Brevet FR2657357A1 — publié le 19910726

La présente invention a trait à l'extraction du sucre des betteraves par diffusion, opération consistant à soumettre les cassettes de betteraves à un lessivage à contre-courant au moyen d'eau chaude pour produire, d'une part, un jus sucré qui est épuré avant d'être concentré par évaporation puis soumis à une cristallisation et, d'autre part, des pulpes qui sont pressées, pour en extraire des eaux qui sont recyclées en diffusion, puis séchées. Pour réduire la teneur en matières pectiques du jus et améliorer le pressage des pulpes, il est connu de traiter les cossettes, avant la diffusion, avec une solution de monosaccharate de calcium, obtenu par addition de chaux vive à un jus sucré préalablement refroidi à une température convenable, pour fixer le calcium sur les cassettes. Pour effectuer ce traitement, on a utilisé un appareil constitué par un tapis perméable transportant les cossettes, en une couche épaisse, depuis un poste de chargement jusqu'à l'appareil de diffusion Pendant leur transport, les cossettes sont arrosées par une solution de monosaccharate froide (jus saccharaté) que l'on fait passer plusieurs fois à travers la couche de cassettes en réalisant une circulation à contre-courant, de sorte que la concentration en monosaccharate du jus saccharaté va en décroissant depuis son premier passage à travers la couche de cossettes (caté diffusion) jusqu'au dernier (c 6 té chargement), et la réaction de fixation du calcium sur les cassettes est progressive. Avant ce traitement, les cossettes sont lessivées pour entraîner les matières sèches contenues dans les cellules ouvertes On peut utiliser comme jus de lessivage du jus épuré ou, de préférence, du jus saccharaté épuisé; cette dernière solution a l'avantage de réduire le volume de jus épuré recyclé. La circulation à contre-courant du jus saccharaté et des cossettes entraîne l'obligation d'arroser les cossettes avec un jus à forte teneur en monosaccharate juste avant leur entrée dans l'appareil de diffusion Malgré les précautions prises (temps d'égouttage, cylindres de répression) , une fraction du jus saccharaté est entraînée par les cossettes sous forme de jus de rétention, dans 1 'appareil de diffusion. Or le monosaccharate est instable à la chaleur; dès son entrée dans le diffuseur, il se décompose en saccharose et chaux, et on sait que 1 'action de la chaux sur les cossettes provoque un certain nombre de réactions indésirables: désacetylation, formation de sels de chaux, floculation, etc Cet inconvénient est encore aggravé lorsque le jus saccharaté contient de la chaux hydratée (Ca OH 2) à cause d'une préparation mal contr'lée. Le but de la présente invention est de réaliser une circulation du jus saccharaté dans l'appareil de traitement préliminaire des cassettes permettant de diminuer dans de fortes proportions, ou même de réduire à zéro, la teneur en monosaccharate du jus de rétention, afin d'éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus, tout en maintenant des S conditions optimales pour la réaction entre jus et cossettes. Le procédé objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comporte une première étape au cours de laquelle les cossettes sont mises en contact avec une première solution de monosaccharate de calcium en créant une circulation à contre-courant de la solution et des cossettes, et une seconde étape au cours de laquelle les cassettes sont mises en contact avec une seconde solution de monosaccharate de calcium en créant une circulation à co-courant de la solution et des cossettes. Les conditions de traitement dans les première et seconde étapes seront choisies pour que la teneur finale en monosaccharate de calcium des solutions utilisées dans ces deux étapes sait pratiquement nulle. Après avoir été épuisée dans la première étape du traitement, la première solution pourra être utilisée pour lessiver les cassettes avant qu'elles ne soient soumises audit traitement. La seconde solution récupérée en fin de seconde étape pourra être utilisée pour préparer la première solution. 4- Différents types de réacteurs pourront être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention Si on utilise un appareil à tapis transporteur perméable, celui-ci sera équipé, dans sa partie amont, d'un premier jeu de distributeurs, collecteurs et pompes permettant de réaliser une circulation à contre- courant d'une première solution de monosaccharate de calcium et des cossettes, et, dans sa partie aval, d'un second jeu de distributeurs, collecteurs et pompes permettant de réaliser une circulation à concourant d'une seconde solution de monosaccharate de calcium et des cassettes. