Brevet FR2457898A1 — publié le 19801226

La présente invention concerne l'épuration des jus sucrés par le procédé dit de double carbonatation consistant à mélanger aux jus du lait de chaux pour précipiter les impuretés, à injecter dans ce mélange du gaz carbonique pour former un precipité de carbonate de chaux qui enrobe le précipité obtenu par chaulage et rend possible la filtration, à filtrer les jus puis à les soumettre à une deuxième carbonatation pour éiiminer la chaux dissoute, qui précipite sous forme de carbonate de calcium, et à une deuxième filtration. En général, la régulation des installations d'épuration comporte un réglage des débits de gaz carbonique utilisés pour les première et deuxième carbonatations en fonction du pH des jus mesuré à la sortie des chaudières à carbonater et le débit de lait de chaux est maintenu proportionnel au débit des jus à épurer. Pour stabiliser ces régulations ainsi que le tirage du four produisant la chaux et le gaz carbonique, on prévoit une régulation de pression de gaz en-aval des pompes par action sur une vanne de rejet de gaz à l'air libre. Ce procédé est justifié dans le cas d'installations comportant un four à chaux chauffé au coke car le débit de gaz carbonique produit par ce type de four est toujours supérieur aux besoins de ltépuration pour une production de chaux correspondant à ces besoins. Par contre, lorsque l'installation est équipée de fours à chaux chauffés au fuel ou au gaz, le bilan gaz carbonique/chaux est beaucoup moins favorable et en utilisant le processus de régulation classique on est conduit à produire un excès de chaux par rapport à la consommation de l'épuration. Ceci nécessite un surdimensionnement des fours et, par conséquent, des frais d'investissement supplémentaires. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de régulation d'une installation d'épuration de jus sucrés comportant un four à chaux chauffé au fuel ou au gaz permettant une production minimale de chaux correspondant pratiquement aux besoins de l'installations Le procédé de régulation objet de l'invention consiste à maintenir -constant le débit de gaz sortant du four, à régler le débit de gaz utilisé pour la deuxième carbonatation de façon à maintenir égal à une valeur de consigne le pH des jus ayant subi cette deuxième carbonatation, le débit de gaz restant étant utilisé en totalité pour la première carbonatation, et à régler la teneur en chaux des jus entrant dans l'appareil de première carbonatation de façon à maintenir égal à une valeur de consigne le pH des jus ayant subi cette première carbonatation. En cas de variation du pH des jus à la sortie de la première carbonatation, le système de régulation agira d'abord sur le débit des jus chaulés alimentant l'appareil de première carbonatation. Cet appareil ayant un volume utile pratiquement constant, cette variation de débit entraînera une modification du temps de séjour des jus dans l'appareil et, par conséquent de leur pH. Si la perturbation qui a rendu nécessaire ce réglage du débit se prolonge le système de régulation modifiera la teneur en chaux des jus chaules de façon que leur débit soit ramené à sa valeur initiale, égale au débit des jus à épurer. Pour cela, on prévoit en amont de l'appareil de première carbonatation un bac tampon qui permet de compenser les différences des débits des jus à l'entrée de l'installation d'épuration et à l'entre de l'appareil de première carbonatation. Ce bac peut avantageusement être constitué par le bac dit "de maturation" où les jus chaulés séjournent un certain temps avant d'être envoyés à la première carbonatation.Le niveau des jus dans ce bac est maintenu entre une limite supérieure et une limite inférieure en réglant le débit de lait de chaux utilisé pour le chaulage. Ce débit étant maintenu proportionnel au débit des jus à épurer par un système de régulation, c'est en fait le rapport de ces débits qui est corrigé pour maintenir le niveau des jus dans le bac de maturation entre ces limites supérieure et in férieure. L'invention a également pour objet un système de régulation pour la mise en oeuvre de ce procédé. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. L'unique figure de ce dessin est le schéma d'une installation d'épuration de jus sucrés équipée d'un système de régulation pour la mise en oeuvre de l'invention. L'installation d'épuration représentée sur le dessin comporte essentiellement un four à chaux 10, un bac de chaulage massif 12, un bac de maturation 14, une chaudière de première carbonatation 16 et une chaudière de deuxième carbonatation 18. Les jus à épurer snnt amenés au bac de chaulage 12 par une tuyauterie 20. Le débit-des jus est maintenu égal à une valeur de consigne par une chaîne de régulation FT-FR-FC commandant une vanne 22 placée sur la tuyauterie 20. Le lait de chaux, préparé à partir de la chaux produite par le four 10, est amené au bac de chaulage 12 par une tuyauterie 24. Le débit de lait de chaux est maintenu égal à une valeur de consigne par une chaîne de régulation F1T' - F'R - F'C" commandant une vanne 26 placée sur la tuyauterie 24 ; cette valeur de consigne est fixée par un organe F de telle sorte que les débits des jus et du lait de chaux soient maintenus dans un rapport pré- déterminé. Le niveau des jus chaulés dans le bac 12 est réglé par une chaîne de régulation LT-LC commandant une vanne 28 placée au refoulement de la pompe 30 aspirant dans ce bac. Le niveau des jus chaulés dans le bac de maturation 14 est contralé par une chaîne de régulation t1T' - L'C' qui agit, par l'intermédiaire de l'organe FF, pour modifier le rapport des dépits des Jus et du lait de chaux. Le pH des jus à la sortie de la chaudière 16 est maintenu à une valeur de consigne par une chaîne de régulation AT-ÂC qui commande une vanne 32 placée sur la tuyauterie d'alimentation