Brevet FR2615699A1 — publié le 19881202

L'invention concerne un procédé pour réduire la teneur en sulfate de potassium des vinasses et le produit obtenu. Les vinasses sont le résidu de la distillation des vins alcooliques de fermentation. Le problème de l'utilisation de ces vinasses existe depuis longtemps. Une solution consiste à les utiliser comme engrais dans es champs avoisinant la distillerie. Une telle utilisation est, toutefois, peu valorisante, et souvent impossible. Les vinasses peuvent aussi être utilisées pour l'alimentation du bétail, à condition toutefois de réduire fortement leur teneur en sulfate de potassium. On sait bien éliminer une partie du sulfate de potassium par un processus de concentration des vinasses de façon à dépasser le point de saturation du sulfate de potassium et provoquer une cristallisation de ce dernier. On peut alors facilement éliminer le sulfate de potassium cristallisé de la solution concentrée. Malheureusement, ce procédé ne permet d'éliminer qu'une partie insuffisante du sulfate de potassium étant donné que la solubilité du sulfate de potassium dans l'eau est assez élevée (environ 16,5 g de 504K2 pou 100 g d'eau à 500C), et le produit-obtenu contient encore trop de SO4K2 pour convenir parfaitement à l'alimentation du bétail. D'autres procédés plus efficaces ont.été proposés pour éliminer le sulfate de potassium des vinasses, mais ils ont l'inconvénient d'être coûteux et compliquées à mettre en oeuvre, de sorte qu'ils n'ont pas eu de succès. Il existe donc un besoin pour un procédé simple et économique permettant de réduire substantiellement la teneur en sulfate de potassium des vinasses provenant de -la distillation des vins fermentés. L'invention vise à fournir un tel procédé. L'invention est basée sur la découverte que l'addition d'alcool éthylique aux vinasses préalablement convenablement concentrées permet d'-accroître considérablement la quantité de sulfate de potassium que l'on peut cristalliser et séparer de la solution concentrée. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour réduire la teneur en sulfate de potassium de vinasses de distilleries, selon lequel a) on concentre les vinasses aqueuses diluées de distilleries de façon que la concentration en matières sèches du sirop aqueux résultant soit comprise entre 55 et 70 Ó en poids b) on cristallise la partie du sulfate de potassium en excès par rapport à celle correspondant à la limite de solubilité du sulfate de potassium dans lessirop obtenu en (a) ; et c) on sépare le sulfate de potassium cristallisé du sirop résiduel, caractérisé en ce que, avant l'étape (b) ou pendant celle-ci, on ajoute au sirop aqueux de vinasses de l'alcool éthylique en une quantité telle que l'alcool représente 8 à 35 en poids du total eau + alcool éthylique, et en ce que, après l'étape (c), on élimine substantiellement l'alcool éthylique du sirop résiduel et, éventuellement, on concentre ledit sirop. La concentration des vinasses dans l'étape (a) est avantageusement conduite jusqu'à l'obtention d'un sirop de vinasses concentré contenant 55 à 70 en poids de matières sèches, de préférence 60 à 65 en poids. En dessous de 55% en poids, la réduction de la teneur en e,O4K2 devient médiocre et au-dessus de 708 Ó en poids, le sirop devient trop visqueux pour être facilement manipulable, malgré la réduction sensible de viscosité provoquée par l'addition d'alcool. par L'étape de concentration (a) peut être effectuée,/exemple, dans un évaporateur à multiple ePffee / q ou par osmose inverse. La cristallisation du sulfate de potassium est effectuée en ajoutant au sirop obtenu dans l'étape (a) de l'alcool éthylique en une proportion comprise entre 8 et 35 environ par rapport au total eau + alcool éthylique. En dessous de 8R ó d'alcool, l'accroissement de la quantité de 50 4K2 cristallisé par rapport à celle pouvant être obtenue