Brevet FR2611215A1 — publié le 19880826

La présente invention a trait à la production en continu de cristaux de sucre à partir de sirops par évaporation sous vide suivant un procédé consistant à introduire du sirop concentré et des germes de cristallisation dans la première d'une série de cellules communiquant entre elles et a faire passer ce mélange successivement dans toutes les cellules où il reçoit un appoint de sirop et où il est chauffé pour provoquer l'évaporation d'une partie de l'eau du sirop, les débits d'alimentation en sirop des cellules étant réglés automatiquement pour maintenir la phase liquide dudit mélange en état de sursaturation stable de façon à provoquer, par cristallisation du sucre, le grossissement régulier des cristaux introduits dans la première cellule. Les germes cristallins sont géneralement introduits dans la première cellule, sous forme de magma, c'est-à-dire d'une suspension de petits cristaux dans un sirop. Dans les premiers appareils de cristallisation å marche continue industriels, on utilisait des germes de cristallisation très petits (grosseur moyenne : 1oo à 200 kum) et un débit de magma très faible de l'ordre de 1% du débit de masse-cuite produite. Dans ces appareils, il était très difficile de maitriser le grossissement des cristaux car une variation très faible et localisée de la sursaturation pouvait entrainer une refonte des cristaux ou une croissance trop rapide avec formation de macles.Le centrale de la marche de ces appareils etait également rendu difficile par le fait que la quantité de sucre oui cristallisait dans la ou les premières cellules était relativement faible, à cause de la surface de cristallisation réduite, alors que la quantité d'eau évaporée, qui est fonction de la surface des éléments chauffants fixée par construction, était la meme que dans les autres cellules. Cette difficulté était d'autant plus grande que le brix du sirop était plus élevé. Pour y remédier, il aurait fallu prévoir un faisceau de chauffage séparé et alimenté avec une vapeur å plus faible pression pour la ou les premières cellules ou isoler celles-ci des autres cellules et y maintenir une pression plus basse, mais cela aurait conduit à augmenter le coût de l'appareil et du système de régulation associé et complique son alimentation. Pour éliminer cette difficulté, les appareils plus récents fonctionnent avec un magma d'ensemencement contenant des cristaux beaucoup plus gros et dont les débits représentent de 20% à 30% du débit de la masse-cuite produite. Ces magmas sont produits dans des chaudières à cuire à marche discontinue ou par broyage d'une fraction de la masse-cuite.Dans tous les cas, ils nécessitent pour leur production un appareillage de capacité relativement importante dont le coût et la consommation énergétique s'ajoutent à ceux de l'appareil de cristallisation. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des procédés connus et de fournir un procédé permettant de produire une masse-cuite de qualité uniforme en utilisant une quantité de magma d'ensemencement relativement faible. Le procédé objet de la présente invention est caractérisé en ce que le débit de cristaux du magma d'ensemencement représente de 4% à 10% du débit de cristaux de la masse-cuite produite et la ou les premières cellules sont alimentées avec du sirop et avec un jus dilué ayant une teneur en matière sèche (brix) nettement inférieure à celle du sirop. De préférence le jus dilué sera mélangé au sirop avant l'introduction dans la ou les cellules concernées. En remplaçant une partie du sirop alimentant les premières cellules par un jus fortement dilué, on peut facilement maintenir la sursaturation à une valeur constante et faible et avoir un pourcentage de cristaux important en dépit de la faible cristallisation, sans avoir à réduire l'évaporation. Le débit de jus dilué nécessaire est très faible (de 0 à 500 h pour une production de masse-cuite de 80 TSh) et n'a pas d'influence sur les bilans de la sucrerie. Le débit de jus dilué pourra etre asservi au débit du sirop alimentant les premières cellules et/ou à son brix. Lorsque le brix du sirop sera inférieur à un seuil prédéterminé, l'addition de jus dilué sera stoppée. La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant qui montre, à titre d'exemple non-limitatif, le schéma d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. L'appareil de cristallisation à marche continue 1O représenté sur ce schéma comporte n cellules numérotées de 1 à n. La première cellule reçoit en 12 du magma dont le débit est réglé par un régulateur 14. Les cellules 1 et 2 reçoivent un mélange de sirop LS1 et