BR102020006522A2 - SUGAR TREATMENT PROCESS - Google Patents
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Abstract
a invenção refere-se a um processo de tratamento de açúcar, compreendendo sucessivamente: uma primeira filtração frontal de um caldo açucarado para obter um primeiro filtrado; uma segunda filtração frontal do primeiro filtrado para obter um segundo filtrado; e colocar em contato o segundo filtrado com uma resina de cromatografia de troca catiônica de modo a carregar a resina catiônica bivalente e coletar um caldo açucarado atenuado, a resina sendo disposta na forma de um leito com uma altura h de 0,75 a 3 metros. a invenção também se refere a um dispositivo de tratamento de açúcar.the invention relates to a sugar treatment process, successively comprising: a first frontal filtration of a sugary broth to obtain a first filtrate; a second frontal filtration of the first filtrate to obtain a second filtrate; and put the second filtrate in contact with a cation exchange chromatography resin in order to load the divalent cationic resin and collect an attenuated sugar broth, the resin being arranged in the form of a bed with a height of 0.75 to 3 meters . the invention also relates to a sugar treatment device.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um processo de tratamento de açúcar, incluindo uma etapa de atenuação de um caldo açucarado sobre uma resina de cromatografia de troca iônica. A presente invenção refere-se igualmente a um dispositivo de tratamento de açúcar que permite notadamente a atenuação de um caldo açucarado.[001] The present invention relates to a sugar treatment process, including a step of attenuating a sugary broth over an ion exchange chromatography resin. The present invention also relates to a sugar treatment device that notably allows the attenuation of a sugary broth.
[002] A produção de açúcar refinado a partir da cana-de-açúcar compreende um certo número de tratamentos realizados na indústria açucareira seguidos de um certo número de tratamentos suplementares realizados em refinaria.[002] The production of refined sugar from sugar cane comprises a number of treatments carried out in the sugar industry followed by a number of supplementary treatments carried out at a refinery.
[003] Na indústria açucareira, as principais etapas são a extração do açúcar por moagem, isto é, a prensagem da cana ou por difusão para obter um caldo açucarado bruto, a clarificação deste caldo utilizando cal a fim de precipitar um certo número de impurezas assim como para adição de dióxido de carbono (carbonatação) ou de anidrido sulfuroso (sulfitação) de modo a precipitar a cal em excesso, a filtração ou a decantação do caldo tratado, a concentração do caldo restante e enfim a cristalização e a centrifugação do açúcar, que conduzem à obtenção do açúcar mascavo, por um lado, e de um melaço, por outro lado.[003] In the sugar industry, the main steps are the extraction of sugar by grinding, that is, the pressing of cane or by diffusion to obtain a raw sugary juice, the clarification of this juice using lime in order to precipitate a certain number of impurities as well as adding carbon dioxide (carbonation) or sulfur dioxide (sulfitation) in order to precipitate excess lime, filtering or decanting the treated juice, concentrating the remaining juice and finally crystallizing and centrifuging the sugar , which lead to obtaining brown sugar, on the one hand, and molasses, on the other hand.
[004] Em refinaria, as principais operações às quais o açúcar mascavo é submetido são um refino (lavagem dos cristais por uma solução aquosa saturada de açúcar após centrifugação) para eliminar as impurezas situadas na superfície dos cristais, uma recolocação em solução do açúcar resultante, uma clarificação, uma descoloração e uma cristalização.[004] In refineries, the main operations to which brown sugar is subjected are refining (washing the crystals with a saturated aqueous solution of sugar after centrifugation) to eliminate impurities located on the surface of the crystals, a replacement in solution of the resulting sugar , clarification, discoloration and crystallization.