en jus chaulés de cette chaudière. Le pH des jus å la sortie de la chaudière 18 est maintenu à une valeur de consigne par une chaîne de régulation AwT' - A'C' qui commande une vanne 34 placée sur la tuyauterie d'alimentation en gaz carbonique de cette chaudière. Une vanne 36 à commande manuelle est placée sur la tuyauterie d'alimentation en gaz carbonique de la chaudière 16. Le débit des gaz sortant du four à chaux 10 est maintenu constant par une chaîne de régulation 38-40 qui commande une vanne 42 placée suruS tuyauterie de recyclage branchée entre le refoulement et l'aspiration de la pompe 44. Les appareils utilisés pour la filtration des jus sortant des chaudières 16 et 18 n'ont pas été représentés sur le schéma. En fonctionnement normal, le débit des jus chaulés admis dans la chaudière 16 est égal au débit refoulé par la pompe 30 dans le bac 14. Si le pH des jus à la sortie de la chaudière 116 prend une valeur supérieure à sa valeur de consigne, la chaîne de régulation AC-AT commande la vanne 32 pour réduire le dôbit des jus entrant dans la chaudière 16. La sortie des jus carbonatés de la chaudière 16 s'effectuant par trop-plein, son volume utile res te pratiquement constant, quel que soit le débit d'alimentation, et cette réduction du débit provoque une augmentation du temps de séjour des jus dans la chaudière et par conséquent une modificati du pH des jus sortant qui sera ainsi ramené à sa valeur de consigne. Si, au contraire, le pH des jus carbonatés devient inférer à sa valeur de consigne, la chaîne de régulation AC-AT commande lr vanne 32 pour augmenter le débit des jus chaulés et, par consôque réduire leur temps de séjour dans la chaudière 16 jusqu'à ce que le pH ait retrouvé sa valeur de consigne. Cette régulation provoque des variations du niveau des jw dans le bac 14 puisque le débit des jus prélevés sur ce bac deviei alors inférieur ou supérieur au débit y entrant. Si la perturbatiz qui a rendu nécessaire cette régulation se prolonge, le niveau dax le bac 14 atteindra l'une des limites supérieure et inférieure qu3 lui sont imposées et la chaîne de régulation L'C' - L'T' modifiera la teneur en chaux des jus chaulés en fixant une nouvelle valeur c pour le rapport des débits des jus et du lait de chaux. Dans le c où le niveau dans le bac 14 atteint sa limite supérieure, parce que le débit des jus admis dans la chaudière 16 a été réduit, la chaîne de régulation L'C' - L'T' diminuera la teneur en lait de chaux des jus chaulés, de façon que ce niveau ne dépasse pas sa li mite supérieure. Si, au contraire, niveau dans le bac 14 atteint sa limite inférieure, parce que le débit des jus admis dans la cha dière 16 a été augmenté, la chaîne de régulation L'C' - L'T' augme tera la teneur en chaux des jus chaulés de façon que ce niveau ne descende pas au-dessous de sa limite inférieure. REVEND I CT IONS 1. Procédé de régulation d'une installation d'épuration des jus sucrés comportant un four à chaux, un appareil de chaulage, un appareil de première carbonatation et un appareil de deuxième carbonatation, consistant à maintenir constant le débit total des gaz produits par le four et utilisés pour la carbonatation, à régler le débit des gaz utilisés pour la deuxième carbonata tion de façon à maintenir le pH des jus ayant subi cette deu xième carbonatation égal à une valeur de consigne, tous les gaz restant étant utilisés pour la première carbonatation, et à régler la teneur en chaux des jus entrant dans appareil de première carbonatation de façon à maintenir le pH des jus ayant subi cette première carbonatation égal à une valeur de consigne. 20 Procédé de régulation drune installation dtépuration des jus sucrés comportant un four à chaux, un appareil de chaulage, un appareil de première carbonatation à volume utile constant, un bac de maturation entre 11 appareil de chaulage et appareil de première carbonatation et un appareil de deuxième carbonate station, consistant à maintenir constant lé débit total des gaz produits par le four et utilisés pour la carbonatation, à régler le débit des gaz utilisés pour la deuxième carbonata tion de façon à maintenir le pH des jus ayant subi cette deuxième carbonatation égal à une valeur de consigne, tous les gaz restant étant utilisés pour la première carbonatation, et à régler d'abord le débit des jus alimentant ltappareil de première carbonatation puis, quand le niveau des jus dans le bac de maturation atteint une limite supérieure ou inférieure, la teneur en chaux des jus chaulés de façon à maintenir le pH des jus ayant subi la première carbonatation égal à une valeur de consigne. 3. Procédé de régulation selon la revendication l ou 2, caracté risé en ce qu'on règle la teneur en chaux des jus, avant la première carbonatation, par réglage du débit de lait de chaux alimentant l'appareil de chaulage. 4. Système de régulation d'une installation dtépuration des jus sucrés comportant un four à chaux, un appareil de chaulage, un appareil de première carbonatation à volume utile constant, un bac de maturation entre appareil de chaulage et ltappa- reil de première carbonatation et un appareil de deuxième car bonatation, caractérisé en ce qutil comprend une première chaîne de régulation qui maintient constant le débit total des gaz produits par le four et alimentant les deux appareils de carbonatation, une deuxième chaîne de régulation qui contrôle le débit de gaz alimentant l'appareil de deuxième carbonata- tion en fonction du pH des jus à la sortie de cet appareil, une troisième chaîne de régulation qui contrôle le débit des jus à l'entre de 11 appareil de première carbonatation en fonction du pH des jus à la sortie de cet appareil et une quatrième chaîne de régulation qui contrôle le débit de lait de chaux alimentant appareil de chaulage en fonction du niveau des jus dans le bac de maturation.