Procédé et appareil pour la refonte de sucre

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.

Description

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] 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.

[0005] 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 %.

[0006] La masse-cuite peut être formée pour les besoins de l'opération ou provenir de l'un des appareils à cuire.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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.

Revendications

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).

Dessins