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PROCEDE DE RAFFINAGE DE JUS SUCRES OU AUTRES LIQUIDES COLLOIDAUX QUI SE PRESENTENT DANS LA FABRICATION DU SUCRE.
La présente invention concerne un procédé de raffinage de jus sucré ou jus de diffusion ou d'autres liquides colloïdaux qui se pré- sentent dans la fabrication du sucre, par exemple de l'eau de lavage des cossettes épuisées.
Le jus sucré ou brut provenant de la diffusion de cossettes de betteraves contient diverses impuretés, notamment des matières pectiques et albuminoides, lesquelles doivent être éliminées avant que le jus ne soit soumis au traitement ultérieur. Cette élimination était effectuée, selon les méthodes connues à ce jour, par une introduction d'hydroxyde de calcium sous la forme de lait de chaux ou de chaux sèche (chaulage humide ou sec, respectivement), substances que l'on désignera dans la suite par le terme de '$chaux'8
Les impuretés sont ainsi précipitées sous une forme colloï- dale et, après addition d'acide carbonique, par exemple sous la forme de gaz de four à chaux (carbonation), elles sont éliminées par filtration,
en- semble avec les particules de carbonate de calcium formées lors de la car- bonatati.on. Vu que les impuretés précipitées apparaissent dans ce cas sous la forme d'une importante masse gélatineuse, forme sous laquelle elles ren- dent la filtration difficile, le chaulage exige un excès de chaux considé- rable, avec le résultat que le tourteau formé lors de la filtration consis- te principalement en carbonate de calcium aisément filtrable, auquel les impuretés précipitées sont mélangées mécaniquement.
Lors de la carbonatation, toute la chaux ne peut pas être éliminée en une seule opération,¯vu qu'une partie des impuretés précipitées par le chaulage pourrait se dissoudre (surcarbonatation). Donc, après la filtration qui succède à la première carbonatation, le jus est soumis à une deuxième carbonatation laquelle élimine la chaux restante.
Afin d'assurer une filtration plus aisée, et donc une possi-
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bilité d'économiser la chaux, on a imaginé plusieurs procédés qui ont don- né à l'expérience des résultats plus au moins avantageux. Certains de ces procédés visent à amorcer le processus de chaulage par des introductions prudentes et successives de lait de chaux (préchaulage).
Suivant d'autres procédés, le lait de chaux est introduit avec addition simultanée d'acide carbonique (déféco-carbonatation), souvent en marche continue, ce qui permet en outre de réaliser une influence moins mar- quée des colloides sur le jus. Finalement, on a proposé des méthodes vi- sant à un accroissement des particules de carbonate de calcium formées.
Parmi ces derniers procédés, il convient de mentionner en premier lieu ceux où l'alimentation en acide carbonique se fait continuellement, ce qui permet au carbonate de calcium frais de favoriser à un degré important la formation accrue dés particules formées précédemment. Dans d'autres pro- cédés (retour de jus de carbonatation) on vise à un effet similaire par l'addition d'un jus complètement carbonaté, pendant le chaulage.
Toutes ces méthodes connues présentent la caractéristique com- mune que les substances pectiques et les autres impuretés sont amenées à se coaguler par l'addition de chaux. Selon les circonstances, cette coa- gulation a lieu soit avant, soit pendant la précipitation du carbonate de calcium, ou encore, en présence de carbonate de calcium précédemment préci- pité. La différence entre ces procédés réside en partie dans la diversité du degré jusqu'auquel la coagulation est liée aux particules de carbonate de calcium, et en partie dans la différence entre les dimensions de celle- ci, lesquelles caractéristiques, combinées entre elles, déterminent les différentes propriétés de sédimentation et de filtration.
L'invention est basée sur la constatation qu'il.est possible de réaliser une filtration sensiblement meilleure lorsque le procédé est conduit de telle manière que, contrairement aux procédés antérieurs, il ne se produit, à aucun stade de raffinage du jus, une coagulation des sub- stances pectiques et d'autres impuretés, ce qui permet de réaliser de meil- leures propriétés de sédimentation, un volume de résidus moindre et une ca- pacité de filtrage sensiblement améliorée.
