Brevet FR2003724A1 — publié le 19691114

La présente invention concerne ltextraction de composants solubies à partir de matières solides, et en particulier concerne, mais non exclusivernt, ltextraction du sucre de matières contenant du sucre, tel que la canne à sucre et dérives de la canne à sucre il est à présent de couture ue faire passer la canne à sucre, si possible après ltélinination des fibres externes, à travers des cylindres broyeurs, de façon à rompre les cellules contenant du sucre, et dtextraire une partie de lteau et du sucre dissous.On retire ensuite le sucre restant par un autre aroyage avec addition d'eau ou d'une solution faible de sucre à la canne écrasée entre chaque broyage. On peut aussi retirer le sucre restant de la canne écrasée par traitement dans un diffuseur. On a suggéré que la canne pouvait être traitée dans une série de presses à vis et malaxeurs, l'eau étant ajoutée à la matière de la canne entre les pressages successifs, ctest-à-dire alors que la matière est soumise à une compression nulle.On a également proposé d1injec- ter de l'eau dans une presse à vis en un point intermédiaire le long du tonneau, mais, selon cette proposition, la presse était de conception spéciale comportant une chambre d'expansion pour assurer que la pression sur la matière était relâchée au point auquel l'eau était injectée. La présente invention est basée sur la découverte faite par la Demanderesse et selon laquelle, contrairement à toute attente, on atteint à un taux plus élevé d'extraction des composants solu- bles de matières solides, si la pression sur la matière est eon servée alors qu'est injecté le solvant liquide pouvant agir sur le composant lorsque la pression est relâchée. Dans le cas de l'extraction du sucre, on a trouvé possible de parvenir à un taux d'extraction du sucre de 99 1 par pressage sous pression augmentée et-injection d'eau dans la matière de canne sous pression avant chaque augmentation de pression. L'un des aspects de la presente invention réside en un procédé pour extraire un composant soluble d'une matière solide, selon lequel la matière solide est soumise à pression et, alors que cette pression est conservée sur la matière, on fait passer à travers la matière un solvant liquide capable agir sur le composant. De preference, on augmente encore davantage la pression sur la matière, après avoir ajouté le solvant liquide. On peut progressivement augmenter la pression, et appliquer le solvant liquide deux ou plusieurs fois sous une pression internédiaire dif fervente sur la matière.Si on le désire, le solvant liquide introduit dans la matière, pour l'extraction au composant soluble, peut contenir lui-mêPe des éléments dissous de ce composant. Ainsi, le solvant liquide peut être partiellement ou totalement constitué par le liquide qui a antérieurement traversé la matière. Un second aspect de la présente invention réside dans un procédé pour l'extraction du sucre de matière contenant du sucre, selon lequel on introduit la matière dans une presse adaptée pour permetErel'échappement de la matière pressée hors de la matière et l'on soumet cette matière à une compression progressivement crois sante, et dans iequel on injecte un solvant du sucre dans la matière, dans la presse en au moins deux occasions au cours de l'augmentation de pression et sans relâcher la pression. Le solvant du sucre peut être soit de l'eau soit une partie du mélange exprimé qui est reis en circulation et mélangé avec la charge en eau. Un troisième aspect de la présente invention réside dans un appareil pour l'extraction d'un composant soluble d'une matière solide, cet appareil comportant une presse adaptée pour permettre l'échappement du composant exprimé hors de la matière, des dispositifs pour introduire la matière dans la presse, un dispositif pour injecter un solvant liquide pour agir sur le composant, à l'intérieur de la presse tel que la pression sur la matière soit conservée et des dispositifs pour collecter le composant exprimé de la matière. La présente invention sera mieux comprise à titre d'exemple, à l'aide de la description des procédés d'extraction du sucre de canne qui va suivre, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 illustre schénatiquement un premier procédé de traitement de canne e sucre dans une presse à vis g la figure 2 il lustre schématiquement un second procédé la figure 3 est une vue de bout d'une partie