[005] No entanto, o excesso de cal precipitada, notadamente na forma de carbonato de cálcio (CaCÜ3) ou de sulfato de cálcio (CaSÜ4), pode causar problemas ao se acumular e se precipitar nos equipamentos assim como em tubulações ao longo do tempo. Mais precisamente, os depósitos de minerais podem ser formados no evaporador utilizado para a concentração do caldo açucarado, reduzindo a troca de calor cada vez mais e diminuindo, assim, progressivamente a sua eficácia. Assim, manter a mesma taxa de evaporação ao longo do tempo exige um aumento do consumo de vapores e/ou um aumento da superfície de aquecimento. Ademais, após um certo nível de diminuição de desempenho, o evaporador deve ser desativado para limpar os depósitos formados. Este processo de limpeza, que inclui uma série de limpezas químicas e mecânicas (operação manual), requer a abertura sistemática dos aparelhos e é considerado como perigoso, dado que as temperaturas ao redor do evaporador são elevadas, e que também é necessária a utilização de produtos químicos concentrados. Ademais, a desativação e a reinicialização de um evaporador requerem consumo adicional de líquido de arrefecimento em um caso e de vapor no outro, devido à inércia do aparelho.[005] However, excess precipitated lime, notably in the form of calcium carbonate (CaCÜ3) or calcium sulfate (CaSÜ4), can cause problems to accumulate and precipitate in equipment as well as in pipes over time . More precisely, mineral deposits can be formed in the evaporator used for the concentration of the sugary broth, reducing heat exchange more and more and thus gradually decreasing its effectiveness. Thus, maintaining the same evaporation rate over time requires an increase in the consumption of vapors and / or an increase in the heating surface. In addition, after a certain level of performance decrease, the evaporator must be deactivated to clean the deposits formed. This cleaning process, which includes a series of chemical and mechanical cleanings (manual operation), requires the systematic opening of the appliances and is considered to be dangerous, since the temperatures around the evaporator are high, and it is also necessary to use concentrated chemicals. Furthermore, deactivating and restarting an evaporator requires additional consumption of coolant in one case and steam in the other, due to the inertia of the device.
[006] Existem algumas soluções de limpeza aprimoradas, entretanto elas exigem um importante investimento assim como custos operacionais elevados.[006] There are some improved cleaning solutions, however they require an important investment as well as high operating costs.
[007] A atenuação do caldo açucarado é um método que permite diminuir a quantidade de contraíons catiônicos que provocam os depósitos minerais. A técnica mais comum para atenuar o caldo açucarado baseia-se na utilização de uma resina de cromatografia de troca catiônica (antes da etapa de evaporação), por exemplo, na forma de Na+ ou K+ para trocar os cátions bivalentes (Ca2+, Mg2+) presentes no caldo açucarado por cátions monovalentes (Na+ ou K+) e evitar os problemas mencionados acima. Essa técnica é frequentemente combinada com uma filtração por membrana (filtração tangencial) efetuada antes da etapa de cromatografia de troca iônica, a fim de eliminar as matérias em suspensão presentes no caldo clarificado e que podem, muito rapidamente, degradar os desempenhos e a capacidade da instalação utilizada para a cromatografia de troca iônica.[007] The attenuation of the sugary broth is a method that reduces the amount of cationic counterions that cause mineral deposits. The most common technique to attenuate the sugary broth is based on the use of a cation exchange chromatography resin (before the evaporation step), for example, in the form of Na + or K + to exchange the divalent cations (Ca2 +, Mg2 +) present in broth sweetened by monovalent cations (Na + or K +) and avoid the problems mentioned above. This technique is often combined with membrane filtration (tangential filtration) carried out before the ion exchange chromatography step, in order to eliminate the suspended matter present in the clarified broth and which can very quickly degrade the performance and capacity of the installation used for ion exchange chromatography.
[008] Entretanto, a utilização de membranas de filtração torna a implementação dessa técnica muito onerosa.[008] However, the use of filtration membranes makes the implementation of this technique very expensive.
[009] O artigo de V. Kochergin e JF Alvarez (Ion-exchange softening of clarified juice-results of pilot trials) no "Agribusiness Intelligence Journal-Informa" em 2017 descreve ensaios efetuados para atenuação de caldo de cana-de-açúcar, na implementação de uma filtração em um filtro de telas, seguida por uma troca de cátions sobre um leito de resina pouco profundo ("resina de leito raso").[009] The article by V. Kochergin and JF Alvarez (Ion-exchange softening of clarified juice-results of pilot trials) in the "Agribusiness Intelligence Journal-Informa" in 2017 describes tests carried out to attenuate sugarcane juice, in the implementation of filtration in a mesh filter, followed by an exchange of cations over a shallow resin bed ("shallow bed resin").
