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La présente invention se rapporte à un procédé de traitement de solutions aqueuses sucrées, et plus particulièrement à un procédé de trai- tement des liqueurs effluentes dans la cristallisation, au moyen de processus de désalification.
Dans le traitement, par exemple de la betterave sucrière et de la canne à sucre en vue de former du sucrose, un des problèmes principaux est d'assurer que les jus bruts dilués formés soient purifiés, concentrés et cristallisés économiquement et suivant un mode techniquement avantageux.
A cet effet, plusieurs processus préliminaires de purification s'avèrent nécessaires. Ainsi, on sépare autant que possible tous les colloïdes et substances non sucrées de nature organique et minérale capables d'être précipitées dans les conditions de réaction existantes, par exemple par des méthodes très différentes où l'on utilise du CaO, du MgO ou du CO2, ou des mélanges de ces subtanceso Néanmoins des croûtes et dépôts continuent à se produire dans les évaporateurs et l'appareil de cuisson, ce qui fait que la consommation de vapeur est augmentée dans une mesure telle que le processus devient impraticable et que la qualité des jus en est également défavorablement influencée.
Par conséquent, d'autres méthodes de purification ont été introduites; elles consistent en ce que les jus sucrés, après une purification initiale de la, manière conventionnelle, sont débarrassés presque complètement, par des échangeurs de base, des agents responsables de la dureté ( = ions de métaux alcalino-terreux, etc.) ou même complètement désalifiés et décolorés par l'application d'échangeurs de cations et d'anions. On peut utiliser ce 'procédé pour la purification de jus dilués, de liquides provenant du trai- 'tement ultérieur, et même pour la purification des mélasses.
Le degré élevé de pureté du jus concentré ainsi formé rend nécessaire l'exécution de plusieurs ébullitions, étant donné qu'avec une seule ébulli- tion il n'est pas possible de dépasser une teneur maximum en cristaux d'environ 60 %.
Cet emploi de plusieurs cuissons conduit à un accroissement de main-d'oeuvre, à une consommation de vapeur élevée et à des pertes de cuisson accrues.
Au surplus on produit toujours un dernier effluent (mélasses), qui ,ne peut pas être cristallisé davantage, mais qui contient cependant envi- ron 50 % de sucre. Ce procédé et les conditions de traitement peuvent être déduits dans leur principe du diagramme 1 se trouvant en annexe.
Contrairement à ceci, on vient de découvrir qu'il est possible d'opé- rer avec moins de cuissons et d'obtenir un sucre de qualité comestible ayant au moins la qualité du sucre blanc, sans la formation de mélasse, à la condition que le processus de désalification des jus sucrés soit combiné à un recyclage des jus désalifiés de manière à ce que les effluents, qui ne peuvent être cuits pour donner un sucre blanc vendable, soient désalifiés et renvoyés au processus de fabricationo
Suivant l'invention, le processus adopté est que le jus concentré est produit de la manière courante, et que ce jus est soumis à une cuisson sous vide, cristallisé et centrifugé. On obtient ainsi un sucre cristallisé, prêt à la vente, et un effluent.
Ce dernier est dilué jusqu'à 5 à 50 Brix, de préférence 35 Brix, filtré jusqu'à limpidité, puis désalifié à l'ai- de d'une installation d'échangeur d'ionso
Cette dernière peut consister en des échangeurs de cations à l'extrémité d' entrée et en des échangeurs d'anions à l'extrémité de sortie. Il est toute - fois possible aussi d'opérer de manière à ce que tout d'abord une résine échangeuse d'anions, fortement basique, soit appliquée et qu'ensuite une
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résine échangeuse de cations soit appliquée pour enlever l'alcali qui s'est formé.
L'extraction des sels peut aussi se faire à l'aide de filtres à lits mixtes, qui contiennent les résines échangeuses de cations et d'anions dans une seule colonne filtrante.
Ces procédés sont par exemple révélés dans les brevets américains 2.413.844 du 7 janvier 1947, 2.388.194 du 30 octobre 1945, 2.388.195 du 30 octobre 1945, 2.388.222 du 30 octobre 1945, 2.388.224 du 30 octobre 1945 et 2.560.504 du 10 juillet 1951. On peut aussi extraire le sel des jus en utilisant d'autres procédés, comme par exemple l'électrodialyse, si on le désire avec emploi de menbranes d'échange d'ions.
En outre, on peut purifier les jus par un procédé où l'on utilise une phase opératoire d'électrodialyse en combinaison avec une phase opératoire d'échange d'ions comme révélé par exemple dans le brevet américain 2.688.572 du 7 septembre 1952. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, il est en outre avantageux d'employer des échangeurs d'ions qui effectuent simulta- nément la décoloration des jus, comme par exemple des échangeurs d'anions basés sur des condensats amine-formaldéhyde (brevet belge n 520.410 du 3 juin 1953).