de la cage de la presse à vis selon la figure 1 ou la figure 2 la figure 4 est une vue latérale d'une barre de manchon et la figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la figure 4. La presse à vis indiquée généralement par 12 de la figure 1 et de la figure 2, est une forme modifiée d'une presse en ellemême connue utilisée pour exprimer un liquide hors d'une matière porteuse de liquide. La presse connue comporte une vis rotative dans une cage cylindrique perforée, la zone de section droite entre la vis et la cage diminuant le long de l'axe de la vis de sorte que, à mesure que la matière à exprimer est transportée le long de la vis, elle soit progressivement comprimée et que le liquide contenu soit poussé à travers les perforations de la cage. La cage est constituée par une multitude de sections longitudinales, dont chacune est faite d'une série de barres de manchons s'étendant axialement, disposée en forme de cylindre et avec des éléments d'espacement interposés entre les barres successives à leurs extrémités, de façon à former des perforations du manchon pour l'échappement du liquide. La presse 12 présentée à la figure 1 comporte une cage formée de trois sections 13, 14 et 15, lé diamètre de chaque section étant inférieur à celui de la précédente, pour obtenir par étapes la diminution de la zone de section droite entre la cage et la vis. On charge la canne à sucre défibrée à lrextrémité à droite de la presse telle que vue à la figure 1 à l'aide d'une trémie d'alimentation, et la canne à sucre exprimée est retirée à l'extrémité de gauche. Tandis que la canne à sucre est à l'intérieur de la presse 12 et tandis qu'elle est soumise à la forte pression développée à l'intérieur de la presse, elle est lavée avec l'eau qui est introduite dans la presse sous forte pression, qui agit comme solvant pour le sucre qui y est contenu, et abandonne la presse à travers les perforations de la cage. Donc, dans la figure 1, l'eau sous pression élevée dans une conduite 16 est amenée à la trémie d'alimentation et en des points des trois sections 13, 14, 15 de la cage, à travers les conduites 17,-18, 19 et 20 respectivement. Chacune des conduites 17 à 20 possède sa propre soupape de régulation d'écoulement 21 et d'indicateur de débit et de pression 22 et 23, respectivement, pour permettre à l'eau d'être amenée sous la pression appropriée au point de fourniture. Pour permettre d'obtenir l'injection de l'eau dans les portions 13, 14, 15,des barres de manchon spéciales 24, comme indiqué aux figures 4 et 5, sont utilisées. Chacune de ces barres 24 présente, soudée sur la surface externe, une douille tubulaire 26 dont le passage central 27 est en alignement avec un passage 28 à travers la barre 24. Un segment 30, à 90 , de décharge, à la moitié de chacune des sections de cage 13, 14, 15, est modifié par l'élimination des éléments d'espacement entre les barres de manchon et le remplacement de l'une de ces barres par une barre d'injecteur ainsi qu'il est montré aux figures 4 et 5, la conduite appropriée 18, 19 ou 20 étant reliée à la douille 26 de la barre d'injection appropriee. La figure 3 présente une partie du segment modifié, les barres de manchon 31 étant situées l'une contre l'autre sans intercaler d'éléments d'espacement, et tenues en place à l'aide de bandes de calage 32 entre la barre de manchon finale 31 et la barre en forme de sabot 33 sur laquelle sont montées les barres de manchon. L'absence de perforations de cage au voisinage de l'injection d'eau assure que l'eau traverse la canne à sucre dans la presse et n'émerge pas avant d'être passée à travers la canne. Si on le désire, l'eau fournie par la conduite 16 peut être remplacée en tout ou en partie par un mélange ou une eau riche en sucre provenant d'une extraction antérieure. La figure 2 illustre une variante de forme du processus d'extraction utilisant une presse à vis, dans laquelle l'eau est amenée à circuler un certain nombre de fois à travers la canne à sucre, augmentant à chaque fois l'extraction du sucre. Comme dans la figure 1 la canne à sucre défibrée est introduite à ltextré- mité de droite de la presse de la figure 1, la canne ayant subi l'extraction étant déchargée à l'extrémité de gauche L'eau est amenée par la conduite 35 et est élevée par une pom- pe à haute presse comme il est indiqué schématiquement en 36, à pression supérieure à celle obtenue à l'intérieur de la presse à