[010] O documento FR 2 838 751 descreve um processo de fabricação de açúcar refinado a partir de caldo açucarado como caldo bruto de cana-de-açúcar ou de beterraba açucareira, contendo os açúcares e as impurezas, caracterizado por compreender (entre outros) uma filtração tangencial do caldo açucarado para obter um retido e um filtrado, e a atenuação do filtrado para obter um filtrado atenuado. A filtração tangencial é preferencialmente uma filtração por membrana (ultrafiltração, nanofiltração, microfiltração) e a atenuação é realizada por meio de uma resina de troca de cátions.[010]
[011] O documento CN 103725802 descreve um processo para refinar o açúcar. Este processo compreende (entre outros) uma etapa de pré-tratamento que pode ser uma filtração por filtro de telas ou filtro de mangas, uma etapa de microfiltração por membrana, uma etapa de troca de ânions para a descoloração do caldo e uma etapa de troca de cátions para a dessalinização do caldo.[011] CN 103725802 describes a process for refining sugar. This process comprises (among others) a pre-treatment step which can be a filtration by screen filter or bag filter, a microfiltration step by membrane, an anion exchange step for the decolorization of the broth and an exchange step of cations for the desalination of the broth.
[012] O documento FR 2 732 358 descreve um processo de tratamento de uma solução açucarada derivada da beterraba por resina de troca iônica catiônica para atenuar a solução açucarada, seguida pela regeneração da resina catiônica. Uma filtração pode preceder a etapa de troca iônica.[012]
[013] O documento US 6,479,636 descreve um método de extração e de purificação das proteínas recombinantes de cana-de-açúcar transgênica. Este método compreende várias etapas de filtração em um filtro de telas e uma etapa de troca iônica em uma resina aniônica.[013] US 6,479,636 describes a method of extracting and purifying the recombinant proteins from transgenic sugarcane. This method comprises several filtration steps in a screen filter and an ion exchange step in an anionic resin.
[014] O documento WO 2005/031006 descreve um processo no qual o caldo de cana-de-açúcar bruto é primeiramente refinado em várias etapas, depois convertido bioenzimaticamente em xarope invertido ou em solução concentrada de glicose e frutose refinada. As etapas de refino compreendem preferencialmente uma primeira filtração (filtração de partículas ou microfiltração) seguida de uma segunda filtração (microfiltração ou ultrafiltração) e depois pelo menos uma passagem através de uma coluna compreendendo uma resina de troca de ânions.[014] WO 2005/031006 describes a process in which the raw sugar cane juice is first refined in several stages, then converted bioenzymatically into inverted syrup or a concentrated solution of glucose and refined fructose. The refining steps preferably comprise a first filtration (particle filtration or microfiltration) followed by a second filtration (microfiltration or ultrafiltration) and then at least one passage through a column comprising an anion exchange resin.
[015] O documento CN 102659855 se refere a um processo de produção de açúcar compreendendo (entre outras) uma etapa de filtração por filtro de prensa, uma etapa de pré-tratamento compreendendo uma filtração, uma etapa de filtração por membrana, e uma etapa de troca iônica para remover a cor dos flavonoides.[015] CN 102659855 refers to a sugar production process comprising (among others) a filter press filtration step, a pre-treatment step comprising a filtration step, a membrane filtration step, and a step ion exchange to remove color from flavonoids.
[016] Existe, portanto, uma necessidade de fornecer um processo aprimorado para o tratamento de açúcar, compreendendo uma etapa de atenuação de caldo açucarado, que permita evitar os riscos de mau funcionamento das instalações, os riscos associados à limpeza das instalações, mas também reduzir os custos econômicos e energéticos relacionados às diversas etapas do processo.[016] There is, therefore, a need to provide an improved process for the treatment of sugar, comprising a step of sweetening broth attenuation, which allows to avoid the risks of malfunctioning of the facilities, the risks associated with cleaning the facilities, but also reduce the economic and energy costs related to the various stages of the process.
[017] A invenção refere-se primeiramente a um processo de tratamento de açúcar, compreendendo sucessivamente:
- - uma primeira filtração frontal de um caldo açucarado para obter um primeiro filtrado;
- - uma segunda filtração frontal do primeiro filtrado para obter um segundo filtrado; e
- - colocar em contato o segundo filtrado com uma resina de cromatografia de troca de cátions de modo a carregar a resina de cátions bivalentes e a coletar um caldo açucarado atenuado, a resina sendo disposta na forma de um leito com uma altura h de 0,75 a 3 metros.
