EP0606030A2 - Procédé et appareil pour la refonte de sucre - Google Patents

Procédé et appareil pour la refonte de sucre Download PDF

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EP0606030A2
EP0606030A2 EP93403110A EP93403110A EP0606030A2 EP 0606030 A2 EP0606030 A2 EP 0606030A2 EP 93403110 A EP93403110 A EP 93403110A EP 93403110 A EP93403110 A EP 93403110A EP 0606030 A2 EP0606030 A2 EP 0606030A2
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EP
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chamber
crystals
cooked
mass
liquor
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Jean-Claude Giorgi
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GROUPEMENT D'INTERET ECONOMIQUE IRIS
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B30/00Crystallisation; Crystallising apparatus; Separating crystals from mother liquors ; Evaporating or boiling sugar juice
    • C13B30/04Separating crystals from mother liquor
    • C13B30/06Separating crystals from mother liquor by centrifugal force
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B30/00Crystallisation; Crystallising apparatus; Separating crystals from mother liquors ; Evaporating or boiling sugar juice
    • C13B30/04Separating crystals from mother liquor
    • C13B30/08Washing residual mother liquor from crystals
    • C13B30/10Washing residual mother liquor from crystals in centrifuges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B30/00Crystallisation; Crystallising apparatus; Separating crystals from mother liquors ; Evaporating or boiling sugar juice
    • C13B30/04Separating crystals from mother liquor
    • C13B30/14Dissolving or refining raw sugar

