Brevet FR3008714A1 — publié le 20150123

L'invention concerne un procédé de traitement de pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre. Actuellement, le sucre des betteraves est extrait en les découpant en cossettes, par diffusion au moyen d'eau chaude, dans un appareil appelé diffuseur. A la sortie du diffuseur, on obtient, d'une part, des pulpes humides qui sont éventuellement pressées et éventuellement séchées et des jus sucrés qui sont épurés, puis concentrés par évaporation, et enfin soumis à cristallisation dans des appareils à cuire. Les pulpes humides, pressées ou séchées trouvent une application particulière comme fourrage pour l'alimentation des animaux. Ces opérations nécessitent des apports d'énergie importants, que ce soit thermique ou électrique. On a donc cherché à réduire ces apports d'énergie au moyen de différentes solutions, notamment en utilisant pour la diffusion les eaux de pressage des pulpes réchauffées au moyen des eaux condensées des appareils d'évaporation et/ou de cristallisation, et en ajoutant avant pressage des adjuvants de pressage permettant d'augmenter la teneur en matières sèches des pulpes pressées. On connaît, par exemple, du document EP 0 132 420, une sucrerie comprenant un appareil de diffusion, une presse à pulpes, un sécheur à pulpes et au moins un appareil de carbonatation pour l'épuration des jus sucrés. Dans ce document on réduit les apports énergétiques en utilisant une partie de la chaleur sensible et de la chaleur latente de condensation des gaz d'échappement humides du sécheur à pulpes et ou de l'appareil de carbonatation pour réchauffer les eaux de pressage des pulpes et les eaux d'appoint utilisées pour la diffusion. Une telle installation requiert une chaudière fonctionnant au fioul qui engendre des coûts conséquents. De plus, une telle chaudière émet de grosses quantités 25 de dioxyde de carbone. Il en est de même pour la transformation des cossettes en alimentation pour les animaux, les cossettes devant être déshydratées pour pouvoir être conservées. Cette opération est réalisée par le biais d'un sécheur à gaz chauds consommant généralement du combustible fossile et rejetant dans ces cas beaucoup de dioxyde de 30 carbone. On connait encore du document US 2010/0178403 un procédé permettant de réduire les émissions de dioxyde de carbone lors du séchage des pulpes de betterave. Pour cela, le procédé comprend une étape dans laquelle on ajoute une fraction colloïdale alcaline, c'est-à-dire une fraction des « non-sucre », lors du séchage afin d'augmenter l'évaporation d'eau et la teneur en matière sèche, ce qui permet de réduire la température d'entrée du sécheur et ainsi réduire les émissions de dioxyde de carbone. Un tel procédé permet certes de réduire l'énergie consommée au niveau du sécheur et de réduire les émissions de dioxyde de carbone, mais un tel procédé ne permet pas de réduire significativement la consommation en énergie fossile. L'invention a pour objectif de proposer un procédé de traitement de pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre qui permet de réduire plus encore la consommation d'énergie fossile et par delà les émissions de dioxyde de carbone. Encore un autre objectif de l'invention est, au moins dans un mode de réalisation particulier, de fournir un procédé simple à mettre en oeuvre à partir des installations actuelles. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de traitement de pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre, mis en oeuvre dans une installation comprenant, des moyens de diffusion, des moyens de pressage des pulpes, un sécheur à pulpes et une chaudière destinée à alimenter en énergie au moins une partie des équipements de l'installation de la sucrerie, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - on extrait le jus sucré des cossettes par diffusion, obtenant des pulpes humides, - on presse les pulpes humides au moyen de la presse à pulpes, obtenant des pulpes pressées, - on sèche les pulpes pressées au moyen du sécheur à pulpes, obtenant des pulpes séchées. Selon, l'invention, on utilise les pulpes séchées obtenues comme combustible pour alimenter la chaudière. Selon un aspect avantageux de l'invention, on recycle les fumées issues de la chaudière dans le sécheur pour sécher les pulpes humides. Selon une approche particulièrement simple, les pulpes séchées ont une teneur en matière sèche d'au moins 50%, préférentiellement 70% et plus. Avantageusement, on traite les gaz issus des pulpes sèches brulées par le biais de moyens de filtration. L'invention concerne également une installation conçue pour la mise en oeuvre du procédé, convenant pour le traitement des pulpes de betteraves à sucre, comprenant : - des moyens de diffusion apte à extraire le jus sucré des cossettes; - des moyens de pressage des pulpes apte à réduire le taux d'humidité des pulpes humides ; un sécheur à pulpes apte à déshydrater les pulpes pressées ; une chaudière apte à alimenter en énergie au moins une partie des équipements de l'installation. Selon l'invention, l'installation comprend un circuit d'alimentation en pulpes séchées vers la chaudière pour l'alimenter en combustible. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'installation comprend un circuit de recyclage des fumées issues de la chaudière vers le sécheur pour sécher les pulpes humides. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est un schéma d'un procédé de traitement des cossettes de betteraves à sucre selon l'art antérieur ; - la figure 2 est un schéma d'une installation sucrière selon l'art antérieur ; - la figure 3 est un schéma d'un procédé de traitement des pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre selon l'invention. Comme précédemment évoqué, le principe général de l'invention repose donc sur la mise en oeuvre d'un procédé de traitement de pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre. L'installation sucrière 10, selon l'art antérieur, détaillée à la figure 2 comprend, de manière classique, des moyens de lavage et de découpage 19 des betteraves après leur réception à la sucrerie, des moyens de diffusion 20 tels qu'un diffuseur tour par exemple, des moyens de pressage des pulpes 30 tels que des presses à pulpes, un sécheur à pulpes 40, notamment à gaz chaud, des moyens d'épuration 21 destinés à éliminer les impuretés, des moyens de concentration 22 destinés à éliminer l'eau, des moyens de cristallisation et de séchage 23. L'installation 10 comprend également une chaudière 50 alimentée en combustible fossile et destinée à alimenter en énergie au moins une partie des équipements de l'installation. Plus précisément, la chaudière 50 crée de la vapeur à haute température passant au travers d'un ou plusieurs turbo-alternateurs 51, ce qui permet d'une part de générer de l'électricité pour alimenter l'installation, et d'autre part de fournir la vapeur nécessaire pour les moyens de concentration 22. Dans un souci d'économie d'énergie, l'homme du métier a été amené à réutiliser la vapeur issue des moyens de concentration 22 dans les moyens de diffusion20, les moyens d'épuration 21 et les moyens de cristallisation et de séchage 23. Selon le procédé de l'art antérieur illustré à la figure 1, dans un premier temps, les betteraves sont découpées sous la frome de lanières rigides appelées cossettes. L'extraction du jus sucré à partir des cossettes se fait par une opération de diffusion au cours de laquelle les cossettes circulent à contre-courant avec de l'eau chaude dont la température est comprise entre 70 et 75°C. L'étape de la diffusion est réalisée par le biais des moyens de diffusion 20 comme un diffuseur tour par exemple. Bien évidement, d'autres types de diffuseurs connus de l'homme du métier peuvent être utilisés, tels qu'un diffuseur à tapis ou un diffuseur rotatif ou un diffuseur à vis. En sortie des moyens de diffusion 20, on obtient d'un côté le jus sucré et de l'autre les cossettes « épuisées », appelées pulpes humides. En sortie des moyens de diffusion 20, les pulpes humides contiennent environ 90% d'eau. Les pulpes humides sont pressées par le biais de moyens de pressage 30 tels que des presses à pulpes afin d'extraire une grande partie de l'eau. Les pulpes sont alors appelées pulpes pressées et contiennent entre 20% et 30% de matière sèche. Les pulpes pressées sont ensuite séchées au moyen du sécheur à pulpes 40 de telle façon à obtenir des pulpes séchées contenant, par exemple, au moins 85 % de matière sèche. Le sécheur à pulpes 40 est alimenté en combustible fossile afin de produire le gaz chaud nécessaire à la déshydratation des pulpes pressées. Cependant et selon les estimations des inventeurs, une telle installation consomme beaucoup de combustible fossile, notamment la chaudière, ce qui représente un coût important, et rejette beaucoup de dioxyde de carbone. Il est de mérite du demandeur de proposer une installation dont la consommation de fioul et les rejets de dioxyde de carbone peuvent être sensiblement diminués. Ainsi, l'invention propose d'utiliser les pulpes séchées comme combustible pour la chaudière 5, permettant de limiter la consommation en combustible fossile de l'installation, et plus précisément la consommation en combustible fossile de la ou les chaudières alimentant l'installation sucrière 1 en énergie. Le procédé d'extraction du sucre n'étant pas modifié, l'installation 1 comprend le même équipement qu'une installation 10 de l'art antérieur, ainsi qu'un ou plusieurs turbo- alternateurs 8 pour générer de l'électricité et fournir la vapeur à l'installation. Selon les estimations de l'inventeur, la réutilisation des pulpes séchées en tant que combustible pour la chaudière 5 peut permettre de réduire la consommation en fioul de 60%. Tel qu'illustré à la figure 3, à titre d'exemple non limitatif l'installation 1 comprend des moyens de diffusion 2, des moyens de pressage des pulpes 3, un sécheur à pulpes 4 et une chaudière 5 destinée à alimenter en énergie au moins une partie des équipements de l'installation. Selon l'invention, l'installation 1 pour le traitement de pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre comprend un circuit d'alimentation 7 en pulpes séchées vers la chaudière 5 pour l'alimenter en combustible. Les pulpes séchées sortant du sécheur de pulpes peuvent être acheminées par le biais de moyens de convoyage, tel