l'extrémité de décharge. L'eau sous pression élevée est alors injectée dans la cage au voisinage de l'extrémité de décharge par une conduite 37 et la barre à manchon injecteur comme dans les figures 4 et 5.Après passage à travers la canne, le liquide s'en va à travers les per-forations de la cage et est recueilli dans une première cuve 38- comme mélange faible, contenant une faible proportion de sucre dissous. A partir de la cuve 38, le mélange est pierre p-r une pompe 40 sous pression moyenne, dans la conduite 41 vers un point d'injection situé en une position centrale de la presse. Le liquide passe à travers la canne en cette partie de la presse et est recueilli dans une seconde cuve 42. Finalement, le mélange dans la cuve 42 est pompé par la pompe à basse pression 43 à travers une conduite 44 vers un point d'in- jection de la section d'arrivée de la presse et, après être passé à nouveau à travers la canne riche en sucre, il est recueilli dans une troisième cuve 45 de laquelle il est déchargé par la conduite 46. La solution de sucre concentréé finale est alors traitee pour la récupération du sucre. A la place des presses à vis précédemment décrites, peut utiliser une presse à piston hydraulique présentant une cage perforée et un passage d'eau à travers le piston vers l'intérieur dé la presse. On remplit la presse avec la canne et on la comprime sous une première pression élevée, par exemple de 21 bars, un liquide riche en sucre étant exprimé à travers les perforations de la cage. Sans relâcher la pression, on injecte de l'eau dans la matière par le passage du piston, sous une pression suffisante pour amener l'eau à passer à travers la matière, par exemple à 7 bars. On élève alors la pression de la presse, par exemple à 45,5 bars et on injecte une autre quantité d'eau. Enfin, on augmente encore pression de la presse, par exemple à 56 bars.En opérant avec les pressions de presse et d'eau indiquées, on peut obtenir un taux d'extraction du sucre de l'ordre de plus de 99 % et aucun traitement ultérieur de diffusion n'est nécessaire. En même temps, la teneur en humidité de la matière ayant subi l'ex- traction est abaissée en dessous de 55 %. Une extraction efficace peut être obtenue en appliquant une seule injection d'eau et sans augmenter ultérieurement la pression. Dans ce cas, le taux d'extraction est d'autant meilleur que la pression de la presse est plus élevée pour l'injection d'eau.. A la place de liteau, on peut utiliser des mélanges provenant d'une extraction antérieure. Bien que référence ait été faite à l'extraction du sucre a partir de canne à sucre, le procédé peut s'appliquer à l'augmentation du taux d'extraction pour d'autres extractions par solvant, le solvant pouvant être autre que l'eau. Un exemple est l'extrac- tion de l'huile de matières végétales riches en huile. REVENDICATIONS 1. Procédé pour 1'extraction d'un composant soluble d'unena- tière solide, caractérisé en ce que l'on soumet la matière à une pression et, tandis qu'on conserve la pression sur la matière, on fait passer à travers la matière un solvant liquide pouvant dissoudre ce composant. 2. Procédé selon la revendication 1, caracterise en ce qu'après l'addition du solvant liquide, on augmente la pression sur la matière. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on augmente progressivement la pression sur la matière et qu'on applique le solvant liquide à la matière deux ou plusieurs fois sous des pressions intermédiaires différentes sur la matière. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant liquide introduit dans la matière pour l'extraction du composant contient lui-même des éléments dissous de ce composant. 5. Procédé pour l'extraction de sucre d'une matière contenant du sucre > caractérisé en ce qu'on comprime la matière et, tout en conservant la pression sur la matière, on injecte un solvant du sucre dans la matière. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le solvant du sucre est l'eau. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on injecte un solvant du sucre dans la matière en au moins deux occasions. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le solvant du sucre est l'eau. 9. Procédé selon-la revendication 7, caractérisé en ce qu'on injecte de l'eau dans la matière en une première occasions etn ce qu'unie partie de mélange exprimé est remise en circulation et mélangé avec de l'eau et injecté dans la matière en une seconde et suivantgoccasion. 