Brevet FR2695403A1 — publié le 19940311

La Présente invention concerne un procede de conduite de la cristallisation pour réduire les pertes en tartrate de chaux lors de la transformation du tartrate Acide de potassuim des vinasses de lies ou de piquettes de marcs en tatrate de chaux. n s'agit de la conduite de la cristallisation de tartrate de chaux à partir de solutions aqueuses contenant du tartrate acide de potassium dissous, vinasses de lies, vinasses de piquettes de marc, vinasses de vins préconcentrées. Les deux opérations, objet de l'invention, sont rajoutées aux séquences du procédé principal et ont pour but de réduire les pertes en acide tantrique dans les eaux-mères évacuées. la première opération consiste à refroidir instantanément la vinasse réactionnée. Ce flash provoque "un grainage", génération de fins cristaux. Cette opération conduite en fin de réaction calcique R et avant cristallisation C permet un grossissement de ces fins cristaux avant les étages de séparation des cristaux. La deuxième opération consiste à recycler ces fins cristaux en tête de réaction calcique où déjà commence la cristallisation. Ces fins cristaux génèrent donc des gros cristaux TCA dans les cuves de réaction et de cristallisation qui sont facilement séparables par décantation statique ou par hydrocyclones primaires. Dans les procédés classiques les vinasses sont évacuées chaudes de-l'atelier de distillation à des températures comprises habituellement entre 75"c et 100 c qui permettent la dissolution totale du tartrate acide de potassium. I1 est souhaitable de conduire à chaud la réaction de transformation du tartrate acide de potassium en tartrate de chaux par addition de sels de chaux. Le refroidissement des vinasses réactionnées pour obtenir un meilleur épuisement des eauxmères en tartrate de chaux dissous et en sursaturation ne se fait pas ou mal. Les échangeurs liquide - liquide testés ont souvent été abandonnés à cause des incrustations qui apparaissent sur les parois. Un refroidissement naturel par augmentation du volume de cuverie n' a pas été bénéfique, les températures intermédiaires 55"c - 44"c favorisant le développement de bactéries thermophiles consommatrices d'acide tartrique. Dans les conditions actuelles, en sortie des cuves de cristallisation les vinasses ont souvent une température supérieure à 65"c. Aussi les pertes en tartrate de chaux, exprimées en acide tartrique évoluent selon les installations et les matières premières entre des valeurs comprises entre 2,5 et 7 gr/l. Les valeurs moyennes de 3 - 4 gril sont considérées comme habituelles. Nous nous proposons de réduire ces pertes à moins de 1,5 gr/l par le refroidissement rapide qui réduit la sursaturation et la teneur en tartrate dissous mais également en définissant deux ensembles de cristaux, les plus gros faciles à évacuer et les plus fins recyclés pour former les gros cristaux. Ainsi les pertes par microcristaux difficiles à capter deviennent négligeables. Le dispositif de refroidissement (planche 1/1) des vinasses après réaction calcique R, que nous préconisons consiste en un pot de détente sous vide D. La vinasse est pulvérisée en fines gouttes définissant une surface d'échange importante qui permet le refroidissement instantané et l'effet "flash" de grainage. Le refroidissement à coeur du liquide ne provoque pas de dépôts cristallins sur les parois. La vapeur émise lors de la mise sous vide est condensée dans le condenseur E relié à un dispositif de vide V suffisant pour éliminer tous les incondensables et particulièrement le C02 dissous.Nous recommandons de travailler à des vides compris entre 0,050 bar absolu et 0,100 bar absolu qui définissent des températures de vinasses dans la fourchette 32 - 45"c. A ce niveau de température, il n'est pas nécessaire d'utiliser un groupe frigorifique pour transférer les calories sur l'échangeur E. Une eau recirculée sur aéro-refrigérant permet d'assurer le transfert thermique. D'autres systèmes de refroidissement peuvent être envisagés, comme le passage direct sur un aéro-refrigérant ou un échangeur adapté, qui réduisent les risques de dépôts sur les parois. La gestion des cristaux constitue le deuxième point important du procédé. Le grainage par refroidissement flash entre les cuves de réaction et les cuves de cristallisation génère des petits cristaux homogènes qui grossissent au cours du transit dans les cuves de cristallisation ce qui leur permet d'atteindre une taille suffisante pour une séparation par hydrocyclones. Ces cristaux sont recyclés par hydrocyclones ou décanteuse continue dans les cuves de réaction calcique et servent de base pour la formation des gros cristaux qui se forment dans ces cuves. Ces gros cristaux TCa sont facilement séparables par décantation statique et à fortiori par hydrocyclones. Ils peuvent être lavés et séchés facilement et constituent la production de tartrate de chaux. Ce procédé est mis en oeuvre sur les produits riches en tartrate acide de potassium, comme les vinasses de lies, de vins ou de piquettes de marcs. La même application peut être faite sur des vinasses de vins préconcentrées, sur des eaux de détartrage et sur toute solution aqueuse contenant des sels dissous d'acide tartrique. La récupération d'autres sels peu solubles peut se faire en application du procédé si le procédé de récupération est comparable à celui de l'acide tartrique sous forme de tartrate de chaux. A noter que les séquences de réaction et de cristallisation peuvent être conduites en discontinu, le refroidissement lui se faisant toujours en continu pour assurer le grainage par effet 'flash" instantané. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour réduire les pertes en tartrate de chaux lors de la "réaction calcique" - cristallisation des vinasses de lies ou de piquettes de marc caractérisé en ce qu'il comporte deux opérations continues consécutives : première opération en fin de réaction calcique consistant en un refroidissement instantané des vinasses réactionnées, seconde opération consistant en une captation des germes cristallins en fin de cristallisation pour les recycler en tête de réaction calcique. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le refroidissement instantané des vinasses est fait par mise sous vide de la vinasse réactionnée à travers un pot de détente D par pulvérisation. 3 - Procédé selon revendication 1 caractérisé par le fait que le refroidissement instantané des vinasses est fait par le passage sur un aéro-refrigérateur ou un échangeur adapté. 4 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la captation des germes cristallins générés par le refroidissement instantané se fait après la ou les cuves de cristallisation C ce qui provoque le grossissement de ces germes. 5 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que les cristaux transitant par la ou les cuves de cristallisation, sont composés de deux ensembles, les gros cristaux TCa facilement séparés par décantation statique ou par hydrocyclones et les fins cristaux (germes grossis) séparés par hydrocyclones ou décanteuse centrifuge et recyclés en tête de la ou des cuves de réaction R. 6 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la vapeur émise sous vide est condensée dans le condenseur E relié à un dispositif de vide suffisant V pour éliminer tous les incondensables à la pression souhaitée. 7 - Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la température de refroidissement instantanée doit se situer entre 32 et 45"c ce qui correspond à des valeurs de pression dans le pot de détente comprises entre 0,050 et O, 1 bar absolu, pour une température de vinasse réactionnée avant refroidissement comprise entre 750c et 100 c, de manière à limiter les pertes moyennes attendues à une valeur égale ou inférieure à 1,5 gr/l de tartrate de chaux exprimé en acide tartrique. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 7 caractérisé par le fait que les opérations de réaction et de cristallisation sont réalisées en discontinu ou en continu, l'opération de refroidissement étant assurée quant à elle en continu pour assurer le grainage par effet de flash instantané. 9 - Application du procédé selon l'une quelconque des revendications l à 8 au traitement des vinasses de lies ou de piquettes de marcs, mais également au traitement des vinasses de vins, des eaux de détartrage et de toutes solutions contenant des sels dissous