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et se réfère au dessin l'accompagnant qui est le schéma d'une installation pour la mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. Cette installation comporte un tapis transporteur perméable 10 qui peut être constitué par un transporteur à bande sans fin servant uniqtu E'_inent au traitement objet de l'invention et placé en tête de l'appareil de diffusion, ou par la partie amont d'un appareil de diffusion à tapis perméable sans fin Les cassettes sont chargées sur le tapis en A, pour former une couche 12 régulière et relativement épaisse, et sont soumises au traitement de calcification pendant leur transport du point A jusqu'au point B. Des distributeurs de liquide 14 à 19, constitués par des rampes d'arrosage ou des auges à déversoir disposées _ 5 transversalement au tapis 10, sur toute sa largeur, sont placés au- dessus de la couche de cassettes et espacés le long du transporteur Des collecteurs 22 à 27 sont placés sous le tapis pour recueillir les jus déversés par les distributeurs, après qu'ils aient traversé la couche de cassettes et le tapi s. Des pompes 28 à 33 assurent la circulation des jus des collecteurs vers les distributeurs. Les distributeurs 16 et 17 sont alimentés au moyen de pompes 38 et 40 par deux réacteurs 34 et 36 o est produit le jus monosaccharaté à partir de jus sucré et de chaux vive en poudre. En régime de marche normal, le jus saccharaté déversé par le distributeur 16 sur la couche de cassettes est recueilli dans le collecteur 24, repris par la pompe 30 et à nouveau déversé sur la couche de cassettes par le distributeur 15; il traverse ainsi plusieurs fois la couche de cassettes avant d'être recueilli dans le collecteur 22, la circulation du jus et des cassettes s'effectuant globalement en sens inverses. Au contact des cassettes, les ions calcium du monosaccharate dissous dans le jus se fixent sur les cossettes; celles-ci s'enrichissent donc: progressivement en ions calcium tandis que le jus s'appauvrit en monosaccharate au cours de cette première étape de traitement. Le débit et la teneur en monosaccharate du jus produit dans le réacteur 34 et le nombre de passages à travers la couche de cossettes sont choisis, de telle sorte que le jus -6- recueilli dans le collecteur 22 soit pratiquement épuisé en monosaccharate Ce jus est repris par la pompe 28 et utilisé pour lessiver les cassettes f raiches C, préalablement au traitement de calcification Une fraction de ce jus est retenue par les cassettes et l'autre partie est recueillie, après avoir traversé la couche de cassettes, dans un col lecteur 42 d 'o el le est envoyée, au moyen d 'une pompe 44, à l'atelier d'épuration n Le jus saccharaté déversé par le distributeur 17 situé immédiatement en aval du distributeur 16 en considérant le sens de déplacement des cossettes, est recueilli dans le collecteur 25, repris par la pompe 31 et à nouveau déversé sur la couche de cossettes par le distributeur 18 a il traverse ainsi plusieurs fois la couche de cossettes avant cid'être recueilli dans le collecteur 27, la circulation du jus et des cossettes s'effectuant globalement dans le même sens dans cette partie de l'installation g La réaction de fixation des ions calcium sur les cossettes se poursuit au cours de cette seconde étape, avec appauvrissement progressif du jus en monosaccharate. Le débit et la teneur en monosaccharate du jus alimentant le distributeur 17 et le nombre de passages à travers la couche de cassettes sont choisis, de telle sorte que la teneur en monosaccharate du jus recueilli dans le collecteur 27 soit pratiquement nulle Ce jus est envoyé, au moyen de la pompe 33, dans le réacteur 34 ot il est utilisé, pour produire le jus saccharaté alimentant le distributeur -7 - 16 Ce réacteur pourrait être un simple mélangeur o une fraction du jus provenant du collecteur 27 serait mélangée à du jus saccharaté produit dans un réacteur, par exemple le réacteur 36. Etant donné que le jus utilisé pour la préparation du jus saccharaté dans le réacteur 36, et éventuellement dans le réacteur 34, est du jus épuré, on a intérêt à en consommer un débit minimum Mais, par ailleurs, la réaction de calcification des cossettes est favorisée par un débit de jus important Par contre, une alcalinité trop élevée du jus peut favoriser la désacétylation des cossettes C'est pourquoi, il peut être avantageux de recycler une fraction du jus après son premier passage à travers la couche de cossettes, et éventuellement après les passages suivants, dans chacune des étapes de traitement On pourra ainsi renvoyer au distributeur 17 une partie du jus refoulé par la pompe 31, comme indiqué en traits discontinus sur le dessin; de même une fraction du jus refoulé par la pompe 30 pourra être renvoyée au distributeur 16. En variante, le distributeur 17 pourra être alimenté avec une fraction du jus saccharaté