Brevet FR2504151A1 — publié le 19821022

La présente invention concerne une installation pour l'extraction en continu, du jus sucré de la bagasse de canne à sucre ou produit analague. Dans les installations classiques, l'extraction du jus sucré de la canne à sucre et de sa bagasse est réalisée dans une succession de moulins ou broyeurs qui pressent la canne ou bagasse qui est ré-humidifiée entre chaque moulin ou broyeur. Dans une autre installation connue, on fait macérer pendant plusieurs heures la canne à sucre ou la bagasse dans de l'eau chaude, pour extraire le sucre par dissolution dans cette eau. Le jus sucré est ensuite concentré puis cristallisé pour obtenir le sucre. Les procédés d'extraction mis en jeu dans ces installations sont discontinus, nécessitent des moyens très coûteux pour transférer la bagasse et le jus sucré d'une unité d'extraction à une autre, et présentent l'inconvénient majeur d'être de mise en oeuvre très longue. De ce fait, le jus sucré est souvent immobilisé pendant de longues heures à des températures élevées ou à des pH inappropriés, ce qui risque de dégrader le sucre et oblige les utilisateurs à ajouter périodiquement au jus sucré des produits alcalins ou alcalino-terreux pour réajuster le pH. Ces opérations entraînent des contrôles et des manipulations permanentes. De plus, l'utilisation de produits alcalins ou alcalino-terreux entraîne des risques de détérioration par corrosion du matériel. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations connues, en créant une installation permettant d'extraire en continu, du jus sucré de la bagasse de canne à sucre, dans des condi tions de mise en oeuvre particulièrement efficaces, rapides et commodes. L'installation visée par l'invention pour extraire en continu du jus sucré de la bagasse de canne à sucre comprend au moins un broyeur dans lequel on fait passer la bagasse, des moyens pour imprégner d'eau la bagasse et des moyens pour séparer le jus sucré de cette bagasse, caractérisée en ce qu'elle comprend un broyeur comprenant des moyens pour déverser en continu la bagasse broyée dans une cuve allongée dont le fond comporte au moins un tamis filtrant, cette cuve étant inclinée vers le haut dans une direction opposée à son extrémité adjacente au broyeur, cette cuve comprenant des moyens pour racler en continu le fond de cette cuve, et pour déplacer la bagasse d'une extrémité à l'autre du fond de cette cuve, des moyens pour arroser en continu la bagasse, en ce que sous le tamis filtrant du fond de la cuve est disposée une chambre qui collecte du jus sucré eu et reliée à des moyens pour réaliser une dépression dans cette chambre et à des moyens pour dégager le jus sucré. La bagasse pressée par le broyeur et arrosée d'eau ou de jus sucré, est déplacée en continu du bas de la cuve allongée et inclinée vers le haut de cette dernière grâce aux moyens de raclage en continu. Lors de ce déplacement, le jus sucré extrait de la bagasse presséeest aspiré dans la chambre de collecte au travers du tamis filtrant puis est dégazé. L'expérience a montré que l'extraction du jus sucré dans une telle installation était particulièrement rapide et efficace. Selon une version avantageuse de l'invention, le fond de la cuve allongée est raccordé à la sortie du broyeur par un compartiment capable de collecter une partie de la bagasse imprégnée de jus sucré. Ce compartiment de collecte situé en un point bas de l'installation, sert à accumuler une partie de la bagasse et du jus sucré extrait de cette dernière, ans que de liteau qui est introduite dans ce compartiment et dans la cuve allongée par les moyens d'arrosage. Les racles prélèvent en continu la bagasse et le jus sucré en solution dans l'eau qui sont collectés dans ce compartiment pour les acheminer vers le haut de la cuve allongée. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'arrosage comprennent des tuyaux d'arrosage qui, à l'intérieur de la cuve allongée sont disposés en regard du tamis filtrant et à l'intérieur du compartiment, sont situés à la sortie du broyeur. Cet arrosage en continu et échelonné le long du compartiment et de la cuve allongée assure une extraction très efficace du jus sucré de la bagasse. Selon une version performante de l'invention, l'installation comprend deux cuves allongées, la sortie de la première cuve étant raccordée à l'entrée d'un second broyeur, la sortie de celui-ci étant raccordée par un compartiment de collecte d'eau et de jus sucré à la seconde cuve allongée, et la sortie de cette dernière étant elle-même raccordée à l'entrée d'un troisième broyeur. Dans une telle installation, chaque cuve allongée comporte de préférence au moins deux tamis filtrants disposés l'un à la suite de l'autre, sous lesquels sont disposés deux chambres distinctes de collecte du jus sucré, chaque chambre étant reliée à un cyclone de dégazage, ces cyclones communiquant avec des moyens pour réaliser une dépression dans les différentes chambres. Une telle installation réalise une extraction de jus sucré suivant plusieurs étages successifs d'extraction et permet d'atteindre un taux très élevé d'extraction de sucre. Selon une version préférée de l'invention, les deux derniers broyeurs et tous les cyclones à l'excep- tion du premier cyclone, comportent à leur partie inférieure des moyens pour recycler le jus sucré vers l'intérieur de la cuve allongée adjacente, au-dessus du tamis filtrant adjacent à la chambre de collecte de jus sucré qui est reliée au cyclone situé en amont du broyeur ou du cyclone où est prélevé le jus sucré en vue de son recyclage. Ainsi, les jus qui sont de plus en plus pauvres en sucre, dans le sens de leur déplacement dans l'installation, sont recyclés en continu vers l'amont dans le cyclone précédent. Cette disposition permet encore d'augmenter le taux d'extraction de sucre. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale d'une installation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1. Dans la réalisation de la figure 1, l'installation conforme à l'invention comprend trois broyeurs 1, 2, 3 alignés et espacés entre lesquels sont disposées deux cuves allongées 4, 5 dont les fonds respectifs 6, 7 comportent chacun deux tamis filtrants 8, 9, 10, 11 disposés l'un à la suite de l'autre dans le prolongement de ces fonds. 10, Il Ces tamis filtrants 8, 9J présentent des perforations de diamètre compris entre 1 et 2,5 mm, le nombre de perforations étant compris entre 10 et 20 par cm2 Les broyeurs 1, 2 comportent chacun trois rouleaux coaxiaux 12, 13, 14 qui pressent et déversent la bagasse 15 en continu dans les cuves allongées 4, 5 adjacentes. Les cuves allongées 4, 5 sont inclinées vers le haut, dans la direction F de progression de la bagasse 15 dans l'installation. Cette inclinaison est comprise entre 30 et 600 environ. A l'intérieur des cuves 4, 5 sont disposées des racles 16 qui raclent en continu le fond 6, 7 de ces cuves pour déplacer la bagasse 15 de l'extrémité basse vers l'extrémité haute du fond de ces cuves. Ces racles 16 sont fixées (voir également figure 2) entre deux chaînes 17, enroulées en boucle autour de deux paires de poulies 18 d'entratnement, montées en rotation aux extrémités opposées de chaque cuve allongée, 4, 5. La seconde cuve comporte au voisinage de sa partie la plus haute, une tubulure 19 pour amener de l'eau à l'intérieur de l'installation. Des paires de tuyaux d'arrosage 20, 21, 22 sont échelonnées le long de l'installation à partir de la sortie 26 du premier broyeur. Ces tuyaux arrosent en continu la bagasse 15 par du jus sucré de moins en moins concentré en sucre, dans le sens de la progression de la bagasse, comme on le verra plus en détail plus loin. Sous les tamis filtrants 8, 9, 10, 11 sont disposées des chambres 27, 28, 29, 30 de collecte du jus sucré extrait de la bagasse 15. Ces chambres sont reliées par des tubulures 31, 32, 33, 34 à des cyclones de dégazage 35, 36, 37, 38 qui sont eux-mêmes reliés par leur partie supérieure à une conduite 39 