10. Procédé pour- l'extraction du sucre de matière contenant du sucre, caractérisé en ce qu'on introduit la matière dans une presse adaptée pour permettre l'échappement du liquide exprimé de la matière, on la soumet à une compression progressivement croissante, et en ce qu'on injecte un solvant du sucre dans la matière, dans la presse, en deux occasions au moins au cours de l'augmentation de pression et sans relâchement de la pression. 11. Procédé selon la revendication fOss caractérisé en ce que le solvant du sucre est l'eau 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on injecte l'eau dans la matière en une première occasion et en ce que le mélange pressé est remis en circulation & injecté dans la matière en une seconde et suivante occasion 13.Appareil pour l'extraction d'un composant soluble d'une matière solide, caractérisé en ce qu'il comporte une presse adaptée pour permettre l'échappement du composant exprimé de la matière, des dispositifs pour introduire la matière dans la presse des dispositifs pour injecter un solvant liquide pour le composant à l'intérieur de la presse et en conservant la pression sur la matière et des dispositifs pour recueillir le composant exprime de la matière. 14. Appareil selon la revendication 13, caracterise en outre en ce qu'il comporte une série d'injecteurs disposés dans la paroi d'une presse et un dispositif de réglage d'écoulement en relation avec chaque injecteur et une conduite commune dtaIimenta- tion pour le solvant liquide. 15. Appareil selon la revendication 13 > caractérisé en ce qu'il est prévu une série de cuves pour recueillir le composant exprimé de la matière et des dispositifs sont prévus pour recueillir le composant exprimé depuis la matière et des dispositifs sont prévus pour la recirculation du composant dans chaque cuve, sauf pour la dernière qui est reliée à une sortie > à un injecteur disposé pour déboucher à l'intérieur de la presse en amont du courant de matière à travers la presse. 16. Appareil pour l t extraction du sucre à partir de matière contenait du sucre, caractérisé en ce qu'il comprend une presse adaptée pour permettre l'éehappement du liquide exprimé depuis la matière, un dispositif d'introduction de la matière dans la pres se2 un dispositif pour injecter un solvant liquide pour le sucre a l'intérieur de la presse > de sorte que la pression sur la ma- tière soit conservée et un dispositif pour recueillir la solution de sucre exprimée depuis la matière. 17 Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ee qu'11 comporte en outre une série d'injecteurs disposés dans la paroi de la presse et un dispositif de réglage- de courant en relation avec chaque injecteur et une conduite commune dtalimentation pour le solvant liquide. 18. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il est prévu une série de Cuves pour recueillir la solution de sucre et des dispositifs sont prévus pour la recirculation de la solution de sucre dans chaque cuve, sauf pour la dernière qui est en relation avec une sortie, vers un injecteur disposé pour déboucher à l'intérieur de la presse en amont du courant de matière à travers la presse. 19. Appareil selon la revendication 18 dans :equij. une pompe est disposée dans le chemin du fluide entre chaque cuve et l'inåecteur. 20. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que le premier injeeteur, c'est-à-dire l'injecteur voisin de la sortie de la matière de la presse, est relié à une conduite d'alimentation en- eau. 21. Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que la paroi de la presse est formée par une série de sections et en ce qu'un dispositif pour l'injection de solvant liquide est prévu dans la portion de décharge de chaque section. 22.. -Appareil -selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'un segment principal de chaque section est formé par une série de barres longitudinales séparées l'une de l'autre par des élé- ments d'espacement, le segment secondaire de chaquesection est formé par une série de barres longitudinales en aboutement, au moins l'une de ces barres en aboutement étant une barre d'injecte teur. 23. Appareil selon l'une quelconque des revendications 16 à 22, caractérise en ce que la presse est une presse à vis. 24. Appareil selon l'une que-lconque des revendications 16 à 22, caractérisé en ce que la presse est une presse à piston hydraulique.