Definitions

  • the invention relates to sugar crystallization workshops in which an overhaul of the crystals is necessary and in particular the sugar refinery, refinery or sugar refinery workshops in which the melted sugar liquor is used, either directly or as a mixture with other products, as a product to crystallize.
  • the aim of the present invention is to provide a new recasting process making it possible, in particular, to produce liquors with a high brix (dry matter content) and, therefore, reduce the thermal consumption of the crystallization workshop, and d '' improve the quality of sugar by reducing the risk of coloring.
  • the subject of the invention is a process for re-melting sugar consisting in introducing a mass-cooked into a chamber, one wall of which is constituted by a filtering surface, separating by filtration the mother liquor from the crystals of the mass-cooked and supplying said chamber with a liquid capable of dissolving the crystals, the solution obtained (recast liquor) being discharged through the filtering surface.
  • a liquid-crystal mixture is called a terracotta such that after maximum recasting of the crystals in the liquid (saturation) at the temperature of introduction of the mixture into the device which is the subject of the invention, the content residual crystal is at least 30%.
  • the mass-cooked can be formed for the needs of the operation or come from one of the cooking appliances.
  • the liquid used to dissolve the crystals may be water, syrup, juice or liquor from a first overhaul, products known in sweets.
  • the operation can be carried out batchwise or continuously.
  • the massacotta is introduced continuously into a first chamber, two opposite walls of which are constituted by a filtering surface, the liquid capable of dissolving the sugar crystals is introduced continuously into a second chamber adjacent to the first and separated from the latter by one of the filtering surfaces, and the recast liquor is continuously discharged through the second filtering surface.
  • the invention also relates to an apparatus for implementing this method consisting of a container, one wall of which is a filtering wall and a collecting chamber capable of collecting the solution having passed through said filtering wall.
  • a continuous-running device comprises a first chamber which is provided with an inlet for the terracotta and an outlet, spaced from one another, and of which two opposite walls are formed, at least in part, by filtering surfaces, a second chamber which is joined to the first and separated from the latter by one of the filtering surfaces and which is provided with an inlet for the liquid capable of dissolving the sugar crystals, and a third chamber which is attached to the first and separated therefrom by the other filtering surface and which is provided with an outlet for the recast liquor.
  • the device is vertical and of revolution, the three chambers being concentric, and the first chamber which has an annular section surrounds the second chamber and is surrounded by the third, or vice versa, and is provided an inlet for the mass-cooked at its base and an outlet at its top.
  • FIGS. 1, 2 and 3 are schematic representations of apparatus for implementing the invention
  • FIG. 4 is the diagram of an installation designed to prevent clogging of the filtering surfaces in the implementation of the invention.
  • the apparatus shown in Figure 1 consists of a closed container 10 whose interior is divided into 3 chambers 12, 14 and 16 by two vertical filter partitions 18, 20; these partitions can be constituted by a sieve, a perforated sheet, a porous wall, etc. To each chamber is connected a supply pipe equipped with a valve 22, 24 and 26.
  • the chamber 14 is filled with mass-cooked obtained by pasting, that is to say by mixing crystals with a liquor of suitable brix and purity, then the valve 24 is closed.
  • the melting liquid is then introduced under pressure into the chamber 12; it crosses the filtering partition 18, then the chamber 14, driving out the liquor from the mass-cooked and dissolving part of the crystals, and finally the partition 20.
  • the solution obtained is collected in the chamber 16 and evacuated to a container of storage.
  • the supply to the chamber 12 is cut off and a new cycle is started by filling the chamber 14 with mass-cooked material; during this operation, the valve 26 must remain open to allow the solution contained in chamber 14 to be evacuated.
  • the filtering partitions could be arranged horizontally and the cells could be superimposed instead of being arranged side by side.
  • the devices described above can also operate continuously.
  • the chamber 14 is stuffed with mass-cooked at constant pressure and the supply of the chamber 12 is adjusted to ensure the total melting of the crystals brought by the flow of mass-cooked.
  • FIG. 3 shows another device, with continuous running, usable for the implementation of the invention.
  • This device is formed by two cylinders 30, 32 concentric and with a vertical axis, constituted by filter screens and their support. These two cylinders delimit between them an annular section chamber 34 and the sieve supports are designed to withstand a pressure exerted in the chamber.
  • the chamber 36 formed by the inner cylinder 30 is closed by two conical bottoms 38 and 40 and the chamber 34 is closed by two conical bottoms 42 and 44.
  • the outer cylinder 32 is provided with a double envelope 46 forming with it a annular section chamber 48.
  • An inlet 50 and an outlet 52 are provided at the bottom and at the top of the chamber 34, respectively.
  • a pipe 54 allows the supply of the chamber 36 and a pipe 56 allows the evacuation of the liquor collected in the chamber 48.
  • the mass-cooked is brought under pressure to the inlet 50 and flows from bottom to top in the chamber 34.
  • the remelting liquid is introduced into the chamber 36 through the piping 54, enters the chamber 36 at through the filtering wall of the cylinder 30, crosses the mass-cooked vein circulating in the chamber 34 dissolving most of the sugar crystals, and the resulting liquor is collected in the chamber 48 and evacuated by the piping 56.
  • the flow rates of mass-cooked and of recasting liquid are chosen so that a small part, approximately 10%, of the flow of mass-cooked is evacuated by the outlet 52. A purge is thus carried out making it possible to evacuate the insoluble products contained in the mass-cooked.
  • the continuous flow of the mass-cooked in the chamber 34 makes it possible to destroy the preferential circuits which could form in the layer of crystals crossed by the recasting liquid and, consequently, to improve the performances of the device.
  • the redesigned liquor can be passed over an auxiliary fine-mesh filter, of the thickener type, to remove these small crystals.
  • the thickener sludge will be a mixture of sugar dust and fairly dense syrup which can either be remelted by mixing with the remelt liquid, or used, in whole or in part, as graining magma for cooking appliances.
  • This diagram is shown in Figure 4: 70 is a mixing tank, 72 a pump, 74 the remelting device and 76 a thickening filter.
  • the filtered recast liquor leaves the filter 76 at F.
  • the sugar dust and syrup magma leaves the filter at M and at least part is sent to tank 70 where it is mixed with the recast liquid R.

