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" PROCEDE D'EXTRACTION DE JUS DE BETTERAVES à
SUCRE ET D'AUTRES MATIERES PREMIERES ET APPA.
REIL POUR LA REALISATION DE CE PROCEDE .-
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La présente invention concerne le procédé de sépara- tion du liquide de particules solides et, plus précisément, un procédé d'extraotion du jus de la betterave à sucre broyée par lavage mécanique de ce jus, des cellules contenant le jus, à l'aide d'un liquida d'extraotion, et les appareils pour la réalisation de ce procédé.
On sait que le procédé do diffusion, selon lequel on transforme d'abord la betterave en cousettes pour en ex- traire ensuite le jus dans un mouvement continu en contre- courant avec le liquida d'extraction, en chauffant la matière pour détruire les cellules et en assurant un déplacement et un brassage mécanique des ooesettes, est considéré actuelle- ment comme le procédé le plus perfectionné d'extraction du jus de la. betterave à sucre et d'autres matières premières.
Le jus est séparé de la cellulose détruite à l'aide de disposi- tifs à tamis.
On connaît des appareils pour la réalisation de ce procédé qui sont formés soit par des corps cylindriques hori- zontaux, soit par une ou deux colonnes verticales avec des dispositifs de transport pour déplacer les cossettes.
Parmi les appareils les plus perfectionnés du typo horizontal, on peut citer, par exemple, les diffuseurs réa- lisés sous forme de corps cylindriques (tambours) immobiles et chauffés, disposés horizontalement ou avec une pente et dotés d'agitateurs tournante à palettes, de contre-bras immo- biles fixés sur le corpe dans les intervalles entre les agita- leurs, ainsi que de tamis pour la prélèvement du jus. Les in. convénients des appareils de ce type sont ; la lenteur du processus, un grand-poids du métal, la complexité de construc-
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tien, d'exploitation et d'entretien, ainsi que les,pertes du sucre dans la pulpe et la reoiroulation des cossettes.
Pour intensifer le processus de la séparation du jus et réduire les pertes de sucre dans les oossettes épuisées, on a proposé des appareils du même type dans lesquels non seu- lement les agitateurs étaient tournants, mais aussi les corps des appareils et les contre-bas étaient creux et utilisés pour réchauffer les cossettes par de l'eau chaude ou par le jus ohaud en circulation. On utilisait également le vide pour en- lever l'air du tissu cellulaire de la betterave. Dans ce cas, on obtenait une certaine intensification du processus et une réduction des pertes de sucre dans les cassettes épuisées au prix d'une complication de la construction et de l'exploi- tation des appareils.
Parmi les diffuseurs du type horizontal, il faut citer également les diffuseurs rotatifs (sectionnés) fonction- nant en continu et réalisés sous forme d'un tambour horizontal ou penché avec, à l'intérieur, une vis sans fin dont les spi- res formées par des cloisons à tamis subdivisent l'appareil en plusieurs sections (chambres) dotées de dispositifs spéciaux pour faire passer les cossettes soulevées d'une chambre dans une autre dans le contre-courant du liquide d'extraction, La partie avant de l'appareil est perforée pour le prélèvement du jus et couverte d'un capot.
Le liquide d'extraction entre par l'arbre oraux, les cloisons à tamis sont mobiles et com- mandées hydrauliquement par un système de leviers articulés. les inconvénients techniques et technologiques des appareils rotatifs sont les suivants faible vitesse, grande masse de métal nécessaire pour la fabrication des appareils, mouvement rotatif de toute cette masse de métal, circulation du liquide d'extraction dans le plan horizontal seulement, complexité et prix élevé du dispositif de déplacement des cossettes.
Parmi les diffuseurs continus à colonnes, on peut
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citer, par exemple, les appareils formée par deux colonnes reliées entre elles dans la partie inférieure et utilisant des vis sans fin! pour la descente des cossettes- dans l'une des colonnes, pour la montée des cousettes - dans l'autre co- lonne et pour faire passer les cousettes d'une colonne dans l'autre - dans la communication entre les deux colonnes.
