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Procédé et installation pour la purification des liquides de sucrerie.
La présente invention a pour objet un procédé perfectionné pour la purification de tout liquide de sucrerie, provenant de betteraves, cannes à sucre ou autres substances, tels que les jus sucrés et les eaux résiduaires (petites eaux, eaux des presses, eaux des délayeurs à écumes et eaux de lavage des betteraves par exemple), ledit procédé facilitant la séparation des colloïdes et autres particules contenues dans le liquide sucré à purifier.
Ce procédé consiste à additionner le liquide sucré à purifier d'une petite quantité d'un gel dilué, dont les miscelles servent de centres d'attraction pour
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les colloïdes, corps légers et autres particules conte- nues dans ledit liquide et provoquent, de ce fait, leur floculation,puis à opérer une séparation du liquide et des produits floculés.
Le gel dilué utilisé peut, avantageusement, être un gel dilué d'amidon ou de fécule traitée par une base telle que chaux, soude, potasse etc.. ou d'amidon gonflant à l'eau froide.
Grâce à la présence du gel, la séparation des jus ou eaux résiduaires est considérablement accélérée, ce qui permet notamment un traitement en continu des liquides sucrés, le traitement n'étant plus retardé par la lente décantation usuelle.
Le résidu obtenu après séparation se présente sous un aspect physique différent de celui obtenu avec des liquides non traités; les résidus floculés se présentent, après séchage, sous une forme granuleuse et non à l'état habituel de fine poussière.
Enfin, le liquide obtenu par la séparation des produits floculés est plus clair, plus brillant, moins coloré que dans le cas des liquides non traités conformément à l'invention.
L'invention a également pour objet une installa- tion perfectionnée pour l'application du susdit procédé.
Cette installation comporte, en série, des moyens pour préparer un gel dilué, une cuve mélangeuse dans laquelle arrivent en parallèle le liquide sucré à traiter et le gel dilué, et au moins un séparateur.
L'invention a encore pour objet une installa- tion pour la fabrication du sucre et incorporant une elle installation de purification des liquides sucrés.
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Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple :
La Fig. 1 est une vue schématique, en élévation d'une installation de purification de liquides sucrés;
Les figs à 5 sont des coupes verticales de décanteurs susceptibles d'être utilisés comme séparateurs.
Suivant l'exemple d'exécution représenté à la Fig. 1, l'installation comporte un bac 1 avec agitateur 2, dans lequel on prépare un gel concentré par intro- duction dans ce bac 1 du produit tel que fécule ou amidon et d'eau provenant par la tubulure 3 pourvue d'un robinet 4 d'une canalisation 5. Le fond de ce bac 1 est pourvu d'une tubulure déversoir 6 avec robinet 7 débitant dans un deuxième bac 8, dans lequel la cana- lisation 5 débite directement de l'eau à travers un robinet 9. Le fond du bac 8 est pourvu d'un tube 10 avec robinet de réglage 11 débitant dans une cuve 12 dans laquelle arrive par une tubulure 13 avec vanne de réglage 13a le.liquide sucré à traiter.
Le fond de la cuve 12 est relié par une tubulure 14 avec vanne de réglage 15 et à travers un seau-tamiseur 16 et une pompe 17 aspirante et refoulante à l'entrée 18 d'un appareil séparateur qui peut être soit une centrifugeuse, soit un filtre sous pression, soit un décanteur.
Dans le cas d'un décanteur on utilisera de préférence l'un de ceux représentés aux Figs. 2 à 5 et qui sont d'un type connu à parois obliques.
Dans l'exemple de la Fig. 2 le décanteur comporte
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une cuve 20 cunéiforme. Dans cette cuve 20 sont dis- posées comme connu en soi des parois inclinées 21 for- mant chicanes et facilitant, en l'accélérant, la décan- tation qui a lieu d'une manière statique, sans tourbillons et mouvements giratoires en raison de la faible distance entre les faces latérales de la cuve (0,50 mètre environ), conformément à un processus basé sur la formation d'une sorte de talus d'éboulement 22 sur chacune des parois inclinées. De préférence, ces parois 21 seront amovibles en vue de faciliter les nettoyages.