de jus dilué JE et les cellules 3 à n sont alimentées exclusivement en sirop ; les débits d'alimentation des différentes cellules sont réglés par des régulateurs 16. L'installation comporte en outre un débitmètre 18 donnant le débit total de sirop consommé par l'installation, un débitmètre 20 donnant le débit de vapeur de chauffage consommé, un appareil de mesure 22 du brix de la masse-cuite extrait de la dernière cellule, un appareil de mesure 24 du brix de la masse en cours de cristallisation dans une cellule intermédiaire et un régulateur de débit de jus dilué 26. La valeur de consigne CEm du régulateur 14 est déterminée par un calculateur en fonction du débit total et du brix du sirop. Les valeurs de consigne CEi des régulateurs 16 sont déterminées par le calculateur en fonction du débit de vapeur de chauffage, du brix du sirop, et du brix de la masse-cuite extraite de la dernière cellule ou du brix de la masse en cours de cristallisation dans une cellule intermédiaire. La valeur de consigne CEj du régulateur 26 est calculée en fonction du débit total de sirop alimentant les cellules 1 et 2 et du brix du sirop. Les exemples comparatifs suivants mettent en évidence l'avantage résultant d'une alimentation mixte sirop - jus dilué de la première cellule d'un appareil de cristallisation à marche continue. Exemple 1 La première cellule est alimentée avec 6,07 T/H d'un magma ayant un brix de 88, une teneur en cristaux de 39%, une température de 80*C et une pureté de 93,50 et avec 5,86 T/H d'un sirop ayant un brix de 75, une température de 800C et une pureté de 93,5. Le rapport cristaux magma / cristaux masse-cuite produite est de 6,12%. La sursaturation dans cette cellule est maintenue à 1,09, le temps de séjour est de 24,4 minutes et la quantité d'eau évaporée est de 0,92 T/H. Le produit sortant de la- première cellule a les caractéristiques suivantes : débit : 11,1 T/H ; brix 88,5 pureté 93,50 ; teneur en cristaux 38,3 ; sursaturation de la liqueur-mère 1,09. EXEMPLE 2 La première cellule est alimentée avec 6,07 T/H d'un nagma ayant les memes caractéristiques que celui de l'exemple 1, avec 2,37 T/H d'un sirop ayant un brix de 75, une température de 80C et une pureté de 93,5 et avec 0,5t T/H d'un jus prélevé en amont de l'atelier de concentration par évaporation ayant un brix de 18, une température de 800C et une pureté de 93,5. Le rapport cristaux magma / cristaux masse-cuite produite est de 612%. La sursaturation dans cette cellule est maintenue à une valeur de 1,04 ; le temps de séjour est de 33 minutes et la quantité d'eau évaporée est de 0,87 T/H. Le produit sortant de la première cellule a les caractéristiques suivantes débit 7,99 T/H ; brix 89,2 ; pureté 93,5 ; teneur en cristaux 43,9 ; sursaturation de la liqueur-mère 1,04. En comparant ces deux exemples, on voit qu'en remplaçant une partie du sirop alimentant la première cellule par du jus à faible brix, on peut maintenir dans celle-ci une sursaturation plus faible et on augmente la teneur en cristaux ce qui réduit les risques de formation de nouveaux cristaux de petites dimensions et de macles. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la production en continu de cristaux: de sucre à partir d'un siropXpar évaporation sous videlconsistant à introduire du sirop concentré et un magma d'ensemencement dans la première d'une série de cellules communiquant entre elles et à faire passer ce mélange successivement dans toutes les cellules où il reçoit un appoint de sirop et où il est chauffé pour provoquer l'évaporation d'une partie de l'eau du sirop, les débits d'alimentation en sirop des cellules étant réglés automatiquement pour maintenir la phase liquide dudit mélange en état de sursaturation de façon à provoquer, par cristallisation du sucre, le grossissement régulier des cristaux introduits dans la première cellule, caractérisé en ce que le débit de cristaux du magma d'ensemencement représente de 4% à 10% du débit de cristaux de la masse-cuite extraite de la dernière cellule et au moins la première cellule est alimentée avec du sirop et avec un jus dilué ayant une teneur en matières sèches nettement inférieure à celle du sirop. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le jus dilué est mélangé au sirop avant l'introduction dans la ou les premières cellules 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le débit de jus dilué est réglé en fonction du débit de sirop alimentant la ou les premières cellules et du brix du sirop. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on coupe l'alimentation en jus dilué quand le brix du sirop devient inférieur à une valeur prédéterminée.