produit par le réacteur 36 et du jus recyclé prélevé au refoulement de la pompe 31; l'autre fraction du jus saccharaté produit par le réacteur 36 alimentera le distributeur 16 mélangée au jus soutiré du collecteur 27 par la pompe 33. _-8 _ Le procédé de l'invention permet de diminuer et même pratiquement de réduire à zéro la teneur en monosaccharate des jus de rétention introduits avec les cossettes dans l'appareil de diffusion et, par conséquent, de supprimer les inconvénients, décrits plus haut, liés à la 1 présence d'un excès de chaux en tête de diffusion Cette réduction de la teneur en monosaccharate des jus de rétention permet de diminuer, de 20 % à 30 %, les besoins en monosaccharate, d'o il résulte, notamment, une diminution des investissements dans l'installation de préparation de la poudre de chaux et du jus saccharat et un fonctionnement de l'installation de diffusion plus stable parce que non soumis aux fluctuations de la composition des jus de rétention Ce procédé permet aussi d'obtenir des jus de diffusion plus clairs, dont l'épuration est facilitée, et un débit de jus de lessivage plus élevé que dans le procédé connu et, par conséquent, un meilleur lavage des cossettes ouvertes. Des appareils de types différents de celui décrit ci- dessus pourraient être utilisés pour la mise en oeuvre de l'invention On pourrait, en particulier, utiliser une auge ou une cuve horizcontale munie d'une vis assurant le transport des cossettes d'une extr'emité à l'autre, d'entrées de jus en un point intermédiaire et de sorties de jus aux deux extrémités On pourrait aussi prévoir d'utiliser deux réacteurs séparés, un pour l 'étape à contre-courant et l'autre pour l'étape à co-courant. 9 - Il est bien entendu que ces modifications et toute celles résultant de la substitution de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1 Procédé pour le traitement préliminaire, avant diffusion, des cassettes de betteraves au moyen d'une solution de monosaccharate de calcium, caractérisé en ce qu'il comporte une première étape au cours de laquelle les cassettes sont mises en contact avec une première solution de monosaccharate de calcium en créant une circulation à contre-courant de la solution et des cossettes, et une seconde étape au cours de laquelle les cassettes sont mises en contact avec une seconde solution de monosaccharate de calcium en créant une circulation à concourant de la solution et des cassettes. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conditions de traitement dans la première étape sont choisies pour que la teneur en monosaccharate de calcium de la première solution, après qu'elle ait réagi avec les cassettes dans cette première étape, soit pratiquement nulle. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les conditions de traitement dans la seconde étape sont choisies pour que la teneur en monosaccharate de calcium de la seconde solution à la fin de cette seconde étape soit pratiquement nulle. 1 c- 11 - 4 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première solution est utilisée, après avoir réagi avec les cossettes dans la première étape, pour lessiver les cossettes avant qu'elles ne soient soumises à cette première étape de traitement. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que la seconde solution est utilisée, en fin de seconde étape, pour préparer la première solution. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première solution est préparée par mélange d'une fraction du jus monosaccharaté produit par un réacteur avec la solution récupérée en fin de seconde étape, et la seconde solution est préparée par mélange de l'autre fraction du jus monosaccharaté produit par ledit réacteur avec une partie recyclée de ladite seconde solution. 7 Appareil pour la mise en oeuvre quelconque des revendications 1 à 6, comporte une première section o première solution de monosaccharate contre-courant et une seconde section seconde solution de monosaccharate de courant. du procédé selon 1 'une caractérisé en ce qu'il les cossettes et une de calcium circulent a o les cossettes et une calcium circulent à co- 1 il 12 - 8 Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comportant un tapis transporteur perméable, sur lequel les cossettes sont chargées en couche d'épaisseur régulière, et caractérisée en ce qu'il est équipé, dans sa partie amont, d'un premier jeu de distributeurs ( 14-16), collecteurs ( 22-24) et pompes ( 28- ) permettant de réaliser une circulation à contre-courant des cossettes et d'une solution de monosaccharate de calcium, et dans sa partie aval, d'un second jeu de distributeurs ( 17- 19), collecteurs ( 25-27) et pompes ( 31-33) permettant de réaliser une circulation à co-courant des cossettes et d'une solution de monosaccharate de calcium.