L'élimination de la coagulation des impuretés peut être réa- lisée selon l'invention par le fait que, préalablement au chaulage et à la carbonatation proprement dits, le jus sucré est stabilisé en lui impri- mant graduellement ou brusquement une alcalinité de 0.01 - 0.05% CaO, de préférence 0.02% CaO, à l'aide d'un agent de chaulage dont l'alcalinité ne dépasse pas 0.15% CaO. L'effet de cette stabilisation se fait remarquer, conformément à l'invention, de deux manières différentes:
A.
Le jus sucré stabilisé peut être soumis à un traitement ultérieur par le procédé appelé déféco-carbonatation, c'est-à-dire, qu'il peut être traité dans un vase de réaction avec admission simultanée de chaux et d'acide carbonique, sans précipitation des impuretés sous une forme colloïdale ni l'obstruction,qui en résulte, de la sédimentation et de la filtration ultérieures,cette précipitation étant normale dans le traite- ment ordinaire du jus sucré par la déféco-carbonatation. L'effet ainsi obtenu par la stabilisation est caractérisé en ce que les particules pri- maires formées pendant la stabilisation peuvent être adsorbées directe- ment sur des particules de carbonate de calcium présent ou à l'état nais- sant dans le vase de réaction.
@ B. Le jus sucré stabilisé peut subir un traitement ultérieur consistant à le soumettre au préchaulage de la manière connue, mais avec introduction simultanée ou préalable d'une boue contenant du carbonate de calcium, de préférence un dépôt précipité pendant la carbonatation, et - être ensuite chaulé ou carbonaté, éventuellement avec introduction simulta- née de chaux.
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L'alcalinisation jusqu'à un degré d'alcalinité compris entre 0,01 et 0,05% CaO aura pour résultat que le produit de la réaction formé lors du chaulage ultérieur entre les impuretés du jus et l'hydroxyde de calcium introduit se présentera sous une forme telle qu'il sera aisément adsorbé par les particules de carbonate de' calcium présentes dans le dépôt contenant du carbonate de calcium et introduites lors du préchaulage ou avant celui-ci.
Lorsque.le complexe d'adsorption ainsi formé pendant ou après l'introduction de nouvelles quantités de chaux fait partie d'une carbonatation en marche continue, la surface des particules se couvre par le carbonate de calcium fraîchement formé sous une forme finement granulées assurant ainsi l'activité du dépôt appelé à être ramené en amont pour le préchaulage. On obtient ainsi que les impuretés colloïdales sont graduellement incorporées sans gélification.,'dans les conglomérats de carbonate de calcium.
Selon l'invention, la stabilisation du jus sucré peut être réalisée de préférence par le retour en aval d'une partie du jus sucré préchaulé, présentant ordinairement une alcalinité d'environ 0,15% CaO,
Toutefois, la stabilisation peut avoir lieu par l'addition de jus sucré sous forme de dépôt provenant de la première carbonatation, en mélange avec de la chaux, pour obtenir l'alcalinité voulueo Dans ce dernier cas on obtient en outre que le jus reçoit une quantité plus élevée ou plus faible du dépôt nécessaire pour l'adsorption.
Le dépôt peut en outre être fourni sous la forme d'un compo- sé résiduel provenant d'un dispositif épaississeur, ce qui réduit considé- rablement les quantités de liquide en circulation.
La quantité de dépôt ramené vers le jus doit évidemment être assez importante pour qu'il y ait une surface suffisante disponible pour l'effet d'adsorption, c'est-à-dire, normalement, une quantité correspon- dant à environ 1% de CaO sous la forme de CaCO3.
Le préchaulage est réalisé le plus avantageusement par le renvoi en amont du jus complètement chaulé, vu que l'emploi de lait de chaux, comme c'était le cas pour la stabilisation, peut déterminer des ef- fets locaux préjudiciables.
Il convient de noter que les complexes réactionnels formés pendant le préchaulage sont exposés, lors du chaulage qui suit, à un cer- tain degré de peptisation et, par conséquent, un traitement trop énergique par la chaux provoquera une réduction de l'effet réalisé. Ceci sera par exemple le cas si l'on applique un chaulage principal prolonge à froid.