On peut citer également l'appareil composé par une seule colonne cylindrique avec une cloison dans le plan dia- métrai et un fond de forme sphérique. Pour déplacer la matie- re et empêcher son agglutination, on utilise dans ces appa- reils des rayons (poussoirs) datés de doubles battants arti- ouïes et solidaires de tringles rigides effectuant un mouve- ment de va-et-vient. Les appareils à colonnes présentent un certain avantage par rapport aux appareils horizontaux, con- sistant dans l'utilisation plus économique de la hauteur des bâtiments et de la surface.
Quant aux inconvénients, ils sont à peu près les mêmes que dans les appareils du type horizontal.
Les résultats d'exploitation des diffuseurs dont les principaux éléments ont été décrits ci-dessus, montrent que le processus technologique de l'extraction du sucre dure au moins 70 minutes avec une vitesse de filtration n'excédant pas 600 litres par minute au mètre carré de la surface du tamis à la section vive de 20%, à la température de 70 à 75 et avec des pertes de sucre dans les oossettes épuisées atteignant, jusqu'à 5%. En plus, il y a des pertes de sucre dues à l'ac- tivité vitale des microorganismes à la station de diffusion.
D'autre part, comme nous l'avons déjà signalé, ces appareils sont caractérisés par la grande masse de métal uti- lise et par de forts encombrements*
On peut donc constater que les tentatives de per- fectionner de telle ou autre façon le procédé d'extraction du jus à partir des cossettes de la betterave à sucre ont abou
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ti finalement à la construction d'appareils tellement complexes que, d'une part, l'espoir d'obtenir par cette voie des avan- tages ne se justifie pas et, d'autre part,
la faible vitesse de fonctionnement (lappareil de diffusion de la société BMA - Allemagne (fédérale -* fonctionne aux vitesses de la vis sans fin comprises entre 0,7 et 1,7 tour à la minute) dans des ap- pareils lourds avec de grandes maoses de métal qui tournent, pose des limites à la possibilité de nouveaux perfectionne- m enta,
Cependant, les auteurs de la présente invention ont découvert et proposé une nouvelle solution originale du pro- cédé d'extraction du jus à partir de la betterave à sucre ainsi qu'un appareil pour réaliser ce procédé et ont réalisé en pratique leur invention,
La présente invention concerne spécialement l'extrac- tion du jus à partir de la betterave à sucre dans la produo- tion du sucre et plus précisément le procédé d'extraction et l'appareil pour sa réalisation.
Le but principal de l'invention est l'intensifisa- tion du processus d'extraction du jus. Un autre but de l'in- vention est l'amélioration de la qualité du jus et la diminu- tion des pertes de sucre dans la pulpe. L'invention ooncer- nant le procédé permet également de créer un appareil de con- struction plus simple avec de moindres dépenses en métal et des conditions d'exploitation moins compliquées. Le but de l'invention est aussi la création d'un tel appareil et d'une batterie composée de plusieurs appareils.
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Conformément aux buts ci-dessus indiqués, l'inv ra- tion concernant le procédé est basée sur le fait que la bene- rave broyée par rapage est introduite dans des appareils "- ' cessifs munis d'éléments filtrants) dans le courant du liquide d'extraction sous pression. Dans chaque appareil, on inprime au liquide et à la matière première un mouvement curviligne,
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par exemple,un mouvement à trajectoire, se développant dans l'espace, en spirale ou en vis avec le sommet en bas, au coure duquel on sépare le liquide de la matière première à l'aide de l'élément filtrant, on imprime au liquide et à la matière première séparés un mouvement relatif et on les fait sortir de l'appareil pour extraire le jus de la matière première par lavage.