- - a first frontal filtration of a sugary broth to obtain a first filtrate;
- - a second frontal filtration of the first filtrate to obtain a second filtrate; and
- - put the second filtrate in contact with a cation exchange chromatography resin in order to load the bivalent cation resin and collect an attenuated sugary broth, the resin being arranged in the form of a bed with a height of 0.75 h at 3 meters.
[018] De acordo com certas modalidades, os cátions bivalentes compreendem, e preferencialmente consistem essencialmente em cátions Ca2+ e/ou cátions Mg2+.[018] According to certain modalities, divalent cations comprise, and preferably consist essentially of Ca2 + and / or Mg2 + cations.
[019] De acordo com certas modalidades, o caldo açucarado tem uma concentração de partículas sólidas de 20 a 500 mg/kg, e/ou uma concentração de íons de magnésio de 100 a 500 mg/L, e/ou uma concentração de íons de cálcio de 100 a 600 mg/L.[019] According to certain modalities, the sugary broth has a concentration of solid particles of 20 to 500 mg / kg, and / or a concentration of magnesium ions of 100 to 500 mg / L, and / or a concentration of ions of calcium from 100 to 600 mg / L.
[020] De acordo com certas modalidades, o caldo açucarado tem um teor de açúcar de 10 a 20 graus Brix, e/ou uma turbidez de 100 a 500 NTU.[020] According to certain modalities, the sugary broth has a sugar content of 10 to 20 degrees Brix, and / or a turbidity of 100 to 500 NTU.
[021] De acordo com certas modalidades, o caldo açucarado atenuado coletado após a etapa de colocação em contato do segundo filtrado com a resina tem um volume de 15 a 80 BV.[021] According to certain modalities, the sweetened attenuated juice collected after the second filtrate comes into contact with the resin has a volume of 15 to 80 BV.
[022] De acordo com certas modalidades, a primeira filtração permite uma retenção de 10 a 60% em massa de partículas sólidas em relação à quantidade de partículas sólidas presentes no caldo açucarado, e/ou a primeira filtração e a segunda filtração permitem uma retenção de 30 a 70% em massa de partículas sólidas em relação à quantidade de partículas sólidas presentes no caldo açucarado, e/ou a primeira filtração, a segunda filtração e a colocação em contato do segundo filtrado com a resina permitem uma retenção de 50 a 90% em massa de partículas sólidas em relação à quantidade de partículas sólidas presentes no caldo açucarado.[022] According to certain modalities, the first filtration allows a retention of 10 to 60% by mass of solid particles in relation to the amount of solid particles present in the sugar broth, and / or the first filtration and the second filtration allow a retention 30 to 70% by mass of solid particles in relation to the amount of solid particles present in the sugary broth, and / or the first filtration, the second filtration and the contacting of the second filtrate with the resin allows a retention of 50 to 90 % by mass of solid particles in relation to the amount of solid particles present in the sugary broth.
[023] De acordo com certas modalidades, o processo é um processo descontínuo ou um processo contínuo.[023] According to certain modalities, the process is a discontinuous process or a continuous process.
[024] De acordo com certas modalidades, o processo compreende as etapas de regeneração da resina carregada de cátions bivalentes, tais etapas compreendendo:
- - colocar em contato a resina carregada com uma solução de regeneração;
- - coletar um efluente de regeneração.
- - put the loaded resin in contact with a regeneration solution;
- - collect a regeneration effluent.
[025] De acordo com certas modalidades, a solução de regeneração é derivada dos melaços formados durante uma etapa de cristalização do açúcar, ou a solução de regeneração é derivada no todo ou em parte do caldo açucarado atenuado, adicionado ou não de hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio, ou a solução de regeneração é uma solução de salmoura de regeneração que compreende um sal de cloreto, ou potássio ou sódio, ou a solução de regeneração é derivada de uma vinhaça de destilação dos melaços; ou a solução de regeneração é derivada de um refinado resultante de um tratamento por cromatografia de melaços.[025] According to certain modalities, the regeneration solution is derived from molasses formed during a sugar crystallization stage, or the regeneration solution is derived in whole or in part from the attenuated sugar broth, whether or not sodium hydroxide is added or potassium hydroxide, or the regeneration solution is a regenerating brine solution comprising a chloride salt, or potassium or sodium, or the regeneration solution is derived from a molasses distillation vinasse; or the regeneration solution is derived from a refine resulting from molasses chromatography treatment.