sans addition d'alcool n'est pas assez important et au-dess-us de 35 d'alcool, la séparation de l'alcool ajouté à partir du sirop résiduel requiert une installation consommant beaucoup d'énergie, ce qui affecte la rentabilité du procédé. On préfère utiliser une addition de 10 à 30 Ó inclusivement d'alcool.On peut utiliser toute qualité d'alcool éthylique pour l'addition en question, de préférence une qualité peu coûteuse telle que l'alcool dit "mauvais goût". La cristallisation s'effectue habituellement en un temps de 2 à 6 heures environ, de préférence 4 à 5 heures, dans un malaxeur ou similaire, suivi d'une installation de décantation ou d'essorage centrifuge pour opérer la séparation du 504ka cristallisé. La température de cristallisation n'est pas critique; On l'effectuera commodément à la température à laquelle se trouve le sirop concentré à sa sortie de l'installation de concentration. Les exemples non limitatifs suivants sont donnés en vue d'illustrer le procédé de l'invention. Dans ces exemples, on a utilisé l'installation illustrée schématiquement sur la figure unique du dessin annexé. Cette installation comprend un dispositif I de concentration des vinasses diluées, tel que, par exemple, un évaporateur à multiple effet de type classique, produisant à sa sortie un sirop concentré contenant 55-70 Ó en poids de matières sèches. A sa sortie du dispositif 1 de concentration, le sirop concentré est envoyé dans un malaxeur-cristalliseur 2 où il est mélangé avec de l'alcool éthylique, par exemple de l'alcool dit "ma.uvais goût" à 92,5X en poids d'alcool éthylique, arrivant par le conduit 3. Le malaxeurcristalliseur peut être du type vertical ou horizontal. L'addition d'alcool au malaxeur, outre qu'elle permet de cristalliser une proportion accrue de sulfate de potassium, présente l'avantage supplémentaire de réduire la viscosité du magma et de faciliter ainsi la séparation des phases. A la sortie du malaxeur, le sirop contenant du 504K2 cristallisé est amené à un dispositif de séparation des cristaux 4, tel qu'une essoreuse centrifuge, dans lequel on opère la séparation du 504K2 cristallisé qui est déchargé en 5 et du sirop résiduel qui est pompé par la pompe 6 vers la caisse d'un évaporateur final 7. Dans cet évaporateur l'alcool et de l'eau excédentaire sont évacués à l'état de vapeurs par le conduit 8 tandis que le sirop dépotassifié et désalcoolisé est extrait par le conduit 9. Les vapeurs alcooliques venant du conduit 8 peuvent être soit condensées, soit injectées dans la colonne de distillation de l'alcool "à mauvais goût" pour récupération et recyclage de l'alcool. Si désiré, le 50 4K2 séparé en 5 peut être soumis à une opération de séchage (non représentée), comme connu en soi. Exemples 1 et 2 et exemple-témoin A (sans addition d'alcool). Dans ces exemples, on utilise les abréviations suivantes MSO = quantité en kg de matières sèches à l'exception du sulfate de potassium SUK = quantité en kg de sulfate de potassium 504K2 MS = quantité en kg de matières sèches = MSO + SUK PSU = SUK x 100 MS B = Ó de matières sèches Dans ces exemples, on est parti de vinasses diluées ayant la composition en poids suivante MSO = 75 MS = 107 SUK = 32 B = 10 EAU = 963 PSU = 29,91 TOTAL 1070 kg. La quantité de vinasses sus-indiquée (1070 kg) correspond aux vinasses obtenues pour 1 hectolitre d'alcool pur produit par la distillerie. Ces vinasses sont concentrées dans un dispositif d'évaporation à multiple effet de façon à éliminer 905,38 kg d'eau et à obtenir un sirop concentré de vinasses ayant la composition suivante MSO = 75 MS = 107 SUK = 32 B = 65 EAU = 57,62 PSU = 29,91 TOTAL 164,62 kg A sa sortie du dispositif d'évaporation, le sirop se trouve à une température de 80 C environ et est introduit dans le malaxeur, dans lequel on ajoute par exemple de l'alcool éthylique,/à 92,5% en poids (alcool "mauvais