Brevet FR2036735A1 — publié le 19701231

a présente invention concerne un procédé de trempage du mais et llatpre.reillage utilisable pour ce procédé. Dlns la fabrication de l'amidon de mais, on soumet habituellement les grains frais et nettoyés à un trempage nrolongé dans une solution d'anydride sulfureux et/ou d'acide lactique en vue de les préparer aux opérations ultérieures de broyage et de séparation de l'amidon. Au cours de ce trempage, la solution aqueuse extrait des grains une quantité importante de substances solu- bles. La solution de trempage résultante peut être utilisée, soit comme milieu nutritif pour des fermentations microbioiogiques, soit, sous forme concentrez comme composant d'un aliment pour le bétail. Le trempage est généralement effectué dans des récipients de réaction verticaux, qui reçoivent une charge de grains puis un certain volume de liquide de trempage. On chauffe ensuite de façon à maintenir la température vers 500 C. Une fois le traitenent terminé, ce qui demande de 30 à 50 heures, le liquide est évacué et les grains sont extraits du récipient et envoyés au broyage. Dans la pratique, on dispose côte à côte plusieurs récipients, trois ou quatre, par exemple, et on introduit, dans chacun successivement, une charge de grains0 Le grain du récipient rempli le premier a donc déjà subi un trempage relativement long lorsqu'on remplit le dernier, On fait alors passer le liquide de trempage successivement à travers tous les récipients, en l'introduisant dans celui où le grain a déjà subi le plus long trempage, puis dans celui où il a sllbi un trempage plus court, etc., et, enfin, dans le réci pipent rempli de grains frais. Dens chacun des récipients, le liquide de trempage extrait du grain des substances solubles et devient donc de plus en plus concentré en produits solubles. Malgré ce système de contre-courant, le procédé classique présente plusieurs inconvénients. Tcut d'abord, le chargement et le déchargement du grain doivent cotre effectués en plusieurs endroits et à des moments différents. Dans les installations importantes, cela nécessite des appareils volumineux de chargement et de déchargement et des dispositifs de commande compliqués. Comme autre inconvénient, chaque récipient se trouve partiellement vide pendant le chargement et le déchargement, d'où une perte en volume utilisable qui entraine un nombre de r é ci-pients plus élevé sue celui servit strictement nécessaire. lies opérations alternés ae chargement et de aéchargement de chaque récipient ont aussi un effet défavorable sur leur durée de ser sicle en raison de 'Xusuro qui en résulte et mers des détérioratiors mJossiblos À l1intrnJction des charges de grains et de liquides.Ces chargements et detchargements ont également des ef ta défavorables aur T? quantité nécessaire en eau de l'appa reillage, et nécessitent d'importantes quntites' supplémentaires d'eau de réserve pour Ta compensation des irrégularités de la demande en eau. Un autre Inconvénient urovient des tamis que les récipients habituels de réaction comportent pour la séparation, dans leur ortie inférieure, des grains et du liquide. Ces tamis doivent etre de construction particulièrement solide en raison de la pression importante ou'exerce sur eux le contenu des récipients. Un autre inconvénient résulte de ce aue les grains restent immobiles pendant tout le trempage, ce qui engendre un courant irrégulier de liquide autour des grains. Les risques d'une insuffisance de trempage de certaines portions sont donc augmentés en particulier si une partie des grains est brisée. Ta présente invention vise à remédier aux inconvénients du nrocédé connu et à créer un nouveau procédé de trempage du mais, ainsi que l'appareillage correspondant pressentant plusieurs amé- liorations par rapport à l'état présent de la technique. Conformément à l'invention, le nouveau procédé comporte les opérations suivantes. L grain à traiter passe par une série d'étapes de trempage; un liquide de trempage circule en continu suivant les mêmes étapes, mais en sens inverse du grain entrant en contact avec lui à l'entrée de chaque étape, le liquide et le grain circulent en sens inverse, de façon que le liquide extraie les substances solubles du grain; à la sortie de chaque étape, on recueille un mélange de liquide et de-grain qui est tamisé en dehors de chaque opération de trempage Pcur séparer les deux éléments, le grain séparé est-envoyé à étape suivante et le- liquide séparé à étape précédente. L'invention comporte également un appareillage de trempage du grain, composé essentiellement des éléments suivants ; plu sieurs récipients de réaction reliés en série, pour la mise en contact du grain et du liquide de trempage; des organes de circulation pour le passage continu du grain à travers la série des ré récipients à réaction; d'autres organes de circulation nour le pas- s Cet appareillage permet de réaliser facilement les objectifs de l'invention. Il ne comporte qu'un seul point d'entrée et un