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Abstract

L'invention concerne les ateliers de cristallisation du sucre dans lesquels une refonte des cristaux est nécessaire, et particulièrement les ateliers de sucreries, raffineries ou sucreries-raffineries dans lesquels la liqueur de sucre refondu est utilisée, soit directement, soit en mélange avec d'autres produits, comme produit à cristalliser. Pour produire des liqueurs à brix élevé et, de ce fait, diminuer la consommation thermique de l'atelier de cristallisation, et améliorer la qualité du sucre en diminuant les risques de coloration, on introduit une masse-cuite dans une chambre (14) dont une paroi est constituée par une surface filtrante (20), on sépare par filtration la liqueur-mère des cristaux de la masse-cuite, et on alimente ladite chambre avec un liquide apte à dissoudre les cristaux jusqu'à dissolution complète de ceux-ci, la liqueur obtenue étant évacuée à travers la surface filtrante. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne les ateliers de cristallisation de sucre dans lesquels une refonte des cristaux est nécessaire et particulièrement les ateliers des sucreries, raffineries ou sucreries-raffineries dans lesquelles la liqueur de sucre refondu est utilisée, soit directement, soit en mélange avec d'autres produits, comme produit à cristalliser.
  • Les procédés classiques de refonte du sucre dans des cuves munies d'agitateurs ne provoquent qu'un faible mouvement relatif entre les cristaux et le sirop. Il s'en suit que la température et le temps nécessaires à l'opération sont élevés, ce qui augmente les risques de coloration du sucre.
  • Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de refonte permettant, notamment, de produire des liqueurs à brix (teneur en matières sèches) élevé et, de ce fait, diminuer la consommation thermique de l'atelier de cristallisation, et d'améliorer la qualité du sucre en diminuant les risques de coloration.
  • L'invention a pour objet un procédé de refonte du sucre consistant à introduire une masse-cuite dans une chambre dont une paroi est constituée par une surface filtrante, à séparer par filtration la liqueur-mère des cristaux de la masse-cuite et à alimenter ladite chambre avec un liquide apte à dissoudre les cristaux, la solution obtenue (liqueur de refonte) étant évacuée à travers la surface filtrante.
  • Dans le cadre de l'invention on appelle masse cuite un mélange liquide-cristaux tel qu'après refonte maximum des cristaux dans le liquide (saturation) à la température d'introduction du mélange dans l'appareil objet de l'invention, la teneur résiduelle en cristaux soit au moins de 30 %.
  • La masse-cuite peut être formée pour les besoins de l'opération ou provenir de l'un des appareils à cuire.
  • Le liquide utilisé pour dissoudre les cristaux pourra être de l'eau, un sirop, un jus ou une liqueur provenant d'une première refonte, produits connus en sucrerie.
  • L'opération peut être effectuée en discontinu ou en continu. Dans le dernier cas, la masse-cuite est introduite en continu dans une première chambre dont deux parois opposées sont constituées par une surface filtrante, le liquide apte à dissoudre les cristaux de sucre est introduit en continu dans une deuxième chambre adjacente à la première et séparée de celle-ci par l'une des surfaces filtrantes, et la liqueur de refonte est évacuée en continu à travers la seconde surface filtrante.
  • L'invention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé constitué par un récipient dont une paroi est une paroi filtrante et par une chambre collectrice apte à recueillir la solution ayant traversé ladite paroi filtrante.
  • Un appareil à marche continue conforme à l'invention comporte une première chambre qui est munie d'une entrée pour la masse cuite et d'une sortie, espacées l'une de l'autre, et dont deux parois opposées sont constituées, au moins en partie, par des surface filtrantes, une deuxième chambre qui est accolée à la première et séparée de celle-ci par l'une des surfaces filtrantes et qui est munie d'une entrée pour le liquide apte à dissoudre les cristaux de sucre, et une troisième chambre qui est accolée à la première et séparée de celle-ci par l'autre surface filtrante et qui est munie d'une sortie pour la liqueur de refonte.
  • Selon une forme de réalisation particulière, l'appareil est vertical et de révolution, les trois chambres étant concentriques, et la première chambre qui a une section annulaire entoure la deuxième chambre et est entourée par la troisième, ou vice-versa, et est munie d'une entrée pour la masse-cuite à sa base et d'une sortie à son sommet.
  • La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui illustrent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins, les figures 1, 2, et 3 sont des représentations schématiques d'appareils pour la mise en oeuvre de l'invention, et la figure 4 est le schéma d'une installation conçue pour éviter le colmatage des surfaces filtrantes dans la mise en oeuvre de l'invention.