goût" par exemple). Dans l'exemple 1, on ajoute 6,98 kg de cet alcool à 92,5 en poids, soit 6,46 kg d'alcool éthylique + 0,52 kg d'eau, tandis que dans l'exemple 2, on ajoute 15,90 kg de cet alcool à 92,5% en poids, soit 14,71 kg d'alcool éthylique + 1,19 kg d'eau. Dans l'exemple témoin A, on n'ajoute pas d'alcool. On obtient ainsi dans les trois cas un mélange ayant la composition suivante : EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 EXEMPLE A MSO 75 75 75 SUK 32 32 32 ALCOOL 6,46 14,71 0 EAU 58,14 58,81 57,62 TOTAL 171,60 180,52 164,62 EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 EXEMPLE I MS 107 107 107 B 62,35 59,27 65 PSU 29,91 29,91 29,91 ALCOOL 0,10 0,20 0 EAU+ALCOOL Après un séjour d'environ 5 heures dans le malaxeur, on essore le produit obtenu pour en'séparer le S04K2 ayant cristallisé. Dans le cas de l'exemple 1, on sépare 27,90 kg de SUK tandis que, dans l'exemple 2, on en sépare 30,26 kg. Dans le cas de l'exemple-témoin A, on n'en sépare que 22,49 kg. Les sirops dépotassifiés résultants ont la composition suivante EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 EXEMPLE } MSO 75 75 75 SUK 4,10 1,74 9,51 ALCOOL 6,46 14,71 0 EAU 58,14 58,81 57,61 TOTAL .143,70 150,26 142,13 MS 79,10 76,74 84,51 B 55,05 51,07 59,46 PSU 5,18 2,27 11,25 Les sirops dépotassifiés sont envoyés dans l'évaporateur 7 pour en séparer l'alcool éthylique et pour les reconcentrer à la teneur de 65 ó en matières sèches qu'ils avaient --------- avant la cristallisation. Les vapeurs alcooliques sortant de l'évaporateur 7 peuvent être envoyées vers une colonne de distillation, par exemple celle de l'alcool "mauvais goût" afin de produire de l'alcool à 92,5 en poids. Les sirops de vinasses concentrés et dépotassifiés produits ont la composition suivante EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 EXEMPLE A MSO 75 75 75 SUK 4,10 1,74 9,51 EAU 42,59 41,32 45,51 TOTAL 121,69 118,06 130,02 MS 79,10 76,74 84,51 B 65 65 65 PSU 5,18 2,27 11,25 Le PSU des sirops dépotassifiés finals se compare avantageusement à celui obtenu (PSU = 11,25) dans le procédé classique par cristallisation du SO 4K2 sans addition d'alcool, et ceci grâce aux pourcentages d'extraction du SUK supérieurs à celui du procédé classique (87,19 et 94,56 contre 70,28). Les sirops de vinasses obtenus par le procédé de l'invention peuvent être utilisés dans l'alimentation animale. On pourrait aussi extraire des sirops des matières utiles de valeur élevée telles que des protéines ou des acides aminés. Il va de soi que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Un procédé pour réduire la teneur en sulfate de potassium de vinasses de distilleries, selon lequel a) on concentre les vinasses aqueuses diluées de distilleries de façon que la concentration en matières sèches du sirop aqueux résultant soit comprise entre 55 et 70 Ó en poids b) on cristallise la partie de sulfate de potassium en excès par rapport à celle correspondante à la limite de solubilité du sulfate de potassium dans le sirop obtenu en (a) (c) on sépare le sulfate de potassium cristallisé du sirop résiduel, caractérisé en ce que, avant l'étape (b) ou pendant celle-ci, on ajoute au sirop aqueux de vinasses de l'alcool éthylique en une quantité telle que l'alcool représenté 8 à 35 ó en poids du total eau + alcool éthylique, et en ce que, après l'étape (c), on élimine substantiellement l'alcool éthylique du sirop résiduel et, éventuellement, on concentre ledit sirop. 2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'étape (a), on concentre les vinasses aqueuses diluées jus'qu'à une teneur en matières sèches de 60 à 65 en poids. 3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute 10 à 30 ó d'alcool éthylique sur 1a base du total eau + alcool. 4. Sirop de vinasses concentré et dépotassifié produit par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.