qui communique avec à une pompe à vide (non représentée) capable de réaliser sous les tamis filtrants 8, 9, 10, 11 une dépression comprise entre 100 et 1-50 torrs. Les tubulures 31, 32, 33, 34 sont de préférence inclinées de 600 environ par rapport à la verticale pour faciliter l'écoulement et le dégazage du jus sucre. Le fond 6, 7 de chaque cuve allongée 4, 5 est raccordé à la sortie 26, 40 du broyeur 1, 2 adjacent par un compartiment 41, 42 capable de collecter dans la zone la plus basse de chaque cuve, une partie de la bagasse 15 imprégnée de jus sucré en solution dans l'eau. Le fond de ces compartiments 41, 42 comporte une partie cylindrique axée sur l'axe de rotation des poulies adjacentes 18, de façon que les racles 16 entrainées par ces poulies puissent affleurer le fond de ces compartiments et prélever la bagasse de ces derniers. Les cuves allongées 4, 5 et les compartiments 41, 42 sont recouverts par des couvercles 4a, 5a qui sont reliés de façon étanche aux broyeurs adjacents 1, 2, 3. Les paires de tuyaux d'arrosage 21, 22, et 24 sont disposées à l'intérieur des cuves allongées 4, 5 en regard des tamis filtrants 8, 9, 10, 11. Des tuyaux d'arrosage 20, 20a sont disposés à l'intérieur des compartiments 41, 42 au voisinage de la sortie des broyeurs 1, 2. D'autres tuyaux d'arrosage 23, 25 sont disposés près de l'extrémité haute des cuves 4, 5. Les deux derniers broyeurs 3, 2 comportent à leur partie inférieure une conduite 43, 44 reliée par une pompe 45, 46 à une tubulure 47, 48 qui permet de recycler le jus sucré collecté au niveau de ces broyeurs à l'intérieur de la cuve 5, 4 précédente par les tuyaux d'arrosage 24, 22 situés au-dessus des tamis filtrants 11, 9 adjacents à la chambre de collecte 30, 28 reliée à un cyclone 38, 36 qui est situé en amont du broyeur 3, 2. De même les cyclones 38, 37 et 36 comportent à leur partie inférieure une pompe 49, 50, 51 reliée à une tubulure 52, 53, 54 qui permet de recycler le jus sucré collecté dans ces cyclones à l'intérieur des 23 cuves 4, 5 par les tuyaux d'arrosage 23a, 20a,/22, 21, 20 situés en amont de ces cyclones relativement au sens de la progression de la bagasse 15 dans l'installation. Dans l'exemple représenté, le cyclone 38 recycle le jus sucré à la fois dans les tuyaux d'arrosage 23aet 20a. D'autre part, le cyclone 36 recycle le jus sucré à la fois dans les tuyaux d'arrosage 21 et 20. Le premier cyclone 35 qui recueille le jus le plus concentré comporte une pompe 55 qui envoie ce jus concentré vers une autre unité de fabrication où ce jus est traité pour obtenir du sucre. De même le premier broyeur 1 comporte une tubulure 56 reliée à une pompe 57 qui envoie directement le jus sucré concentré vers l'unité de fabrication précitée. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'installation conforme à l'invention. La bagasse de canne à sucre 15 est introduite dans le premier broyeur 1 où elle est pressée entre les rouleaux 12, 13, 14. Une partie du jus sucré obtenu est recueuillie par la conduite 56 qui envoie ce jus par la pompe 57 vers l'unité de fabrication proprement dite du sucre. De l'eau est introduite dans l'installation par la tubulure 19 qui est située à l'extrémité de la seconde cuve 5. Le débit d'eau est sensiblement égal à celui de la bagasse. Ainsi, celle-ci est tout au long de l'installation imprégnée par sensiblement 100% d'eau. La bagasse est ensuite déversée dans le compartiment 41 adjacent à la première cuve allongée 4. Cette bagasse est imprégnée de solution sucrée provenant des tuyaux d'arrosage 20, 21, 22. Elle est acheminée en continu vers le haut de la cuve allongée 4 à une vitesse d'environ 10 cm par seconde par les racles 16 portées par les chaînes 17. Au-dessus de la première chambre 27, sous dépression, le jus sucré est aspiré au travers du tamis filtrant 8, puis dégazé dans le cyclone 35. La dépression créée dans la chambre 27 a pour effet également de dégazer la bagasse, ce qui permet à cette dernière de réabsorber dans de bonnes