cuves de trempe 10 peut être réduite au minimum compa- tible avec une action de trempe convenable. Le tamisage à la soie après la centrifugation, l'absence des cuves de dépôt de gluten courantes, qui donnent lieu à une quantité relativement élevée d'eau de gluten soutirée pour être réemployée, et l'arrêt des matières solubles dans la centrifugeuse 18a, contribuent tous à effectuer cette économie.
Il ne se produit aucune action bactériologique nuisible grâce à l'appareil à concentrer par densité 36, puisque la durée du traitement nécessaire pour effectuer la clarification convenable de l'écoulement supérieur 34, relativement dilué, est relativement courte par comparaison
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/usuel avec le traitement/des queues de plateaux dans les cuves de décantation par pesanteur, ceci étant dû au fait que l'écoulement supérieur 34 a une faible concentration en matières solides et se prête facilèment à la clarifica- tion.
L'utilisation de l'écoulement supérieur clarifié provenant de la deuxième centrifugeuse I8b comme eau de lavage dans la première centrifugeuse I8a permet unecen- trifugation efficace avec élimination d'un courant infé- rieur de faible pourcentage en protéine, indépendamment du fait qu'il constitue un élément de contre-courant économique. L'écoulement inférieur d'amidon de la deuxième centrifugeuse I8b est relativement exempt de protéine et autres matières solubles, de sorte que le traitement dans le dispositif de filtrage de l'amidon est simplifié et qu'on peut produire de l'amidon de haute qualité comme résultat du traitement considéré dans son ensemble.
D'aprés ce qui a été expliqué, il s'ensuit nécessairement que l'emploi de l'écoulement supérieur clarifié de la seconde centrifugeuse comme liquide de lavage pour la première centrifugeuse I8a permet aussi à la première centrifugeuse d'arrêter plus efficacement les matières solubles de la partie suivante du procédé, facilitant ainsi le tamisage à la soie et le traitement subséquent.
Dans l'utilisation de la présente invention ou de certaines caractéristiques de celle-ci, on peut s'attendre à ce que les hommes de l'art apportent certains changements ou aménagements pour adapter le procédé au matériel dont on dispose ou aux conditions ou aux besoins existants. On doit considérer le tableau de circulation comme une représentation.schématique des diverses opéra-
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tions et du matériel employé, laissant une grande latitude de sélection et de disposition dans l'établissement d'installations industrielles. Parexemple, lorsqu'un seul appareil est indiqué, il est évident que l'on peut utiliser deux ou plusieurs appareils pour obtenir une capacité désirée.
Alors qu'une centrifugeuse du type Peltzer, utilisant un circuit continu avec retour dans le rotor, a donné de bons résultats, on peut employer une centrifugeuse sans circuit de retour, mais avec une alimentation en liqueur de lavage pour fournir le liquide servant à l'entrainement de l'amidon dans le courant inférieur.