Brevet FR2699552A1 — publié le 19940624

La présente invention concerne le procédé de production de flegmes éthanoliques à partir de produits concentrés sucrés. Le procédé permet de réduire en économie d'énergie la quantité de vinasses à évaporer. Sur un atelier de distillation en production de flegmes, de façon habituelle, une préconcentration des vinasses destinées à la concentration se fait en pied de colonne distillatrice par un chauffeur tubulaire simple ou un pré-évaporateur couplé à la distillatrice. Cette disposition classique de pré-concentration des vinasses ne permet pas d'utiliser le compresseur à jets permettant de réduire la consommation de vapeur spécifique de la colonne. Cette application en économie d'énergie par utilisation d'un pot de détente approprié fait l'objet d'une demande de brevet n0 9214006 de l'U.N.G.D.A., inventeur : Pierre COGAT. L'originalité de notre invention est de proposer le maintien de ce dispositif d'économie d'énergie par refroidissement des vinasses par un compresseur à jets, tout en assurant la pré-concentration des vinasses sur l'atelier de distillation considéré, en évacuant les flegmasses sur une colonne de Lutter, en recyclant ce qui est possible des vinasses faibles et en pré-évaporant les vinasses destinées à la concentration sur un évaporateur multiple effet à contre courant. Le système proposé est particulièrement performant puisque pour une consommation de vapeur HP voisine de 140 kg par hectolitre d'alcool pur, il est possible: - de produire des flegmes haut degré 95,7 - 95,8 GL, - d'éliminer les composés soufrés volatils, - de réduire la masse de vinasses faibles d'environ 90 kg, - d'évaporer 350 kg d'eau environ à partir de vinasse à concentrer, - de produire des condensats d'évaporation pré-épurés par entrainement à la vapeur, - de fournir une vinasse recyclable refroidie. Le procédé objet de l'invention comprend un chauffage des colonnes Distillatrice "D" et Lutter "Lu" par un dispositif d'économie d'énergie utilisant le compresseur à jets pour refroidir les vinasses et économisant 35 à 40% de la vapeur nécessaire au chauffage de la colonne Distillatrice. Le compresseur à jets travaille à la fois sur les vinasses sortant de la Distillatrice mais également sur les flegmasses sortant de la colonne de Lutter. Le réchauffage du vin alimentaire de la colonne se fait par des échangeurs vin/vinasses et vin/flegmasses, mais également par l'intermédiaire d'un chauffe-vin placé en tête de colonne de Dégazage "De". Le chauffe-vin ne prélève pas la totalité des calories disponibles et un condenseur de garde est nécessaire. Le condenseur est alimenté par un fluide de refroidissement constitué par les condensats d'évaporation ce qui évide tout risque d'incrustation ou tout traitement d'eau. En sortie de l'échangeur vin/vinasse, la vinasse est suffisamment refroidie ~ 350C pour être utilisée en partie sur l'atelier de fermentation éthanolique sans refroidissement complémentaire. La masse de vinasse recyclée dépend de la pureté des produits sucrés utilisés en fermentation et des conditions de gestion de ladite fermentation. Pour des produits sucrés de type sirop ou EP I, le recyclage de vinasse peut représenter 60% de la vinasse faible et la concentration des vinasses "extraites" peut être pratiquement réalisée en totalité sur le pré-évaporateur situé en tête de colonne. Cette pré-évaporation de vinasse destinée à la concentration se fait sur un évaporateur multiple effet à contre-courant. Les calories nécessaires à son fonctionnement sont fournies par la chaleur latente de condensation des vapeurs émises en tête de colonne de concentration. Ainsi l'investissement évaporation supprime les chauffe-vin et condenseur placés habituellement à cet endroit. Nous prévoyons que le pré-évaporateur multiple effet placé en tête de colonne soit alimenté en vinasse froide à contre-courant pour récupérer au mieux l'énergie et fournir une vinasse chaude à la concentration finale. Le point froid sous vide de cet évaporateur est assuré par un condenseur à mélange qui reçoit l'ensemble des condensats transitant en co-courant sur l'évaporateur. Cette disposition permet d'avoir des condensats gérables en fluide réfrigérant utilisable également sur le condenseur de la colonne de dégazage. Ces condensats passent sur un aéroréfrigérant qui élimine une partie de la pollution volatile et de la masse des condensats. Ainsi ces condensats "strippés" sont plus faciles à gérer sur une station d'épuration biologique. La mise en place de la colonne de Lutter et le refroidissement des flegmasses sur un pot de détente distinct permet d'évacuer des flegmasses épuisées en énergie qui évacuent une quantité significative d'acidité organique volatile. Ce dispositif facilite le recyclage partiel de la vinasse faible ainsi pré-épurée. Ce procédé, objet de l'invention, s'applique à la production de flegmes éthanoliques de moûts fermentés obtenus par fermentation de produits concentrés sucrés d'origine diverses : betteraves, céréales, hydrolysats de matières lignocellulosiques, etc REVENDICATIONS 1. Procédé de production de flegmes éthanoliques à partir de produits concentrés sucrés permettant de réduire en économie d'énergie la quantité de vinasses à évaporer caractérisé en ce qu'il met en oeuvre l'ensemble des dispositifs suivants: - un chauffage de la colonne Distillatrice "D" et de la colonne de Lutter "Lu" par un ensemble de refroidissement des vinasses et flegmasses utilisant un compresseur à jets de vapeur, - un réchauffage du vin alimentaire des colonnes de Dégazage "de" et de la colonne Distillatrice "D" par les vinasses, les flegmasses et les calories prélevées en tête de colonne de dégazage, - un recyclage des vinasses refroidies en fermentation, - une pré-évaporation des vinasses destinées à la concentration sur un évaporateur multiple effet "E" à contre-courant sous vide alimenté en énergie par la condensation des vapeurs alcooliques émises en tête de colonne de concentration "C" 2. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce que le compresseur à jets est alimenté par de la vapeur haute pression en quantité voisine de 140 kg ce qui permet la production de Ihl de flegmes haut degré exprimé en alcool pur, la réduction des vinasses faibles d'environ 90 kg et la pré-évaporation d'environ 350 kg d'eau à partir des vinasses destinées à la concentration. 3. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce que pour éviter l'usage d'une eau de refroidissement externe on met en place un pré-évaporateur multiple effet sous vide refroidi par ses propres condensats traités sur un aéroréfrigérant "R". 4. Procédé selon la revendication 3. caractérisé en ce que les condensats traités sur l'aéroréfrigérant subissent un "stripping" réduisant leur charge polluante et favorisant leur épuration par voie biologique. 5. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce que les flegmasses de la colonne de Lutter sont refroidies par le compresseur à jets sur un pot de détente distinct. 6. Procédé selon la revendication 1. caractérisé en ce que le réchauffage final du vin alimentaire se fait par un condenseur chauffe-vin placé en tête de colonne de dégazage, le solde des calories évacuées étant condensé sur un échangeur condenseur distinct alimenté par les condensats de l'évaporation "E" préalablement refroidis. 7. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1. à 6. à tout atelier de production de flegmes éthanoliques à partir de moûts fermentés de produits concentrés sucrés dont le procédé de fermentation autorise le recyclage partiel de vinasses.