conditions le jus sucré de plus en plus dilué, provenant des tuyaux d'arrosage successifs 22, 23, 20a etc... La pompe 55 située au bas de ce cyclone envoie le Jus sucré concentré vers l'unité de fabrication de sucre. De même lorsque la bagasse imprégnée de jus sucré passe au-dessus du second tamis 9, ce jus est aspiré dans la chambre de collecte 28 puis dégazé dans le second cyclone 36. Le jus collecté dans ce second cyclone est moins concentré que celui qui est recueuilli dans le premier cyclone. A cet effet, ce jus est recyclé au moyen de la pompe 51 et de la tubulure 54 qui distribue le jus plus pauvre en sucre dans la cuve 4 et le compartiment 41, au moyen des tuyaux d'arrosage 21 et 20. La bagasse passe ensuite dans le second broyeur 2 en étant imprégnée d'un jus sucré relativement pauvre en sucre. Ce second broyeur 2 presse la bagasse afin d'extraire une nouvelle quantité de sucre dont le jus est recyclé en amont au moyen de la pompe 46 de la tubulure 48 et des tuyaux d'arrosage 22. Dans la seconde cuve 5 le jus sucré, aspiré au travers des tamis filtrants 10, 11 est de plus en plus pauvre en sucre. Le jus recueilli dans le dernier broyeur 3 est pratiquement exempt de sucre. Ce jus est recyclé vers l'amont par les tuyaux d'arrosage 24, collecté dans la chambre 30 puis aspiré dans le cyclone 38 et recyclé à nouveau vers 1' amont pour être mélangé à des jus de plus en plus concentrés. Ainsi, les jus sucrés qui sont de plus en plus pauvres en sucre dans le sens de la progression de la bagasse dans l'installation, sont continuellement recyclés vers l'amont pour arroser la bagasse. On réalise ainsi une extraction à plusieurs étages, particulièrement performante. Les jus les plus concentrés sont recueuillis au début de l'installation, au niveau du premier cyclone 35 et du premier broyeur 1. L'expérience a montré que l'installation conforme à l'invention permettait d'extraire plus de 972 du sucre contenu dans la bagasse de canne à sucre. A titre d'exemple, une installation telle que représentée sur la figure 1 et comprenant deux cuves allongées 4, 5 permet d'extraire environ 3.000 litres de jus concentré par heure, avec des tamis présentant une surface totale de filtration égale à 4,5 m2. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que l'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, il est possible d'accroître sensiblement le rendement de l'extraction en augmentant le nombre de cuves allongées et de broyeurs. Cependant, lorsque le nombre de cuves allongées disposées en série dépasse 3 ou 4, l'augmentation de rendement obtenue n'est plus bénéfique par rapport à l'accroissement du coût de l'installation. Par ailleurs, des rendements satisfaisants sont obtenus lorsque l'installation ne comporte qu'une seule cuve allongée. Dans ce cas, l'installation est particulièrement économique. D'autre part, le couvercle a et 5a qui recouvre les cuves allongées 4 et 5 n'est pas indispensable. De plus, dans une même cuve allongée, il pourrait être disposé plus de deux tamis filtrants reliés chacun à une chambre de collecte et d'aspiration du Jus sucré, ainsi qu'à un cyclone distinct. REVENDICATIONS 1. Installation pour l'extraction en continu ou produit analogue du jus sucré de la bagasse (15) de canne à sucre comprenant au moins un broyeur (1) dans lequel on fait passer la bagasse, des moyens pour imprégner d'eau la bagasse et des moyens pour séparer le jus sucré de cette bagasse, caractérisée en ce que le broyeur (1) comprend des moyens pour déverser en continu la bagasse broyée dans une cuve allongée (4) dont le fond (6) comporte au moins un tamis filtrant (8), cette cuve (4) étant inclinée vers le haut dans une direction opposée à son extrémité adjacente au broyeur (1), cette cuve (4) comprenant des moyens (16) pour racler en continu le fond (6) de cette cuve et pour déplacer la bagasse (15) d'une extrémité à l'autre du fond (6) de cette cuve, des moyens (20, 21, 22, 23) pour arroser en continu la bagasse, et en ce que sous le tamis filtrant (8) du fond (6) de la cuve (4) est disposée une chambre (27) de collecte du jusswé qui est reliée à des moyens pour réaliser une dépression dans cette chambre et à des moyens (35) pour dégazer le jus sucré. 2. Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le fond (6) de la cuve allongée (4) est raccordé à la sortie (26) du broyeur (1), par un compartiment (41) capable de collecter une partie de la bagasse imprégnée de jus sucré. 3. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens pour racler en continu le fond (6) de la cuve allongée (4) comprennent des racles (16) fixées entre deux chaînes (17) ou courroies enroulées en boucle autour de deux paires de poulies d'entrainement (18) montées en rotation aux extrémités opposées de la cuve allongée (4). 4. Installation conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que le fond du compartiment (41) comporte une partie cylindrique axée sur l'axe de rotation des poulies adjacentes (18), de façon que les racles (16) affleurent le fond de ce compartiment (41). 5. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens d'arrosage comprennent des tuyaux d'arrosage (20, 21, 22, 23) disposés à l'intérieur de la cuve allongée (4) en regard du tamis filtrant (8) et à l'intérieur du compartiment (41)à la sortie (26) du broyeur (1). 6. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend deux cuves allongées (4, 5), la sortie de la première cuve (4) étant raccordée à l'entrée d'un second broyeur (2), la sortie de celui-ci étant raccordée par un compartiment de collecte de jus sucré (42) à la seconde cuve allongée (5), la sortie de cette dernière étant elle-même raccordée à l'entrée d'un troisième broyeur (3). 7. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que chaque cuve allongée (4, 5) comporte au moins deux tamis filtrants (8, 9; 10, 11) disposés l'un à la suite de l'autre, sous lesquels sont disposées deux chambres distinctes (27, 28; 29, 30) de collecte du jus sucré, chaque chambre étant reliée à un cyclone de dégazage (35, 36; 37, 38), ces cyclones communiquant avec des moyens (39) pour réaliser une dépression dans les différentes chambres précitées. 8. Installation conforme à la revendication 7, caractérisée en ce que les deux derniers broyeurs (2, 3) et tous les cyclones (36, 37, 38) à l'exception du premier cyclone (35) comportent à leur partie inférieure des moyens (51, 54; 50, 53; 49, 52) pour recycler le jus sucré vers l'intérieur de la cuve adjacente, (4, 5) audessus du tamis filtrant(8, 9; 10, 11) adjacent à la chambre de collecte de jus sucré (27, 28; 29, 30) qui est reliée au cyclone (35, 36, 37, 38) situé en amont du broyeur ou du cyclone où est prélevé le jus sucré en vue de son recyclage. 9. Installation conforme à la revendication 8, caractérisée en ce que le premier cyclone (35) et le premier broyeur (1) comportent des moyens (55, 35; 57, 56) pour recueuillir directement le jus sucré concentré obtenu. 10. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que chaque cuve allongée (4, 5) est recouverte par un couvercle (4a, 5a) qui est raccordé de façon sensiblement étanche aux broyeurs adjacents (1,2, 3). 11. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que chaque cuve allongée (4, 5) est inclinée suivant un angle compris entre 30 et 600 environ. 12. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que les tamis filtrants (8, 9, 10, 11) sont situés dans le prolongemment du fond (6, 7) de chaque cuve allongée (4, 5). 13. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les tamis filtrants (8, 9, 10, 11) présentent des perforations de diamètre compris entre 1 et 2,5 mm, le nombre de perforations étant compris entre 10 et 20 par cm2. 14. Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les moyens pour appliquer une dépression sous les tamis filtrants (8, 9, 10, 11) sont agencés pour réaliser dans les chambres de collecte du jus sucré (27, 28,29,30) une pression résiduelle comprise entre 100 et 150 torrs.