[026] De acordo com certas modalidades, a colocação em contato da resina carregada com uma solução de regeneração compreende a utilização de diferentes soluções de regeneração em alternância entre dois ciclos de produção.[026] According to certain modalities, putting the loaded resin in contact with a regeneration solution involves the use of different regeneration solutions in alternation between two production cycles.
[027] De acordo com certas modalidades, o efluente de regeneração é utilizado para efetuar uma etapa de clarificação do caldo açucarado, em particular uma etapa de calagem, sendo a etapa de clarificação efetuada antes da primeira filtração; ou o efluente de regeneração é utilizado para efetuar uma ou várias etapas de cristalização, sendo a(s) etapa(s) de cristalização efetuadas após o segundo filtrado ser colocado em contato com a resina.[027] According to certain modalities, the regeneration effluent is used to carry out a step of clarifying the sugary broth, in particular a liming step, the clarification step being carried out before the first filtration; or the regeneration effluent is used to perform one or more crystallization steps, with the crystallization step (s) carried out after the second filtrate is placed in contact with the resin.
[028] De acordo com certas modalidades, o processo compreende igualmente uma etapa de lavagem da resina carregada de cátions bivalentes, ou da resina regenerada, com uma solução de lavagem, a solução de lavagem possuindo uma direção no leito de resina inversa a uma direção do segundo filtrado no leito de resina durante a etapa de colocação em contato do segundo filtrado com a resina.[028] According to certain modalities, the process also comprises a step of washing the resin loaded with bivalent cations, or the regenerated resin, with a washing solution, the washing solution having a direction in the resin bed reversed to a direction of the second filtrate in the resin bed during the step of contacting the second filtrate with the resin.
[029] De acordo com certas modalidades, a solução de lavagem é derivada do caldo açucarado atenuado ou do caldo açucarado, ou a solução de lavagem é água.[029] According to certain modalities, the washing solution is derived from the attenuated sugary broth or the sugary broth, or the washing solution is water.
[030] De acordo com certas modalidades, no final da etapa de lavagem um efluente de lavagem é coletado, o efluente de lavagem sendo devolvido para uma etapa de clarificação do caldo açucarado, sendo a etapa de clarificação efetuada antes da primeira filtração.[030] According to certain modalities, at the end of the washing stage, a washing effluent is collected, the washing effluent being returned to a stage of clarification of the sugary broth, the stage of clarification being carried out before the first filtration.
[031] De acordo com certas modalidades, a etapa de colocação em contato do segundo filtrado com a resina é efetuada a uma temperatura igual ou superior a 75°C.[031] According to certain modalities, the step of contacting the second filtrate with the resin is carried out at a temperature equal to or greater than 75 ° C.
[032] A invenção se refere igualmente a um dispositivo de tratamento de açúcar, compreendendo:
- - uma linha de fornecimento de um caldo açucarado;
- - uma primeira unidade de filtração frontal alimentada pela linha de fornecimento de caldo açucarado;
- - uma linha de coleta do primeiro filtrado saindo da primeira unidade de filtração frontal;
- - uma segunda unidade de filtração frontal alimentada pela linha de coleta de primeiro filtrado;
- - uma linha de coleta do segundo filtrado saindo da segunda unidade de filtração frontal;
- - uma unidade de cromatografia de troca iônica compreendendo uma resina catiônica alimentada pela linha de coleta do segundo filtrado, a resina tendo a forma de um leito de altura h de 0,75 a 3 metros; e
- - uma linha de coleta de caldo açucarado atenuado saindo da unidade de cromatografia de troca iônica.
- - a sugary broth supply line;
- - a first frontal filtration unit powered by the sugar broth supply line;
- - a collection line for the first filtrate leaving the first frontal filtration unit;
- - a second frontal filtration unit powered by the first filtrate collection line;
- - a second filtrate collection line leaving the second frontal filtration unit;
- - an ion exchange chromatography unit comprising a cationic resin fed by the collection line of the second filtrate, the resin having the shape of a bed of height 0.75 to 3 meters; and
- - an attenuated sugary broth collection line exiting the ion exchange chromatography unit.