La valeur de la pression du liquide introduit dans l'appareil doit être supérieure à la valeur des forces de frottement retenant les particules de la matière première dans les éléments filtrants afin de permettre l'autorégénération des clémence filtrants*
L'invention concernant l'appareil est basée sur ce que la capacité intérieure de cet appareil est libre (sans aucun dispositif mécanique), la tubulure d'entrée de la matiè- re première et du liquide d'extraction est disposée tangentiel- lement à la surface de l'élément filtrant, lequel est réalisé sous forme d'un filet à tamis épousant la forme du corps de l'appareil et formant avec la paroi de ce corps une capacité annulaire close.
La figure 1 montre l'appareil en coupe verticale et la figure 2 donne la coupe verticale de la batterie compo- sée do plusieurs appareils liés successivement et la matériel auxiliaire.
Comme il était déjà indiqué la betterave à sucre est d'abord broyée, ou plus exactement, râpée, afin d'obtenir la plus grande quantité de cellules contenant le sucre détrui- tes et ensuite cette masse est mélangée dans une proportion déterminée avec le liquide d'extraction. Le mélange obtenu est mis en mouvement curviligne dans un seul courant droit, par exemple, dans le filet conique à tamis d'un des appareils inclus dans la batterie, selon the trajectoire en vis avec le sommet en bas.
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Cette trajectoire du mouvement du mélange est choisie pour maintenir la môme vitesse de son mouvement pen- dant qu'il se trouve dans 1'appareils Aux vitesses circulai- res du mouvement curviligne du mélange dûment choisies, le jus sucré est lavé des cellules et évacué sous une pression suffisants à travers le filet à tamis. Le mélange condensé est évacué par un orifice dans la partie inférieure de l'ap- pareil. Ce mélange est dilué par le liquide d'extraction (par le jus de première concentration) pour le traitement ulté- rieur. Le liquide séparé dans l'appareil vient dans le réoep- teur de l'appareil se trouvant après l'appareil suivant, tandis que le mélange condensé passe dans chaque appareil suivant.
L'appareil pour la réalisation du procédé ci-dessus décrit est constitué comme suit le corps 1 de l'appareil est composé par une partie creuse de forme conique fortement allongée et par une partie cylindrique jointe à la partie conique; la partie cylindrique est couverte par un couver- ole enlevable 2 aveo une tubulure ? d'évacuation du jus et un raccord 4 pour le lavage et la désinfection prophylacti- que de l'appareil*
A l'intérieur do la partie cylindrique du corps et à peu près jusqu'au milieu de la partie conique est placé un filet 5 à tamis couvert en haut par un couvercle compact 6, fixé au couvercle du corps de l'appareil par des boulons 7.
Entre le filet à tamis et le corps, ainsi qu'entre les cou- vercles, se forme une capacité annulaire pour la réception du jus du filet à tamis et son évaouatuon sous pression haro de l'appareil. Sur la partie supérieure du filet est fixée tangentiellement une tubulure 8 servant pour l'introduction du mélange à traiter. La partie conique du corps se termine par un orifice de sortie avec une bride 9 pour les restes de la cellulose détruite (la pulpe). Les rapports entre les
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hauteurs des parties coniques et cylindriques de l'appareil et le diamètre de la partie cylindrique sont égaux respeoti- vement à 2,5-+- 3,0 et 1.
L'appareil fonctionne de la façon suivante 1 la matière première finement broyée (râpée) et mélangée Avec du liquide d'extraction est amende sous la pression de 1,5-2 atm.à travers la tubulure 8 dans la partie cylindrique du filet à tarais 5.
Grâce à la disposition tangentielle de la tu- bulure 8 le mélange est mis en mouvement circulaire continu selon une trajectoire hélicoïdale avec le sommet en bas, Pen- dant ce mouvement, le jus est soutiré des cellules détruites et arrive avec une partie du liquide d'extraction dana la capacité annulaire de l'appareil d'où il est refoulé du bas vers le haut dans la tubulure d'évacuation 3 tandis que la cellulose détruite est évauuée par l'orifice de la bride 9 pour la dilution ultérieure par le liquide d'extraction.