  • L'appareil représenté sur la figure 1 est constitué par un récipient fermé 10 dont l'intérieur est divisé en 3 chambres 12, 14 et 16 par deux cloisons filtrantes verticales 18, 20; ces cloisons peuvent être constituées par un tamis, une tôle perforée, une paroi poreuse, etc ...A chaque chambre est raccordée une tubulure d'alimentation équipée d'une vanne 22, 24 et 26.
  • En marche discontinue, la chambre 14 est remplie de masse-cuite obtenue par empâtage, c'est-à-dire en mélangeant des cristaux à une liqueur de brix et de pureté convenables, puis la vanne 24 est fermée. Le liquide de fonte est alors introduit sous-pression dans la chambre 12; il traverse la cloison filtrante 18, puis la chambre 14, en chassant la liqueur de la masse-cuite et en dissolvant une partie des cristaux, et enfin la cloison 20. La solution obtenue est collectée dans la chambre 16 et évacuée vers un récipient de stockage.
  • Lorsque la différence des pressions dans les chambres 12 et 16 devient inférieure à une valeur donnée, on coupe l'alimentation de la chambre 12 et on commence un nouveau cycle en remplissant la chambre 14 de masse-cuite; pendant cette opération, la vanne 26 doit rester ouverte pour permettre l'évacuation de la solution contenue dans la chambre 14.
  • Plusieurs cellules identiques peuvent être placées côte à côte pour constituer l'appareil de la figure 2. Toute les chambres ayant la même fonction peuvent être alimentées simultanément, une seule vanne commandant l'alimentation de toutes les chambres 12 et une autre celle de toutes les chambres 14. En variante, l'alimentation des chambres pourrait être décalée pour régulariser les débits. Les vannes pourront être commandées par un automate suivant un programme dont le déroulement est assujetti à différents paramètres et notamment aux pertes de charge à la traversée des cellules.
  • Au lieu d'être disposées verticalement, les cloisons filtrantes pourraient être disposées horizontalement et les cellules pourraient être superposées au lieu d'être disposées côte-à-côte.
  • Les appareils décrits ci-dessus peuvent aussi fonctionner en continu. Dans ce cas, la chambre 14 est gavée en masse-cuite à pression constante et l'alimentation de la chambre 12 est réglée pour assurer la fonte totale des cristaux apportés par le flux de masse-cuite.
  • La figure 3 montre un autre appareil, à marche continue, utilisable pour la mise en oeuvre de l'invention. Cet appareil est formé de deux cylindres 30, 32 concentriques et à axe vertical, constitués par des tamis filtrants et leur support. Ces deux cylindres délimitent entre eux une chambre à section annulaire 34 et les supports des tamis sont conçus pour résister à une pression s'exerçant dans la chambre. La chambre 36 formée par le cylindre intérieur 30 est fermée par deux fonds coniques 38 et 40 et la chambre 34 est fermée par deux fonds coniques 42 et 44. Le cylindre extérieur 32 est muni d'une double enveloppe 46 formant avec celui-ci une chambre à section annulaire 48.
  • Une entrée 50 et une sortie 52 sont prévues au bas et au sommet de la chambre 34, respectivement. Une tuyauterie 54 permet l'alimentation de la chambre 36 et une tuyauterie 56 permet l'évacuation de la liqueur recueillie dans la chambre 48.
  • En fonctionnement, la masse-cuite est amenée sous pression à l'entrée 50 et s'écoule de bas en haut dans la chambre 34. Le liquide de refonte est introduit dans la chambre 36 par la tuyauterie 54, pénètre dans la chambre 36 à travers la paroi filtrante du cylindre 30, traverse la veine de masse-cuite circulant dans la chambre 34 en dissolvant la majeure partie des cristaux de sucre, et la liqueur résultante est recueillie dans la chambre 48 et évacuée par la tuyauterie 56.
  • Les débits de masse-cuite et de liquide de refonte sont choisis pour qu'une faible partie, environ 10 %, du débit de masse-cuite soit évacuée par la sortie 52. On réalise ainsi une purge permettant d'évacuer les produits insolubles contenus dans la masse-cuite. L'écoulement continu de la masse-cuite dans la chambre 34 permet de détruire les circuits préférentiels qui pourraient se former dans la couche de cristaux traversée par le liquide de refonte et, par conséquent, d'améliorer les performances de l'appareil.
  • Pour éviter le colmatage des surfaces filtrantes, on peut prévoir que la dimension des mailles ou trous de ces surfaces soit suffisamment grande pour laisser passer les petits cristaux. Dans ce cas, on pourra faire passer la liqueur de refonte sur un filtre auxiliaire à maille fine, du type épaississeur, pour éliminer ces petits cristaux. Les boues de l'épaississeur seront un mélange de poussières de sucre et de sirop assez dense qui pourra, soit être refondu par mélange avec le liquide de refonte, soit utilisé, en totalité ou en partie, comme magma de grainage des appareils à cuire. Ce schéma est représenté sur la figure 4 : 70 est un bac de mélange, 72 une pompe, 74 l'appareil de refonte et 76 un filtre épaississeur. La liqueur de refonte filtrée sort du filtre 76 en F. Le magma de poussières de sucre et de sirop sort du filtre en M et au moins une partie est envoyée au bac 70 où elle est mélangée au liquide de refonte R.
  • Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et englobe notamment toutes les modifications qui peuvent y être apportées par la substitution de moyens techniques équivalents.