seul point de sortie pour le grain. De même, le liquide de trem- D?Ee n'a qu'un point d'arrivée et un noint de départ. il en résulte une simplification considérable des dispositifs d'alimentation et d'évacuation et de leur commanda. Tout l'appareillage peut être commandé automatiquement et adapté aux besoins en grain trempé des ateliers suivants de l'usine. De plus, le volume total des récipients de réaction est utilisé en raison de l'écoulement continu du grain à travers les récipients. il en résulte un grain de 15 à 30 % de volume utile. La dorée de service des récipients de réaction est également prolongée, du fait de l'écoulement continu du mélange de grain et de liquide. Le tamisage des mélanges grain-liauide extérieurement aux récipients permet une construction plus simple de ceux-ci qui peuvent être construits conformément à la demande de brevet No PV 165 088 en instance. Il n'y a, d'autre part, oas d'irré aularités dans les besoins en eau d'aù une réduction des réserves d'eau nécessaires. Enfin, le circulation simultanée du liquide et du grain dans chaque récipient de réaction assure leur mélange intime et efficace. Les risques d'une extraction insuffisante de certai nes portions du grain sont ainsi considérablement réduits D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa- raîtront à la lecture de la description ci-apres. Le dessin annexé représente schématiquement un appareillage pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention avec indication.de la circulation des produits. L'appareillage représenté comporte plusieurs récipients de réaction 1, 2, 3 pour la réalisation des opérations de trempage, un réservoir d'alimentation 4 et un réservoir d'évacuation 5. Au-dessus des récipients 2 et 3 et du réservoir d'évacuation 5 se trouvent respectivement les tamis incurvés 6, 7 et 8. Le grain frais nettoyé à traiter est amené au réservoir d'alimentation 4 par un transporteur 9 avec un débit tel que le réservoir 4 reste toujours plein. Dans le réservoir 4, le grain est mis en contact avec un courant de liquide de trempage chaud arrivant par la canalisation 10, de façon à être porté à la température convenable pour le trempage. Ce courant de liquide provient de la partie supérieure du récipient 1, après passage par une pompe 11 et un échangeur de chaleur 12 comportant un régulateur de température 13 et arrive au réservoir 4. Dans celui, le liquide s'écoule à travers la masse de grain avant de retourner au récipient 1. Le grain sort du réservoir 4 par un tube 14 et entre au récipient 1 juste au-dessus d'une masse 15 de grain arrivé précédemment. A son entrée dans le récipient 1, le grain est mis en contact avec un liquide de trempage arrivant par le tube 16 et descend progressivement vers la base du récipient en même temps que le liquide. Dens ce trajet descendant du liquide et du grain, ceux-ci entrant en contact intime et le liquide extrait une partie des substances solubles contenues dans le grain frais. Le récipient de réaction 1 contient des plateaux 17 qui sont construits de façon à assurer un temps de contact suffli- amnent constant entre le grain et le liquide, sans toutefois gêner notablement leur déplacement de haut en bas. Ce récipient de réaction peut être construit conformément à la demande de brevet Numéro PV 165.088. En arrivant à la base 18 du récipient de réaction 1, le mélange grain-liquide entre de façon continue dans un tube 19, est refoulé par une pompe 20 qui l'envoie passer sur un tamis 6 disposé au-dessus u recipient de réaction 2. Ce mélange est éventuellement dilué pour faciliter son pompage par une quantité supplémentaire de liquide de trempage arrivant par le tube 21. Avant d'arriver au tamis 6, le mélange grain-liquide passe par un échangeur de chaleur 22 muni d'un régulateur de tempéra- ture 23. Sur le tamis 6, le mélange est séparé, le liquide ne trempage traversant le tamis tend- üue les grils sont retenus. Tes raina quittant le taris 6 tombent dans le récipient de réaction 2 o ils sont mis en contact avec du liquide de trempage arrivant par le tube 24. Le grain et le liouide, en contact intime, descendent dans le récipient. Une nouvelle portion des substances solubles est ainsi extraite des grains par le liquide supplémentaire. La récipient 2 est sembleble au récipient 1 et peut également comporter des plateaux 17 du type durit dans la demande de brevet ho PV 165.088. Fn quittait la base 25 du récipient 2, un mélange de grain et de liquide entre dans un tube 26. Une pompe 27 l'en- voie sur un tamis incurvé 7, oui sépare le mélange. Le liquide traversa le tamis et le grain est retenu. Une quantité supplé- mentaire de liquide arrivant par le tube 28 s > eut être ajoutée au mélange polrenfaciliter le pompage. Avant d'arriver au tamis, le mélange passe par un échangeur de chaleur 22 muni d'un régulateur 30 qui maintient une température correcte. Le grain retenu par le tamis 7 tombe dans le récipient de réaction 3 où il entre en contact avec de l'eau pure de