[033] De acordo com certas modalidades, a primeira unidade de filtração compreende um ou vários filtros de telas, cada filtro com poros com diâmetro de 50 a 200 μm, e preferencialmente de 80 a 120 μm.[033] According to certain modalities, the first filtration unit comprises one or more screen filters, each filter with pores with a diameter of 50 to 200 μm, and preferably from 80 to 120 μm.
[034] De acordo com certas modalidades, a primeira unidade de filtração compreende uma unidade de limpeza para pelo menos um dos filtros de telas.[034] According to certain modalities, the first filtration unit comprises a cleaning unit for at least one of the screen filters.
[035] De acordo com certas modalidades, a segunda unidade de filtração compreende pelo menos um cesto filtrante dotado de poros com diâmetro de 20 a 100 µm, e preferencialmente de 40 a 60 µm.[035] According to certain modalities, the second filtration unit comprises at least one filter basket with pores with a diameter of 20 to 100 µm, and preferably 40 to 60 µm.
[036] De acordo com certas modalidades, a unidade de cromatografia de troca iônica compreende pelo menos uma coluna, preferencialmente pelo menos 5 colunas, de preferência ainda pelo menos 10 colunas, e ainda pelo menos 15 colunas.[036] According to certain modalities, the ion exchange chromatography unit comprises at least one column, preferably at least 5 columns, preferably still at least 10 columns, and at least 15 columns.
[037] De acordo com certas modalidades, o leito de resina tem um diâmetro de 0,25 a 6 m, e preferencialmente de 0,25 a 5 m.[037] According to certain modalities, the resin bed has a diameter of 0.25 to 6 m, and preferably 0.25 to 5 m.
[038] A presente invenção permite responder à necessidade expressa acima. Ela fornece mais particularmente um processo aprimorado de tratamento de açúcar, compreendendo uma etapa de atenuação de caldo açucarado, permitindo evitar os riscos de mau funcionamento das instalações, os riscos relacionados à limpeza das instalações, mas também diminuir os custos econômicos e energéticos relacionados às diferentes etapas do processo.[038] The present invention allows to respond to the need expressed above. More particularly, it provides an improved sugar treatment process, comprising a step of sweetening broth attenuation, allowing to avoid the risks of malfunctioning of the facilities, the risks related to the cleaning of the facilities, but also to reduce the economic and energy costs related to the different Process Steps.
[039] Isto é realizado graças a um processo de tratamento de açúcar compreendendo as etapas sucessivas de uma primeira filtração frontal, uma segunda filtração frontal e uma etapa de cromatografia de troca iônica em uma resina catiônica. As duas etapas sucessivas de filtração frontal permitem proteger a resina de cromatografia de troca iônica e a unidade de cromatografia de troca iônica dos problemas de degradação de desempenho e de capacidade, separando partículas sólidas que se encontram em suspensão no caldo açucarado e que arriscam se acumular na unidade de cromatografia de troca iônica. Isto permite eficácia aprimorada da etapa de atenuação sem danificar a unidade de cromatografia de troca iônica. As duas etapas de filtração permitem então suavizar as variações das partículas sólidas presentes no produto e limitar o número de partículas sólidas fibrosas acumuladas na unidade de cromatografia de troca iônica. Assim, vantajosamente, no final da segunda filtração, de 30 a 70% em massa de partículas presentes no caldo açucarado são retidas pelos filtros, e ao final da etapa de cromatografia de troca iônica, de 50 a 90% em massa de partículas presentes no caldo açucarado são retidas pelos filtros e pela resina. Assim, este processo permite não somente proteger a resina de cromatografia de troca iônica e a unidade de cromatografia de troca iônica, mas também evitar os depósitos formados nas instalações, notadamente no evaporador durante a concentração do caldo, e limitar todos os inconvenientes relacionados à limpeza e à desativação recorrente dessas instalações.[039] This is accomplished thanks to a sugar treatment process comprising the successive steps of a first frontal filtration, a second frontal filtration and an ion exchange chromatography step on a cationic resin. The two successive frontal filtration steps allow to protect the ion exchange chromatography resin and the ion exchange chromatography unit from the problems of performance and capacity degradation, separating solid particles that are suspended in the sugary broth and that risk to accumulate in the ion exchange chromatography unit. This allows for improved efficiency of the attenuation step without damaging the ion exchange chromatography unit. The two filtration steps then allow to smooth the variations of the solid particles present in the product and to limit the number of fibrous solid particles accumulated in the ion exchange chromatography unit. Thus, advantageously, at the end of the second filtration, 30 to 70% by mass of particles present in the sugary broth are retained by the filters, and at the end of the ion exchange chromatography step, from 50 to 90% by mass of particles present in the sugary broth are retained by the filters and the resin. Thus, this process allows not only to protect the ion exchange chromatography resin and the ion exchange chromatography unit, but also to prevent deposits formed in the facilities, notably in the evaporator during the broth concentration, and to limit all the inconveniences related to cleaning and the recurrent shutdown of these facilities.