Le fond de la cuve est raccordé par un tube 23 à un trop-plein 24. Ce tube 23 est, de préférence muni d'un flotteur allongé 25 de section variable suivant sa longueur, de manière que la section de passage ménagée entre ce flotteur et le tube 23 varie avec la position en hauteur dudit flotteur, c'est-à-dire, avec la densité de liquide boueux à évacuer ; on peut ainsi régler au- tomatiquement le débit d'évacuation en fonction de ladite densité'..
La cuve 20 comporte, en outre, à sa partie supé- rieure, un autre orifice de trop-plein 26. Cet orifice est, de préférence, précédé d'une chicane de protection 27, destinée à éviter un passage direct de l'orifice d'arrivée 18 à l'orifice de trop-plein 26. Un robinet de purge est prévu en 28 à la base du décanteur.
Le fonctionnement de l'installation et la mise en oeuvre du procédé de purification sont les suivante :
Dans le bac 1 on effectue une pâte épaisse en malaxant énergiquement les quantités approximatives suivantes en poids :
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15 parties environ d'eau
1 partie d'amidon ou de fécule traitée par une base telle que chaux, soude, etc.. ou d'amidon gonflant à l'eau froide (par exemple obtenue comme indiqué plus loin).
On malaxe le mélange pendant 5 minutes environ.
On laisse le mélange obtenu reposer un quart d'heure environ afin d'assurer le gonflement de l'amidon ou fécule; puis on le déverse par la tubulure 6 dans le deuxième bac 8.
Dans ce bac, on ajoute par la tubulure 5 de l'eau froide pour obtenir une dispersion colloïdale contenant 2% environ en poids d'amidon.
La solution colloidale ainsi obtenue est déversée goutte à goutte, en continu, par la tubulure 10 à travers le robinet de réglage 11 dans la cuve 12 où arrive également, en continu, par la tubulure 13 munie du robinet de réglage 14, le liquide sucré à traiter.
Le réglage des débits est tel que la solution d'empois d'amidon à 2% est ajoutée, de préférence, à raison de 1 à 2 litres par mètre cube de liquide à traiter.
Le mélange obtenu est aspiré par la pompe 17 à travers le seau-tamiseur 16 ; pompe homogénéise le mélange et le refoule en 18 dans un appareil sépa- rateur, le décanteur 19 en l'espèce.
Dans cet appareil, les miscelles de l'empois d'amidon servent de centres d'attraction aux particu- les contenues dans le jus ou autre liquide à épurer, ce qui a pour conséquence d'augmenter la densité des
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particules en suspension et d'accélérer leur précipi- tation ou floculation.
Le précipitât glisse le long des parois in clinées 21 et remontant par le tube 23 est recueilli par le trop plein 24 tandis que le jus sucré ou autre liquide sucré épuré est recueilli par le trop plein 26.
La combinaison du traitement du liquide par un gel et de sa séparation par exemple par décantation dans l'appareil décrit (ou tout autre) permet donc une séparation très rapide et complète du floculat et du liquide clair. On obtient : une densité ou teneur en matière sèche maximum pour le floculat séparé dont la contexture qui est granuleuse se présente particulièrement bien pour une filtration subséquente; un liquide parfaitement clarifié.
Ce double traitement de floculation et de séparation permet de séparer un floculat, représentant facilement du 1/5 au 1/3 du liquide traité.
Par ailleurs, dans le cas de la décantation, le décanteur à chicanes obliques décrit et représenté permet de réaliser la décantation dans un appareil à volume de liquide réduit qui, pour un même débit, devrait, sans la floculation suivant l'invention, avoir des dimensions absolument rédhibitoires.
Pour fixer les idées un décanteur ayant ap- proximativement les dimensions suivantes:
EMI6.1
<tb> hauteur <SEP> totale.............. <SEP> 4,50 <SEP> mètres
<tb>
<tb> longueur <SEP> .................... <SEP> 2,80 <SEP> " <SEP>
<tb>
<tb> largeur <SEP> ..................... <SEP> 0,50 <SEP> "
<tb>
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peut décanter un volume de liquide traité suivant l'in- vention de l'ordre de 3,500 mètres cube en 20 minutes environ, soit un débit de 175 litres/minute environ.