trempage arrivant par le tube 31. Les deux éléments, en contact intime, descendent ensemble dans le récipient 3 et une troisième portion de substances solubles est extraite des grains par l'eau de trempage. Le récipient 3 peut comnorter des plateaux 17 identiques à ceux des récipients 1 et 2. En quittant la base 32 du récipient 3, un mélange de grain et de liquide entre dans un tube 33 et est envoyé par une pompe 33' sur un tamis 8 qui sépare le liquide du grain. Une quantité supplémentaire de liquide peut être introduite par le tube 34, pour améliorer le pompage. Un échangeur de chaleur 35, muni d'un dispositif de réglage 36, est placé sur le trajet di:, mélange entre la pompe et le tamis en vue de conserver au me- lange une température correcte. Le Krrain séparé sur le tamis 8 tombe dans le silo -5 d'où il est extrait par une vanne 37. Ce grain est riaitenant débar rassé de la majeure partie de ses matières solubles et peut être envoyé à une installation. de séparation de l'amidon. Les récipients 2 et 3, et les silos 4 et 5 sont pourvus de régulateurs de niveaux, soit respectivement 38, 39, 40 et 41, permettant de maintenir Tour remplissage an grain jusqu'à un niveau sensiblement constant pendant le fonctionnement. Les régu lateurs 38, 3b, 9 et 40 for-t vs ie-, la section libre de nass2ge ns les canalisations de sorties 19, 26 et 33 des récipients 1, 2 et 3, an fonction du niveau du grain dans les récipients 2 et 3 et dans le eilo 5, tandisnue le régulateur du niveau 41 règle le débit du transporteur 9 suivant le niveau du grain dans le silo 4. La TAamière eau de trempage, qui contient en solution de l'anhydride sulfureux et/ou de l'acide lactioue, entre dans l'ap- pareillage par le tube 31 et passe par un échangeur de chaleur 42 qui leCmène à la temnerature convenable. L'entrée de cette eau de trempage dans le récipient de réaction 3 est commandée par un régulateur 43. Elle entre en contact avec le grain s'écoulant du tamis 7. Elle descend avec le grain dont elle extrait les substances solubles, en se transformant en liquide de trempage. Le mélange de grain et d'eau arrivant à la base du récipient 3 est envoyé sur le tamis 8 qui le sépare en grain et liquide. La plus grande partie du liquide passe nar le tube 24 au récipient 2 où il entre par le régulateur de niveau 44. Une autre partie passe éventuellement par le tube 34 et le robinet 45 dans le tube 33, où elle dilue le mélange qui y circule.Si la quantité de liquide passant dans le tube 24 est en excès par rapport à l'alimentation correcte du récipient 2, l'excédant peut être envoyé au récipient 3 par un siphon de trop plein 46 comportant un sys tème 47 de désaération. Le liquide entrant au récipient 2 est mis en contact avec le grain s'écoulant du tamis 6 et descend avec lui en extrayant de ce grain une partie de sas substances solubles. Un mélange de grain et de liquide sortant du récipient 2 est envoyé par la la pompe 27 au tamis 7 où il est séparé. Le liquide sortant du tamis 7 est envoyé, en majeure nartie, par le tube 16 au récipient 1 où il entre Tar le régulateur de niveau 48. Une autre ortie passe éventuellement par le tuba 2ô et le robinet 49 au tube 26 pour y diluer le mélange grain-liquide. Enfin un excédent possible de liquide ne pouvant entrer au récipient 1 peut s'écouler dans le récipient 2 par un siphon de trop plein 50 comportant un système de désaération 51. Le licuide entrant dans le récipient 1 est mis en contact avec le grain arrivant du silo 4 et descend avec lui vers la base du récipient 1 an extrovant des substances solubles du grain frais. En sortant du récipient 1, un mélange de grain et de liquide passe par le tube 19 et est envoyé par pompage sur le tamis 6 où il est séparé.Le liquide sortant du tamis 6 ayant passé par les trois récipients de réaction 1, 2 et 3, est relativement concentré en substances solubles. rar le tube 52 et la vanne 53, il sort en grande partie de l'appareillage, cependant qu'une autre partie passe éventuellement, par le tube 21 et le robinet 54, au tube 19 afin de diluer le mélange de grain et de liquide qui y passe, Le liquide sortant par la vanne 53 peut être employé comme milieu nutritif pour des fermentations microbiologiquas ou encore, après dessication, comme composant d'un aliment pour le bétail. Près de la vanne 37 de sortie du grain et de la vanne 53 de sortie du liquide, sont agencés des régulateurs automatiques 55 et 56 qui règlent les quantités de produits sortants. On voit donc que le liquide de trempage circule en sens inverse du grain dans l'ensemble de l'appareillage, mais dans le même sens que lui dans chacun des récipients de réaction. L'invention n' est évidemment pas limitée au procédé décrit ci-dessus et il peut y être apporté de nombreuses modifications sans sortir de son cadre. C'est ainsi qu'on peut, par exemple, faire varier le nombre des récipients de réaction, les systèmes régulateurs, les dispositifs d'alimentation et de décharge du grain. R E V E N 1 I C T I 9 N S 1 - Procédé