Le procédé selon l'invention peut être réalisé par exemple dans une installation du genre représenté schématiquement dans les dessins, où
La Figo 1 est un mode d'exécution d'une installation pour réaliser le procédé selon l'invention.
La Figo 2 est un autre mode d'exécution d'une installation où la stabilisation, le chaulage et la carbonatation ont lieu dans le même vase.
La Figo 3 est une coupe selon la ligne II-II de la Fig. 2.
Dans l'installation selon la Fig. l, le jus sucré frais est
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mélangé, dans un réservoir 1 muni d'un agitateur 2, avec une quantité cor- respondante de jus qui avait été mélangé., dans un réservoir 8 à agitateur 10, avec du jus carbonaté et chaulé à l'aide du lait de chaux jusqu'à une alcalinité d'environ 0,15% CaO.
Le mélange est refoulé par une pompe 4, à travers une soupape à flotteur 3 et un réchauffeur 5, vers un réservoir 8, où il est chaulé comme indiqué plus haut et d'où. il passe à la chambre de carbonatation 6 ; pompe 7 renvoie une partie du jus carbonaté de cette chambre vers le réservoir 8 à travers une soupape à flotteur 9,' tandis que la quantité de jus restante passe, par un trop-plein'11, et est dirigée vers les traitements ultérieurs.
Dans l'installation selon la Figo 2, où la stabilisation., le chaulage et la carbonatation ont lieu dans-le même réservoir, ce dernier est muni de cloisons 12 comportant des obturateurs réglables 13. Le ni- veau du jus dans le système est déterminé par un trop-plein réglable 14, le jus sucré frais traversant le système dans la direction générale indiquée dans le dessin par la flèche 15. Un agitateur 16 permet de réaliser un courant tourbillonnaire, ce qui produit une circulation intérieure entre les chambres limitées par les cloisons. L'importance de la circulation peut être réglée à volonté à l'aide des obturateurs, 'ou bien en modifiant la vi- tesse de rotation de l'agitateur.
Lorsqu'on estime avantageux qu'un jus sucré d'une alcalinité initiale de moins 0,02% CaO doive acquérir l'alcalinité voulue selon la progression suivante: 0 - 0,02 - 0,05 - 0,1 - 0,2 - 0,1, en utilisant un mélange de chaulage comportant 0,05 partie de lait de chaux avec 20% CaO, la quantité de jus en circulation entre les différentes chambres doit s'élever à :I - 1,3 - 1,4 - 1,2 - 7,7 fois la quantité de jus frais. Le système est maintenu à la température voulue grâce à une circulation exté- rieure à travers le système de réchauffage 17.
On obtient ainsi que l'augmentation de l'alcalinité, ainsi que l'élévation de la température et l'introduction du carbonate de calcium formé dans la chambre de carbonatation s'effectuent successivement.
Dans le cas où l'on désire réaliser une alcalinité maxima plus élevée dans le système, les quantités de jus en circulation entre les cham- bres doivent être réduites, ce qui peut avoir pour résultat que la quanti- té de carbonate de calcium ramenée en amont sera insuffisante. Dans ce cas, la quantité de carbonate de calcium peut être augmentée par le compo- sé résiduel provenant du fond de l'épaississeur 18, une partie de ce com- posé étant envoyée dans le système ensemble avec le jus sucré. ,
Il va de soi que, sans sortir des principes de base de l'in- vention, le système peut être modifié pour se conformer aux\nécessités lo- cales.
Il convient de mentionner spécialement que, là où le jus de diffu- sion est soumis à un dosage, il est avantageux d'employer les vases mesu- reurs, après avoir exécuté le mesurage, pour effectuer une nouvelle intro- duction de la quantité nécessaire de mélange chaulé de jus stabilisé et de jus de carbonatation. Vu que le processus de mélange devient ainsi discon- tinu, il est conseillé d'insérer un réservoir de compensation en aval des capacités de mesure.
Les procédés visés par l'invention et décrits ci-dessus, ain- si que les avantages obtenus par ces procédés, présentent également une im- portance lors du raffinage d'autres liquides qui se présentent pendant la production du sucre et qui contiennent des impuretés colloïdales.
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