Brevet FR2795428A1 — publié le 20001229

PROCÉDÉ ET INSTALLATION D'EXTRACTION D'UN JUS SUCRÉ La présente invention concerne d'une manière générale un procédé et une installation d'extraction d'un jus sucré à partir de betteraves ou chicorée, et plus particulièrement un procédé et une installation d'extraction dans lesquels on utilise seulement deux étages d'extraction par pressage successifs. Les procédés classiques de diffusion de l'art antérieur emploient des extracteurs dans lesquels on fait passer à contre-courant de cossettes de betteraves sucrières et un solvant d'extraction à haute température tel que de l'eau chaude, le sucre étant extrait par diffusion sans qu'il y ait pressage des cossettes. Pour obtenir une extraction convenable, le temps de contact doit être relativement long, ce qui nécessite des extracteurs de grande longueur et de maintenir le solvant d'extraction tel que l'eau à une température élevée sur la totalité de la zone d'extraction; par exemple à une température de l'ordre de 70 C. Ces exigences font que les coûts d'infrastructure et les coûts d'exploitation, en particulier en ce qui concerne le bilan énergétique, sont élevés. En outre, ces procédés classiques se traduisent par un rejet important de CO2 dans l'atmosphère, du fait de l'épuration calco- carbonique classique du jus sucré obtenu. La présente invention a donc pour objet de fournir un procédé d'extraction d'un jus sucré à partir de betteraves sucrières ou de chicorée nécessitant une infrastructure moins coûteuse, un coût énergétique moindre et qui se traduit par une absence de rejet de CO2 dans l'atmosphère au niveau de l'épuration. En outre, le procédé de l'invention permet l'obtention d'un jus sucré de meilleure qualité que les procédés de diffusion de l'art antérieur car nécessitant de plus faibles températures, l'oxydation réduite de la matière première évite la mise en solution de produits non sucrés indésirables et limite les développements microbiens avec pour conséquences des teneurs très réduites en composés organiques dans les jus sucrés obtenus. L'invention concerne également une installation de production d'un jus sucré mettant en oeuvre le procédé ci-dessus. On atteint les buts ci-dessus selon l'invention au moyen d'un procédé d'extraction d'un jus sucré à partir de betteraves sucrières ou de chicorée, comprenant le traitement successif d'une râpure de betteraves sucrières ou de chicorée dans seulement deux étages d'extraction par pressages en série, le second étage d'extraction par pressage étant constitué par au moins un filtre-presse, et le jus sucré obtenu par filtration/pressage dans le filtre-presse étant soit mélangé au jus extrait du premier étage d'extraction, soit au moins en partie recyclé avec la râpure fraîche alimentant le premier étage d'extraction, cependant qu'une quantité prédéterminée d'eau est introduite au moins dans la râpure alimentant le second étage d'extraction. Plus précisément, selon l'invention, le procédé d'extraction d'un jus sucré final à partir d'une râpure fraîche de betteraves ou de chicorée, comprend uniquement deux étapes successives d'extraction par pressage dans lesquelles sont produits, respectivement, dans la première étape, un premier jus sucré et une première râpure pressée et dans la seconde étape, un second jus sucré et une seconde râpure pressée et se caractérise par le fait que: - la première étape d'extraction comprend le passage dans un premier moyen de pressage de la râpure fraîche et additionnée éventuellement d'eau ou d'une partie au moins du second jus sucré; et - la deuxième étape d'extraction comprend le passage dans un second moyen de pressage constitué d'au moins un filtre-presse à plateaux membranes et fonctionnement cyclique d'un second mélange d'alimentation comprenant la première râpure pressée issue du premier moyen de pressage et une quantité prédéterminée d'eau. Dans une réalisation recommandée de l'invention, le second moyen de pressage est constitué par plusieurs filtres-presses à plateaux membranes et fonctionnement cyclique, par exemple deux, agencés en parallèle. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé d'extraction ci-dessus caractérisé par le fait qu'il comprend un ensemble d'extraction par pressage comprenant uniquement deux étages d'extraction par pressage en série, le second étage d'extraction par pressage étant constitué par un filtre-presse à plateaux membranes et fonctionnement cyclique ou par plusieurs filtres presses à plateaux membranes et fonctionnement cyclique agencés en parallèle. La suite de la description se réfère à la figure unique annexée qui représente une vue schématique d'une réalisation d'une installation de mise en oeuvre du procédé d'extraction selon l'invention. En se référant à cette figure, le procédé d'extraction d'un jus sucré à partir de betteraves sucrières ou de chicorée comprend deux étages d'extraction par pressage PR1, FP, agencés en série, le premier étage d'extraction par pressage PR1 étant alimenté par un mélange d'alimentation A0 contenant de la râpure fraîche R0 et fournissant en sortie un premier jus sucré J1 et une première râpure pressée R1, et le second étage d'extraction FP recevant un mélange d'alimentation Ai contenant la première râpure pressée Ri1 et fournissant en sortie un second jus sucré J2 et une seconde râpure pressée R2. Plus précisément, le premier étage d'extraction comprend une presse PRI, par exemple une presse de type bi-vis alimentée par une goulotte verticale d'alimentation évasée G1, de taille suffisante pour permettre un bon gavage de la presse et un équilibre aussi parfait que possible entre la concentration en sucre de la phase cellulosique et de la phase liquide avec un mélange d'alimentation A0 contentant de la râpure fraîche R0 de betteraves sucrières ou de chicorée et au moins une partie du second jus sucré J2 issu du second étage d'extraction par pressage FP. L'utilisation d'une râpure, c'est-à-dire d'une matière première de betteraves ou chicorée réduite en particules de taille moyenne de 1 à 10 mm, de préférence 2 à 4 mm, contrairement aux cossettes habituellement utilisées favorise l'extraction du sucre des cellules par opération de lessivage / pressage. La première râpure pressée et partiellement épuisée R1 issue de la première presse PR1, éventuellement mélangée avec un refus solide récupéré à partir du premier jus sucré J1 et une partie J"2 du second jus sucré J2, comme on le verra plus précisément ci-dessous, est en général additionnée d'une quantité prédéterminée d'eau pour former le mélange d'alimentation Ai du second étage d'extraction par pressage FP. Dans ce second étage d'extraction par pressage, qui est constitué par au moins un filtre-presse à plateaux membranés et fonctionnement cyclique FP, le mélange d'alimentation AI1 est cycliquement filtré puis pressé pour obtenir un second jus sucré J2 et une seconde râpure pressée R2 qui est évacuée en vue de son stockage et de sa transformation généralement en aliments pour bétail. Plus précisément, comme cela est bien connu, le filtre-presse FP fonctionne par cycles successifs de filtration et de pressage. Lors du cycle de fonctionnement en filtration du filtre-presse FP, une fraction J'2 du second jus sucré J2 est séparée par filtration de la première râpure pressée RI qui s'accumule sous forme de gâteaux sur les plateaux membranes du filtre-presse. Cette première fraction J'2 du second jus sucré J2 est récupérée dans un bac B'2 et pompée au moyen d'une pompe P'2 pour être mélangée à la râpure fraîche R0 pour former le mélange d'alimentation A0 du premier étage d'extraction PR1. Lors du cycle de compression du filtre-presse, les gâteaux de râpure sur les plateaux à membranes du filtre-presse FP sont pressés pour en extraire une fraction supplémentaire J"2 du second jus sucré, puis la seconde râpure pressée R2 est évacuée du filtre-presse et convoyée, par exemple par un tapis roulant, jusqu'à un lieu de stockage. Cette seconde fraction J"2 du second jus sucré J2 est récupérée dans un bac B"2 et pompée par une pompe P"2 pour de préférence être mélangée avec la première râpure pressée RI1 en vue de former le mélange d'alimentation Ai du second étage d'extraction par pressage constitué par le filtre- presse FP. Comme le montre la figure, le premier jus sucré JI1 issu du premier étage d'extraction par pressage PRI est recueilli dans un bac B1 puis pompé au moyen d'une pompe PI sur un tamis T afin de séparer de ce premier jus sucré JI un jus sucré final JS et un refus solide RF. De préférence, le refus solide est mélangé également avec la première râpure pressée R 1 issue du premier étage d'extraction par pressage PR1 pour former le mélange d'alimentation AI du second étage d'extraction par pressage FP. Le jus sucré JS issu du premier étage d'extraction par pressage PR1 est récupéré, épuré et traité de manière classique. Toutefois, avec le procédé de l'invention, il est possible d'utiliser une épuration simplifiée du jus final JS par coagulation / floculation avec une très petite quantité de chaux (1 à 3 g/litre) au lieu d'une épuration calcocarbonique classique. Le jus final traité est alors décanté et le jus clair obtenu est, comme cela est classique, sulfité puis filtré. Comme le montre la figure, la première râpure pressée R1, le refus solide RF du tamis T et la fraction J"2 du second jus sucré J2 sont mélangés dans un mélangeur M1, pompés et additionnés d'une quantité prédéterminée d'eau pour former le mélange d'alimentation A1 du second étage