Claims (11)

  1. Procédé de refonte du sucre consistant à introduire une masse-cuite dans une chambre dont une paroi est constituée par une surface filtrante, à séparer la liqueur-mère des cristaux de la masse-cuite, à alimenter ladite chambre avec un liquide apte à dissoudre les cristaux et à faire circuler ce liquide à travers la couche de cristaux retenue par la surface filtrante pour dissoudre les cristaux, la liqueur produite étant évacuée à travers la surface filtrante.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse-cuite provient d'un appareil à cuire d'un atelier de cristallisation.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la liqueur-mère de la masse-cuite est séparée des cristaux avant que ladite chambre soit alimentée en liquide de refonte.
  4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la masse-cuite est introduite en continu dans une première chambre (24) dont deux parois opposées (20, 22) sont constituées par une surface filtrante, le liquide apte à dissoudre les cristaux est introduit en continu dans une deuxième chambre (26) adjacente à la première et séparée de celle-ci par l'une des surfaces filtrantes (20), et la liqueur de refonte est évacuée en continu à travers la seconde surface filtrante (22).
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisée en ce que le liquide apte à dissoudre les cristaux circule transversalement au courant de masse-cuite dans la première chambre (24).
  6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le débit de liqueur de refonte est inférieur à la somme des débits de masse-cuite et de liquide de dissolution et en ce qu'une partie de la masse-cuite est évacuée de la première chambre pour réaliser une purge.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dimension des mailles ou trous de la surface filtrante est suffisamment grande pour que celle-ci laisse passer les cristaux fins, et la liqueur de refonte est filtrée pour en éliminer ces cristaux fins.
  8. Appareil pour la refonte du sucre, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux chambres (14-16, 34-36) séparées par une surface filtrante (20, 30), des moyens (24, 50) pour l'alimentation en masse-cuite de l'une des chambres et des moyens (26, 56) pour évacuer la liqueur de refonte de l'autre chambre.
  9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une première chambre (14, 34) munie d'une entrée (24, 50) pour la masse-cuite, et dont deux parois opposées sont constituées, au moins en partie, par des surfaces filtrantes (18-20, 30-32), une deuxième chambre (12, 36) qui est accolée à la première et séparée de celle-ci par l'une des surfaces filtrantes (18, 30) et qui est munie d'une entrée (22, 54) pour le liquide apte à dissoudre les cristaux, et une troisième chambre (16, 48) qui est accolée à la première et séparée de celle-ci par l'autre surface filtrante (20, 32) et qui est munie d'une sortie (26, 56) pour la liqueur de refonte.
  10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est vertical et de révolution, en ce que les trois chambres (34, 36 et 48) sont concentriques, et en ce que la première chambre (34) est placée entre les deux autres chambres et séparée de celles-ci par des tamis filtrants cylindriques (30, 32).
  11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première chambre est munie d'une sortie (52) axialement espacée de l'entrée (50).
EP93403110A 1993-01-04 1993-12-21 Procédé et appareil pour la refonte de sucre. Withdrawn EP0606030A3 (fr)

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