Comme on le voit, un nombre très réduit de décanteurs en parallèle permet de traiter en continu les jus provenant en continu des stades antérieurs d'un cycle de fabrication de sucre, par exemple les jus de première carbonatation ce qui n'est pas possible avec les décanteurs usuels recevant des liquides non soumis à une floculation préalable.
On peut, bien entendu, disposer en parallèle plusieurs décanteurs (ou autres séparateurs), leur nombre étant fonction du débit de chacun d'eux et du débit total de jus à traiter.
A noter qu'on peut également disposer en série plusieurs décanteurs (ou autres séparateurs), l'orifice de sortie du liquide de chaque dispositif étant relié à l'orifice d'entrée du dispositif suivant.
Le procédé et l'installation susdécrits peuvent être appliqués, entre autres, au traitement : des jus de première carbonatation traités en continu et qui, par suite de la séparation rapide et parfaite obtenue, peuvent être envoyés en principe sans filtration ultérieure directement à la seconde carbonatation, les boues séparées devant seules être traitées sur des filtres discontinus ou sur filtres continus;
on peut ainsi pour les installations exis- tantes n'envoyer à l'atelier usuel de filtration que 25 à 30% du volume total des jus sous forme de boues,
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ce qui a pour conséquence une meilleure formation des écumes d'où une diminution de la perte en sucre, une économie de main d'oeuvre, de toiles, etc..; - des jus bruts de diffusion, en vue d'éliminer les non-sucres organiques ou minéraux ; jus bruts subiront, dans,ce cas, un préchaulage progressif par traitement dans un malaxeur à cinq ou six compartiments avec injection d'une dose de lait de chaux à chaque,cloi- sonnement, ce traitement préalable permettant d'amener ces jus dans une zone de floculation (avec ou sans chauffage);
l'addition d'un gel dilué d'amidon ou fécule traitée par une base ou d'amidon gonflant à l'eau froide permet de séparer un jus clair avec une pureté supérieure de 2 à 3 points à celle du jus brut, d'un précipitât ou filtrat qui est envoyé soit à la filtration, soit à un séparateur centrifuge ; liquide filtré ou séparé pro- venant de ce précipitât ou filtrat est mélangé au jus clair obtenu et l'ensemble peut être ensuite traité par exemple dans des échangeurs d'anions et cations permettant d'éliminer la presque totalité des non-sucres; - des eaux résiduaires, telles que petites eaux, eaux des presses à pulpes, eaux de délayage des écumes etc., ce qui assure l'élimination des particules solides ou la floculation des colloides en suspension permettant la clarification de ces eaux et leur réutilisation;
- des eaux boueuses provenant du lavage des betteraves ce qui permet d'obtenir pour une dépense peu importante de gel, des eaux décantées mieux clarifiées et des boues plus denses qu'avec les appareils décanteurs existants.
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A la Fig. 3, on a représenté une variante d'ap- pareil décanteur comportant deux étages de parois incli- nées 29 et 30, à obliquités inverses. L'orifice d'arrivée 31 débouche, de préférence, au droit du plan incliné XX, dans lequel se trouvent les extrémités inférieures des parois supérieures 29 et les extrémités supérieures des parois inférieures 30.
A la Fig. 4, on a représenté une autre variante d'appareil qui est de révolution autour de l'axe verti- cal YY. L'arrivée du liquide a lieu au centre en 32 et le départ du liquide filtré par débordement dans la gouttière circulaire 33, les boues partant en 34.
Enfin, la Fig. 5 représente une autre variante également de révolution autour de l'axe 22. L'arrivée se fait par la gouttière périphérique 35 ; départ des boues par le puits central 36 et le départ du liquide filtré par le déversoir 32 protégé par le cône 38.