de trempage de grain com'portantlesoeratuns suivantes. Le grain à traiter passe par une série d'opérations successives de trempage; un liquide de trempage circule dans la même série d'opérations en sens inverse du grain, le liquide entrant en contact avec le grain au début de chaque opération et circulant, dans chaque opération, dans le même sens que le grain de façon que les substances solubles du grain soient extraites par le liquide; on recueille, à la sortie de chaque opération, un mélange de grain et de liquide; ce mélange est tamisé à l'extérieur de la zone où s'effectue le trempage et ainsi séparé en grain et en liquide; le grainaéparé passe à l'opération suivante de trempage et le liquide séparé passe à l'opération précédente de trempage. 2 - Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel le mélange de grain et de liquide est tamisé au voisinage de la zone de l'opération suivante de trempage. 3 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, selon. lequel une partie du liquide séparé est réunie à un mélange non tamisé en vue de le diluer. 4 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3, selon lequel une autre partie du liquide séparé est renvoyée à l'opération de trempage correspondante. 5 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 4, selon lequel chaque mélange de grain et de liquide a sa température réglée avec le tamisage. 6 - Procédé conforme à-l'une des revendications 1 à 5, selon lequel le grain frais est chauffé à la température de trempage avant d'entrer dans le réacteur où s'effectue a première opération de la série. 7 - Procédé conforme à la revendication 6, selon lequel le grain frais est chauffé par contact avec une portion, préalablement chauffée, du liquide de trempage ayant servi à la première opération. 8 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 7, selon lequel le grain dont le trempage est achevé est recueilli au-delà de la zone de la dernière opération de trempage, un liquide de trempage relativement concentré étant recueilli, d'autre part, au-delà de la zone de la première opération de trempage de la série. 9 - Appareillage de mise en oeuvre du procédé défini par les revendicatiors 1 à 8 et comportant essentiellement les éléments suivants : nusieurs récipients de réaction reliés en série et utilisés pour la mise an contact du grain et du liquide de trempage; des organes de transport pour le passage continu du grain à travers la série des récipients de réaction; des organes de transport pour le passage continu du liquide de trempage à travers la série des récipients de réaction dans un sens général de circulation opposé à celui du grain, mais dans lemême sens que le grain dans chaque récipient de réaction; un tamis extérieur à chaque récipient de réaction pour la séparation d'un mélange de grain et de liquide en sas composants; des organes pour le transport d'un mélange de grain et de liquida, d'un récipient de réaction à un tamis annexé; des organes pour le transport d'un grain séparé au récipient de réaction suivant de la série; et des organes pour le transport d'un liauide séparé au récipient de réaction précédent de la série, 10 - Appareillage conforme à la revendication 9, dans lequel chaque tamis est disposé au-dessus du récipient de réaction suivant de la série. 11 - Appareillage conforme à l'une des revendications 9 et 10, comportant également des organes pour le renvoi d'une partie du liquide séparé à un mélange non séparé. 12 - Appareillage conforme à l'une des revendications 9 à 11, comportant également des organes de trop-plein pour le renvoi d'une autre portion du liquide séparé au récipient de réaction correspondant. 13 - Appareillage conforme à l'une des revendications 9 à 12, comportant des échangeurs de chaleur pour le réglage de la température du mélange de grain et de liquide avant son tamisage. 14 - Appareillage conforme à l'une des revendications 9 à 12, comportant, en outre, un silo d'alimentation pour le grain frais et un silo d'évacuation pour le grain dont le trempage est terminé. 15 - Appareillage conforme à l'une des revendications 9 à 14, comportant des dispositifs pour le chauffage du grain frais à une température convenant au trempage, avant son entrée au premier récipient de réaction de la série. 16 - Appareillage conforme à la revendication 15, dans lequel les dispositifs de chauffage comportent des organes pour le transport d'une partie du liquide de trempage ayant servi dans le premier récipient de réaction, jusqu'au silo d'alimentation pour le grain frais et un échangeur de chaleur sur ces organes de transport. 17 - Appareillage conforme à'une des revendications 9 à 16 et co",sortant des régunateurs de niveau pour le réglage automatique du niveau du grain dans les récipients de réaction et dans les silos d'alimentation et d'évacuation. 18 - Appareillage conforme à l'une des revendications 9 à 17, comportant également des dispositifs pour le réglage automatique des débits d'évacuation du grain.