Les grandes vitesses du mouvement du mélange sont utilisées avantageusement pour l'acto-rénération du filet en tamis aussi bien du côté intérieur que du côté extérieur.
Les expérimentations ont montré que de minimes tour- billonnements se forment près de la surface du filet à tamis, empêchant l'approche immédiate de la pulpe vers le filet.
Les résultats d'autres expérimentations ont donné les carac- téristiques suivantes de l'extraction du jus de la betterave selon le procédé proposé durée du processus (temps pendant lequel le mélange se trouve dans l'appareil) - quelques seoon- des; vitesse de filtration jusqu'au 2400 litres par minute à travers un mètre carré de surface du tamis avec la section vive égale à 20%; possibilité de travailler sans réchauffement du mélange; élimination des pertes dues à l'action des micro- organismes; diminution de la consommation des calories et de l'électricité.
La simplicité de la construction des appareils, de
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moindres dépenses en métal pour la construction et le montage de l'installation ainsi que de moindres frais d'exploitation epnt tellement évidents qu'ils ne demandent pas de preuves*
L'installation ('batterie) composée par plusieurs ap- pareils relias entre eux successivement et par le matériel auxiliaire fonctionne comme suit :
Les betteraves lavées viennent de la laverie sur l'élévateur 10 figure 2), sont montées et après le passage par le séparateur à aimant 11destiné au captage des impure- tés métalliques, arrivent dans la trémie 12.
Ensuite; les batteraves sont pesées sur la balance 13 et déversées dans les intervalles et en portions déterminées dans les trémies 14 d'où elles sont envoyées sur les râpes 15. La masse broyée dans les râpes est envoyée à travers la trémie 16 dans le mélangeur 17 rempli préalablement d'une certaine quantité d'eau, Le mélange obtenu est refoulé par la pompe 18 dans l'appareil 19 d'où il est renvoyé dans le môme mélangeur ce qui permet d'obtenir dans le mélangeur la concentration vou- lue du mélange* Ensuite, on met en marche la pompe 20 de l'ap- pareil 21; les premières portions du liquide (jus) séparé retournent également dans le mélangeur 17. La partie conden- sée du mélange passe de l'appareil 21 dans le récepteur 22 dans lequel elle est de nouveau diluée par l'eau.
Le mélange obtenu est refoulé par la pompe 23 dans l'appareil 24. Le liquide séparé passe de la tubulure supérieure do l'appareil 24, à travers le récepteur intermédiaire, dans la pompe 25, ensuite il est chassé à travers le réchauffeur 26 où. il est chauffé jusqu'à 60-65 C et envoyé dans la trémie 16 pour par eer ensuite, ensemble avec les betteraves broyées, dans le mélangeur 17.
Ensuite, le robinet 27 s'ouvre et le robinet 28 se ferme après quoi le jus est envoyé à la défécation. Le mélange
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mélange condensé passe de l'appareil 24 dans le récepteur 29, il est mélangé avec une nouvelle portion de liquide et est refoulé* par la pompe 30 dans l'appareil 31et ainsi de suite.
De cette façon est réalise le contre-courant des but- teraves broyées et du liquide d'extraction, le liquide séparé dans l'appareil est envoyé, comme c'est montré sur la figure
2. dans le récepteur de l'appareil se trouvant après l'appa- reil suivant, tandis que le mélange condensé est envoyé dans chaque appareil suivant. Lorsque le processus s'établit , on met dans le récepteur 32, au lieu de jus, une quantité cor- respondante d'eau. Le mélange condensé (cossettes épuisées) venu de l'appareil 33 dans le récepteur 34 est évacué dans l'entrepôt des oossettes épuisées.
Le chiffre 35 sur la figure résigne le collecteur d'eau.
Bien que la présente invention soit décrite confor- mément au mode préférable de sa réalisation, des modifications et variantes sent-possibles sans s'écarter pour autant de l'idée et du cadre de l'invention. Ces modifications et va- riantes sont considérées comme étant comprises dans le cadre de l'invention et des revendications faisant l'objet du brevet.
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