Comme dit plus haut, on peut avantageusement utiliser, pour l'obtention du gel dilué, de l'amidon gonflant à l'eau, et, par exemple, de l'amidon obtenu de la manière connue suivante :
On délaye 1 kg environ de fécule de pomme de terre dans environ 1000 cm3 d'eau froide et on ajoute : soit 6 grammes de phosphate de soude soit 5 grammes de borax soit 10 grammes de carbonate de soude.
Le lait obtenu est étalé en couche mince sur une surface chauffée à 135 C environ.
Après cuisson et évaporation, la fécule ainsi traitée, se détache sous forme de paillettes qu'on
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broyé facilement. La poudre ainsi obtenue a la pro- priété de gonfler dans l'eau froide en donnant un gel par exemple à la concentration de 8%
En fait, dans l'application suivant l'inven- tion de l'amidon gonflant à l'eau froide, obtenu comme indiqué ci-dessus ou de toute autre manière, des con- centrations de l'ordre de quelques cent millièmes en amidon sont suffisantes pour assurer la floculation.
C'estainai qu'avec des teneurs de l'ordre de 4 à 6 litres d'une solution à 0,5% d'amidon, on obtient, aussi bien dans le cas des liquides sucrés provenant du traitement de la betterave que de ceux provenant du traitement de la canne à sucre des vitesses de décantation ou de filtration accélérées (dans le cas, par exemple, de la filtration sous pression sur filtre Wallez connu,le passage de 15 m3 de jus traité n'a exigé que 62 minutes contre 75 minutes pour un jus identique non traité); le filtrage est donc facilité par la floculation des corps légers en suspension et des colloïdes.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Process and installation for the purification of sugar refinery liquids.
The present invention relates to an improved process for the purification of any sugar liquid, originating from beets, sugar cane or other substances, such as sweet juices and waste water (small water, water from presses, water from mixer taps). beet scum and washing water, for example), said process facilitating the separation of colloids and other particles contained in the sweet liquid to be purified.
This process consists of adding the sweet liquid to be purified with a small amount of a diluted gel, the miscelles of which serve as centers of attraction for
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the colloids, light substances and other particles contained in the said liquid and thereby cause their flocculation, then to operate a separation of the liquid and the flocculated products.
The diluted gel used can advantageously be a dilute starch or starch gel treated with a base such as lime, soda, potash, etc., or starch swelling in cold water.
Thanks to the presence of the gel, the separation of the juices or waste water is considerably accelerated, which allows in particular a continuous treatment of the sweet liquids, the treatment no longer being delayed by the usual slow settling.
The residue obtained after separation has a different physical appearance from that obtained with untreated liquids; the flocculated residues appear, after drying, in a granular form and not in the usual form of fine dust.
Finally, the liquid obtained by the separation of the flocculated products is clearer, brighter, less colored than in the case of liquids not treated in accordance with the invention.
The subject of the invention is also an improved installation for applying the aforesaid method.
This installation comprises, in series, means for preparing a diluted gel, a mixing tank in which the sweet liquid to be treated and the diluted gel arrive in parallel, and at least one separator.
A further subject of the invention is an installation for the manufacture of sugar and incorporating an installation for the purification of sweet liquids.
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In the accompanying drawing, given only by way of example:
Fig. 1 is a schematic view in elevation of an installation for purifying sweet liquids;
Figs to 5 are vertical sections of settling tanks capable of being used as separators.
According to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the installation comprises a tank 1 with stirrer 2, in which a concentrated gel is prepared by introducing into this tank 1 a product such as starch or starch and water coming through the pipe 3 provided with a tap 4 a pipe 5. The bottom of this tank 1 is provided with an overflow pipe 6 with a tap 7 discharging into a second tank 8, in which the pipe 5 delivers water directly through a tap 9. The bottom of tank 8 is provided with a tube 10 with control valve 11 flowing into a tank 12 into which arrives via a pipe 13 with control valve 13a the sweet liquid to be treated.
The bottom of the tank 12 is connected by a pipe 14 with an adjustment valve 15 and through a sieve bucket 16 and a suction and pressure pump 17 to the inlet 18 of a separating device which can be either a centrifuge or a pressure filter, or a settling tank.