[040] Ademais, a primeira filtração frontal e a segunda filtração frontal são efetuadas, preferencialmente, nas unidades de filtração desprovidas de membranas do tipo cerâmicas ou de outro mineral (inox, por exemplo), o que permite reduzir o custo dessas etapas do processo.[040] Furthermore, the first frontal filtration and the second frontal filtration are carried out, preferably, in filtration units without ceramic or other mineral type membranes (stainless steel, for example), which allows to reduce the cost of these process steps. .
[041] Vantajosamente ainda, a lavagem da resina carregada de cátions bivalentes (Ca2+ e Mg2+) com uma solução de lavagem, a solução de lavagem com uma direção no leito de resina inversa à direção do segundo filtrado no leito de resina (durante a produção do caldo açucarado atenuado), essa lavagem é igualmente chamada de retrolavagem, possibilita expulsar as partículas sólidas retidas na unidade de cromatografia de troca iônica. Mais precisamente, essas partículas retidas acumulam-se preferencialmente perto da entrada (por exemplo, na parte superior) da unidade de cromatografia de troca iônica. Durante a etapa de lavagem, e graças à direção da solução de lavagem (por exemplo, da parte inferior à parte superior da unidade) e ao fluxo da solução de lavagem, uma expansão do leito de resina na unidade de cromatografia de troca iônica pode ser obtida. As partículas sólidas presentes na unidade geralmente têm uma densidade inferior à densidade da resina, e podem ser expulsas da unidade sem provocar a saída das partículas de resina. Assim, a resina doravante essencialmente desprovida de partículas sólidas pode ser regenerada e reutilizada.[041] Advantageously, washing the resin loaded with bivalent cations (Ca2 + and Mg2 +) with a washing solution, the washing solution with a direction in the resin bed reversed to the direction of the second filtrate in the resin bed (during production of the attenuated sugary broth), this washing is also called backwash, making it possible to expel the solid particles retained in the ion exchange chromatography unit. More precisely, these retained particles accumulate preferentially near the entrance (for example, at the top) of the ion exchange chromatography unit. During the washing step, and thanks to the direction of the washing solution (for example, from the bottom to the top of the unit) and the flow of the washing solution, an expansion of the resin bed in the ion exchange chromatography unit can be obtained. The solid particles present in the unit generally have a density lower than the density of the resin, and can be expelled from the unit without causing the resin particles to escape. Thus, the resin henceforth essentially devoid of solid particles can be regenerated and reused.
[042] [Fig. 1] representa esquematicamente uma grade cartesiana compreendendo uma primeira série de fios (A), uma segunda série de fios (B), e uma terceira série de fios (C).[042] [Fig. 1] schematically represents a Cartesian grid comprising a first series of threads (A), a second series of threads (B), and a third series of threads (C).
[043] [Fig. 2] representa esquematicamente as diferentes etapas do processo de acordo com a invenção, em certas modalidades.[043] [Fig. 2] schematically represents the different stages of the process according to the invention, in certain embodiments.
[044] A invenção é agora descrita em mais detalhes e de modo não limitante na descrição a seguir.[044] The invention is now described in more detail and without limitation in the description that follows.