qu'un tapis ou roulant par exemple, les moyens de convoyage transportant les pulpes séchées vers des silos de stockage équipés pour réguler l'alimentation en pulpes séchées de la chaudière 5. Comme illustré à la figure 3, le sécheur à pulpes 4 peut éventuellement être alimenté en combustible selon les besoins de l'installation. On peut également imaginer, selon une autre alternative, que les pulpes séchées sont transportées par camion benne, par exemple, jusqu'aux silos de stockage selon les besoins et/ou l'organisation de l'installation 1. La chaudière 5 doit être une chaudière spécifique pour brûler les pulpes séchées, se rapprochant d'une chaudière à bagasse par exemple. Il est également 5 prévu de maintenir un appoint en fioul, notamment pour le démarrage de la chaudière 5, ou encore en tant que complément. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, illustré à la figure 3, on recycle les fumées issues de la chaudière 5 dans le sécheur à pulpes 4 pour sécher les pulpes humides. 10 Un circuit de recyclage des fumées issues de la chaudière 5 vers le sécheur à pulpes 4 est prévu pour acheminer les fumées et sécher les pulpes humides. Un tel recyclage permet de réduire significativement la consommation en combustible de l'installation, et en particulier de l'ensemble chaudière/sécheur à pulpes, et ainsi le bilan des émissions de dioxyde de carbone, 15 Selon les estimations de l'inventeur, le recyclage des fumées issues de la chaudière 5 permettrait de réduire les émissions de dioxyde de carbone d'environ 70%. Afin d'obtenir un bon rendement, les pulpes séchées peuvent présenter une teneur en matière sèche d'au moins 50%, et plus préférentiellement d'au moins 20 70%. Cela permet aux pulpes séchées de brûler facilement dans la chaudière 5. De manière avantageuse, les gaz issus des pulpes sèches brulées peuvent être traités par le biais de moyens de traitement 6, par lavage ou cyclonage par exemple. Les fumées s'échappant de la chaudière 5 peuvent contenir des matières pouvant avoir, sur le long terme, des répercussions néfastes sur le fonctionnement du 25 sécheur à pulpes 4. Les fumées peuvent être soumises à un traitement préalable avant de les utiliser pour sécher les pulpes pressées. Naturellement, d'autres modes de réalisation auraient pu être envisagés pas l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. NOMENCLATURE Procédé selon l'invention (Figures 3) 1. Installation, 2. Moyens de diffusion, 3. Moyens de pressage, 4. Sécheur à pulpes, 5. Chaudière, 6. Moyens de traitement des fumées, 7. Circuit alimentation, 8. Turbo-alternateur, C. Cossettes, Cb. Combustible, PH. Pulpes humides, PP. Pulpes pressées, PS. Pulpes séchées. Procédé et installation selon l'art antérieur (Figure 1 et 2) : 10. Installation, 19. Moyens de lavage et découpage, 20. Moyens de diffusion, 21. Moyens d'épuration, 22. Moyens de concentration, 23. Moyens de cristallisation et séchage, 30. Moyens de pressage, 40. Sécheur à pulpes, 50. Chaudière, 51. Turbo-alternateur. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement de pulpes obtenues à partir de cossettes de betteraves à sucre, mis en oeuvre dans une installation (1) comprenant, des moyens de diffusion (2), des moyens de pressage des pulpes (3), un sécheur à pulpes (4) et une chaudière (5) destinée à alimenter en énergie au moins une partie des équipements de l'installation (1), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : on extrait le jus sucré des cossettes au moyen des moyens de diffusion (2), obtenant des pulpes humides, - on presse les pulpes humides au moyen de moyens de pressage à pulpes (3), obtenant des pulpes pressées, - on sèche les pulpes pressées au moyen du sécheur à pulpes (4), obtenant des pulpes séchées caractérisé en ce qu'on utilise les pulpes séchées obtenues comme combustible pour alimenter la chaudière (5). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on recycle les fumées issues de la chaudière (5) dans le sécheur à pulpes (4) pour sécher les pulpes humides. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les pulpes séchées ont une teneur en matière sèche d'au moins 70%, et plus préférentiellement d'au moins 75%. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel on traite les gaz résultants des pulpes sèches brulées par le biais de moyens de filtration (6). 5. Installation (1) conçue pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, convenant pour le traitement des pulpes de betteraves à sucre, 30 comprenant : - des moyens de diffusion (2) aptes à extraire le jus sucré des cossettes ;- des moyens de pressage (3) des pulpes aptes à réduire le taux d'humidité des pulpes humides ; un sécheur à pulpes (4) apte à déshydrater les pulpes sur-pressées ; une chaudière (5) apte à alimenter en énergie au moins une partie des équipements de l'installation (1) ; caractérisé en ce que ladite installation (1) comprend un circuit d'alimentation en pulpes séchées vers la chaudière (5) pour l'alimenter en combustible. 6. Installation (1) selon la revendication 5, comprenant un circuit de recyclage des fumées issues de la chaudière (5) vers le sécheur à pulpes (4) pour sécher les pulpes humides.