In the case of a settling tank, one of those shown in Figs will preferably be used. 2 to 5 and which are of a known type with oblique walls.
In the example of FIG. 2 the settling tank has
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a 20 wedge-shaped tank. In this tank 20 are arranged, as known per se, inclined walls 21 forming baffles and facilitating, by accelerating it, the settling which takes place in a static manner, without vortices and gyratory movements due to the small distance between the side faces of the tank (about 0.50 meters), in accordance with a process based on the formation of a sort of landslide slope 22 on each of the inclined walls. Preferably, these walls 21 will be removable in order to facilitate cleaning.
The bottom of the tank is connected by a tube 23 to an overflow 24. This tube 23 is preferably provided with an elongated float 25 of variable section along its length, so that the passage section formed between this float and the tube 23 varies with the height position of said float, that is to say, with the density of the muddy liquid to be evacuated; it is thus possible to automatically adjust the discharge rate as a function of said density.
The tank 20 further comprises, in its upper part, another overflow orifice 26. This orifice is preferably preceded by a protective baffle 27, intended to prevent a direct passage of the orifice. inlet 18 to the overflow orifice 26. A purge valve is provided at 28 at the base of the settling tank.
The operation of the installation and the implementation of the purification process are as follows:
In tray 1 a thick paste is made by vigorously kneading the following approximate quantities by weight:
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About 15 parts of water
1 part of starch or starch treated with a base such as lime, soda, etc. or starch swelling in cold water (for example obtained as indicated below).
The mixture is kneaded for about 5 minutes.
The mixture obtained is left to stand for about a quarter of an hour in order to ensure the swelling of the starch or starch; then it is poured through the tube 6 into the second tank 8.
In this tank, cold water is added through the pipe 5 to obtain a colloidal dispersion containing approximately 2% by weight of starch.
The colloidal solution thus obtained is poured drop by drop, continuously, through the pipe 10 through the adjustment valve 11 into the tank 12 where also arrives, continuously, through the pipe 13 provided with the adjustment valve 14, the sweet liquid. treat.
The flow rate is adjusted such that the 2% starch starch solution is added, preferably at a rate of 1 to 2 liters per cubic meter of liquid to be treated.
The mixture obtained is sucked by the pump 17 through the sieve bucket 16; The pump homogenizes the mixture and discharges it at 18 into a separator, the settling tank 19 in this case.
In this apparatus, the miscelles of the starch paste serve as centers of attraction for the particles contained in the juice or other liquid to be purified, which has the consequence of increasing the density of the particles.
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suspended particles and accelerate their precipitation or flocculation.
The precipitate slides along the sloping walls 21 and rising through the tube 23 is collected by the overflow 24 while the sweet juice or other purified sweet liquid is collected by the overflow 26.
The combination of the treatment of the liquid with a gel and its separation, for example by settling, in the apparatus described (or any other) therefore allows a very rapid and complete separation of the flocculate and the clear liquid. The following are obtained: a maximum density or dry matter content for the separated flocculate, the texture of which is granular in appearance particularly well for subsequent filtration; a perfectly clarified liquid.
This double flocculation and separation treatment makes it possible to separate a flocculate, easily representing from 1/5 to 1/3 of the treated liquid.
Moreover, in the case of decantation, the decanter with oblique baffles described and shown makes it possible to perform the decantation in an apparatus with a reduced volume of liquid which, for the same flow rate, should, without the flocculation according to the invention, have absolutely prohibitive dimensions.
To fix ideas a decanter having approximately the following dimensions:
EMI6.1
<tb> total <SEP> height .............. <SEP> 4.50 <SEP> meters
<tb>
<tb> length <SEP> .................... <SEP> 2.80 <SEP> "<SEP>
<tb>
<tb> width <SEP> ..................... <SEP> 0.50 <SEP> "
<tb>
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can decant a volume of liquid treated according to the invention of the order of 3,500 cubic meters in approximately 20 minutes, ie a flow rate of approximately 175 liters / minute.