d'extraction par pressage constitué par le filtre- presse FP. Une quantité complémentaire d'eau est ajoutée pour assurer le désucrage des gâteaux de râpure dans le filtre-presse (de 100 à 500 kg d'eau / tonne de betteraves). Cette eau est généralement introduite à une température variant de 30 à 90 C, de préférence à une température de l'ordre de 60 C. Cette eau peut être introduite uniquement au niveau de l'alimentation du second étage d'extraction par pressage constitué par le filtre-presse FP (fonction de désucrage) ou peut être introduite en plus du niveau de l'alimentation du filtre-presse FP, en plusieurs autres points de l'installation, par exemple dans le bac B"2 de récupération de la fraction J"2 du second jus sucré J2 ou encore dans le bac B'2 de récupération de la fraction J'2 du second jus sucré J2, ou encore dans le bac M1. Bien que de préférence, comme décrit précédemment, les fractions J'2 et J"2 du second jus sucré J2 soient utilisées de façon différenciée, on pourrait mélanger ces fractions et les utiliser simplement pour être mélangées avec la rapure fraîche R0. Toutefois, l'utilisation différenciée décrite des fractions du second jus sucré J2 permet d'assurer une meilleure efficacité au procédé d'extraction. En variante, on pourrait utiliser à la place de l'unique filtre- presse représenté, plusieurs filtres-presses fonctionnant en parallèle, par exemple deux filtres-presses, pour assurer une continuité de débit. Eventuellement, on peut prévoir une étape de réchauffage du second jus sucré J2 par exemple au moyen d'un réchauffeur afin de régler la température de la râpure dans le premier étage d'extraction PR 1. Exemple On a fait fonctionner l'installation décrite ci-dessus dans les conditions suivantes: Débit massique de râpure fraîche R0: i 400 kg/heure Débit massique de la première râpure pressée RI: 500 kg/heure Débit massique de la seconde râpure pressée R2: 250 kg/heure Débit massique d'eau: 500 kg/heure Température du mélange: 40 à 50 C Après traitement du jus sucré J1 tamisé avec du bisulfite à un débit de bisulfite MA à 20 kg/heure, on a obtenu un jus sucré final ayant une pureté de 86 %. La teneur en sucre de la seconde râpure pressée R2 était de 0,55 % en poids. REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction d'un jus sucré final (JS) à partir d'une râpure fraîche de betteraves ou de chicorée (R0) comprenant uniquement deux étapes successives d'extraction par pressage dans lesquelles sont produits, respectivement, dans la première étape un premier jus sucré (J1) et une première râpure pressée (RI) et dans la seconde étape, un second jus sucré (J2) et une seconde râpure pressée (R2), caractérisé en ce que: - la première étape de pressage comprend le passage dans un premier moyen de pressage (PRI) de la râpure fraîche (R0) éventuellement additionnée d'eau ou d'au moins une fraction du second jus sucré (J2); et - la deuxième étape de pressage comprend le passage dans un second moyen de pressage (FP) constitué d'au moins un filtre- presse à plateaux membranes et fonctionnement cyclique d'un second mélange d'alimentation (A1) comprenant la première râpure pressée (R1) issue du premier moyen de pressage (PR 1) et une quantité prédéterminée d'eau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen de pressage est une presse bi-vis. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second moyen de pressage (FP) est constitué de plusieurs filtres-presses à plateaux membranes et fonctionnement cyclique agencés en parallèle. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier jus sucré (J1) est soumis à une étape de tamisage pour séparer le jus sucré final (JS) d'un refus solide (RF). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le refus solide (RF) est ajouté au second mélange d'alimentation (A1). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second moyen de pressage (FP) fonctionne par cycles successifs de filtration et de pressage produisant respectivement un second jus sucré de filtration (J'2) et un second jus sucré de pressage (J"2) et en ce que la fraction du second jus sucré (J2) rajoutée au premier m6lange d'alimentation (AO) est le second jus sucré de filtration (J'2). 7. Proc6dé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second jus sucré de pressage (J"2) est rajout6 au second mélange d'alimentation (A 1). 8. Installation pour la mise en oeuvre du procéd6 d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'il comprend un semble de pressage comprenant uniquement un premier moyen de pressage (PR1) en série avec un second moyen de pressage (FP) constituée d'un filtre-presse à plateaux membranes et fonctionnement cyclique ou de plusieurs filtres-presses à plateaux membranes et fonctionnement cyclique en parallèle.