Il est toutefois possible aussi de prévoir des mesures spéciales pour décolo- rer les jus, comme par exemple l'emploi de charbons actifs, de noirs d'animal et/ou de résines décolorantes.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, il est essentiel que la purification des jus et des substances effluentes rentrées en cycle se fasse dans une mesure telle que l'on obtienne un sucre de qualité comestible ayant au moins la qualité du sucre blanc par la cuisson ultérieure en commun avec les jus obtenus directement à partir de bettera- ve ou.de canne. ll s'est; avéré particulièrement avantageux que la pureté des jus recyclés soit maintenue, à au moins 93 %, obtenant de bons résultats d'autant plus que la pureté est élevée.
Suivant l'agencement de l'installation, il peut devenir nécessaire de refroidir les jus à des températures d'environ 20 C.
Ce jus prétraité est alors renvoyé soit directement dans le processus de fabrication en le mélangeant avec le jus concentré ou le jus dilué et en le traitant conjointement avec ces jus, ou bien on le concentre préalable- ment dans une installation d'évaporation à multiple effet qui est raccordée en parallèle avec l'évaporation normale de jus dilué, jusqu'à une concentration conventionnelle dfenviron 60-70 Brix.
Ce jus concentré séparément peut alors être cuit à lui seul ou conjointement avec le jus concentré, directement obtenu à partir de betterave.
Si l'on utilise la méthode dans laquelle le jus désalifié et con- centré est mis à cuire séparément sous vide, cristallisé et centrifugé, il se forme un sucre blanc, prêt à la vente, et un effluent.
Celui-ci est mélangé suivant l'invention avec le jus concentré d'abord for- mé dans le traitement des betteraves, si bien que suivant ce système on uti- lise deux cuissons, tandis que suivant le procédé expliqué plus haut on n'utilise seulement qu'une cuisson.
Une comparaison des diagrammes 2-4 représentés dans les dessins d'accompagnement met ceci mieux en évidence.
Suivant l'invention, il est également possible que l'effluent du raffinage du sucre brut soit purifié de la manière précédemment décrite et que ce jus purifié soit concentré avec du sucre d'affinage.
L'emploi de ce mode opératoire dans ce cas élimine aussi la nécessité d'em- ployer les quatre cuissons ou davantage autrefois nécessaires.
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On obtient du sucre prêt à être consommé et ayant au moins la qualité de sucre blanc en une cuisson, ou au plus deux, sans qu'il y ait formation de mélasses; voir diagramme 5.
En outre l'invention permet de purifier, en plus des effluents mentionnés plus haut, également les mélasses produites par les processus de cuisson conventionnels, les substances déchargées ou le sucre à faible degré de pureté, de la manière conforme à l'invention, et de les introduire dans le processus de fabrication en accord avec les processus possibles décrits plus hauto
Comme montré dans les diagrammes 2-5, il est possible avec ce pro- cessus de traitement d'éviter complètement un effluent final (c'est-à-dire les mélasses), étant donné que l'enlèvement des substances non sucrées du cycle est assurée par l'extraction des sels des effluents.
La seconde installation d'évaporation pour la concentration des liquides de décharge et effluents désalifiés, raccordée en parallèle à la station d'évaporation normale, permet que les vapeurs qui s'y forment soient utilisées conjointement avec les vapeurs de l'évaporation de jus dilué conventionnelle pour d'autres usages, par exemple pour un préchauf- fage dans des stades antérieurs; par conséquent une consommation de chaleur spéciale n'est pas nécessaire pour la concentration de la solution désali- fiée. Le diagramme 6 montre ce mode d'utilisation des vapeurs.
En dépit de la nécessité d'avoir tout d'abord à diluer les effluents et à les concentrer de nouveau ensuite, on réalise une économie considérable de vapeur comparativement au procédé conventionnel en évitant plusieurs stades de cuisson.
En outre, on réalise une économie substantielle en frais de trai- tement et d'installation en se passant des chaudières, réfrigérateurs et centrifugeuses qui seraient sans cela nécessaires pour les stades de cuisson qui ont été éliminés.
REVENDICATIONS.
1/ Procédé de traitement des liqueurs effluentes dans la cristalli- sation du sucre, caractérisé en ce que l'on amène une liqueur effluente, qui ne peut plus être cuite pour donner une qualité de sucre blanc, à une pureté d'au moins 93 % par un processus de désalif ication qui est connu en soi, et en ce que l'on soumet la liqueur effluente désalifiée à un processus de cuisson et de cristallisation pour obtenir un sucre ayant au moins la qualité du sucre blanc.