As can be seen, a very small number of decanters in parallel makes it possible to process continuously the juices coming continuously from the previous stages of a sugar production cycle, for example the juices of first carbonation which is not possible with the usual settling tanks receiving liquids not subjected to prior flocculation.
It is of course possible to have several decanters (or other separators) in parallel, their number depending on the flow rate of each of them and the total flow rate of juice to be treated.
It should be noted that it is also possible to have several settling tanks (or other separators) in series, the liquid outlet orifice of each device being connected to the inlet orifice of the following device.
The above-described process and installation can be applied, inter alia, to the treatment: first carbonation juices continuously treated and which, due to the rapid and perfect separation obtained, can in principle be sent without subsequent filtration directly to the second carbonation, the separated sludge only having to be treated on discontinuous filters or on continuous filters;
Thus, for existing installations, only 25 to 30% of the total volume of juice can be sent to the usual filtration plant in the form of sludge,
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which results in a better formation of the scum hence a reduction in the loss of sugar, a saving in labor, cloths, etc .; - raw diffusion juices, in order to eliminate organic or mineral non-sugars; Raw juices will undergo, in this case, a gradual pre-liming by treatment in a mixer with five or six compartments with injection of a dose of milk of lime at each partitioning, this prior treatment making it possible to bring these juices into a flocculation zone (with or without heating);
the addition of a diluted starch gel or starch treated with a base or of starch swelling in cold water makes it possible to separate a clear juice with a purity higher by 2 to 3 points than that of the raw juice, from a precipitate or filtrate which is sent either to filtration or to a centrifugal separator; filtered or separated liquid from this precipitate or filtrate is mixed with the clear juice obtained and the whole can then be treated for example in anion and cation exchangers making it possible to eliminate almost all of the non-sugars; - waste water, such as small water, water from pulp presses, water for mixing the scum, etc., which ensures the elimination of solid particles or the flocculation of colloids in suspension allowing the clarification of these waters and their reuse;
- muddy water from the washing of beets, which makes it possible to obtain, at a low cost of freezing, better clarified settled water and denser sludge than with existing settling devices.
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In Fig. 3, there is shown a variant of the settling apparatus comprising two stages of inclined walls 29 and 30, with reverse obliquities. The inlet orifice 31 opens, preferably, to the right of the inclined plane XX, in which the lower ends of the upper walls 29 and the upper ends of the lower walls 30 are located.
In Fig. 4, another variant of the apparatus has been shown which is of revolution about the vertical axis YY. The arrival of the liquid takes place in the center at 32 and the departure of the filtered liquid by overflow in the circular gutter 33, the sludge leaving at 34.
Finally, FIG. 5 shows another variant also of revolution around the axis 22. The arrival is via the peripheral gutter 35; departure of the sludge through the central well 36 and the departure of the filtered liquid by the weir 32 protected by the cone 38.
As said above, one can advantageously use, for obtaining the diluted gel, starch swelling with water, and, for example, starch obtained in the following known manner:
About 1 kg of potato starch is diluted in about 1000 cm3 of cold water and one adds: either 6 grams of sodium phosphate or 5 grams of borax or 10 grams of sodium carbonate.
The milk obtained is spread out in a thin layer on a surface heated to approximately 135 ° C.
After cooking and evaporation, the starch thus treated is detached in the form of flakes which
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easily crushed. The powder thus obtained has the property of swelling in cold water, giving a gel, for example at a concentration of 8%.
In fact, in the application according to the invention of the starch swelling with cold water, obtained as indicated above or in any other way, concentrations of the order of a few hundred thousandths of starch. are sufficient to ensure flocculation.
That is, with contents of the order of 4 to 6 liters of a 0.5% starch solution, both in the case of sweet liquids from beet processing and those obtained. from the processing of sugar cane accelerated settling or filtration rates (in the case, for example, of pressure filtration on a known Wallez filter, the passage of 15 m3 of treated juice only required 62 minutes against 75 minutes for an identical untreated juice); filtering is therefore facilitated by the flocculation of the light bodies in suspension and of the colloids.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiments shown and described which have been chosen only by way of example.
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