[045] A invenção se refere a um dispositivo assim como a um processo para o tratamento de açúcar, que permite eliminar as partículas sólidas encontradas em suspensão em um caldo açucarado assim como cátions bivalentes tais como os íons de cálcio Ca2+ e/ou os íons de magnésio Mg2+ presentes no caldo açucarado. Mais particularmente, este processo visa purificar e notadamente atenuar um caldo açucarado.[045] The invention relates to a device as well as a process for the treatment of sugar, which allows the elimination of solid particles found in suspension in a sugary broth as well as divalent cations such as Ca2 + calcium ions and / or ions magnesium Mg2 + present in the sugary broth. More particularly, this process aims to purify and notably attenuate a sugary broth.
[046] Por "caldo açucarado", entende-se um fluxo líquido contendo açúcares e impurezas, notadamente as partículas sólidas em suspensão e os cátions Ca2+ e/ou Mg2+. Preferencialmente, as partículas sólidas em suspensão compreendem o bagaço e frações finas de bagaço chamadas "bagacilhos". Por "bagaço", entende-se as partículas sólidas fibrosas em suspensão provenientes da extração do caldo açucarado e por "bagacilhos", entende-se as partículas sólidas fibrosas finas suspensas provenientes da extração do caldo açucarado.[046] "Sugar broth" means a liquid flow containing sugars and impurities, notably solid particles in suspension and Ca2 + and / or Mg2 + cations. Preferably, the suspended solid particles comprise bagasse and fine bagasse fractions called "bagacilhos". "Bagasse" means the solid fibrous particles suspended from the extraction of the sugary broth and the "bagacilhos" means the fine fibrous solid particles suspended from the extraction of the sugary broth.
[047] O caldo açucarado é derivado vantajosamente da cana-de-açúcar. Pode ter sido submetido a uma ou várias etapas de pré-tratamento chamadas clarificação, tais como etapas de centrifugação, filtração, carbonatação, floculação, decantação, sulfitação e/ou calagem.[047] The sugary juice is advantageously derived from sugar cane. It may have been subjected to one or more pre-treatment steps called clarification, such as centrifugation, filtration, carbonation, flocculation, decantation, sulfitation and / or liming steps.
[048] Por "atenuação", entende-se a diminuição da dureza do caldo açucarado devido à presença de íons bivalentes, notadamente Ca2+ e/ou Mg2+. Assim, durante a atenuação do caldo açucarado, os íons Ca2+ e/ou Mg2+ são eliminados e substituídos por cátions monovalentes tais como os íons de sódio (Na+) ou de potássio (K+).[048] "Attenuation" means the reduction in the hardness of the sugary broth due to the presence of divalent ions, notably Ca2 + and / or Mg2 +. Thus, during the attenuation of the sugary broth, the Ca2 + and / or Mg2 + ions are eliminated and replaced by monovalent cations such as sodium (Na +) or potassium (K +) ions.
[049] Os íons Ca2+ e/ou Mg2+ podem estar presentes naturalmente no caldo açucarado e/ou provir de uma ou de várias etapas de pré-tratamento como as mencionadas acima.[049] Ca2 + and / or Mg2 + ions can be naturally present in the sugary broth and / or come from one or more pre-treatment steps such as those mentioned above.
[050] Vantajosamente, o caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado compreende os íons Ca2+ a uma concentração de 100 a 800 mg/L, e preferencialmente de 100 a 600 mg/L. Por exemplo, essa concentração em íons Ca2+ pode ser de 100 a 150 mg/L; ou de 150 a 200 mg/L; ou de 200 a 250 mg/L; ou 250 a 300 mg/L; ou de 300 a 350 mg/L; ou de 350 a 400 mg/L; ou de 400 a 450 mg/L; ou de 450 a 500 mg/L; ou de 500 a 550 mg/L; ou de 550 a 600 mg/L; ou de 600 a 650 mg/L; ou de 650 a 700 mg/L; ou de 700 a 750 mg/L; ou de 750 a 800 mg/L. A concentração de íons Ca2+ pode ser medida utilizando a norma ICUMSA GS7-19.[050] Advantageously, the sugary broth to which the process of the invention is applied comprises Ca2 + ions at a concentration of 100 to 800 mg / L, and preferably from 100 to 600 mg / L. For example, this concentration in Ca2 + ions can be from 100 to 150 mg / L; or from 150 to 200 mg / L; or from 200 to 250 mg / L; or 250 to 300 mg / L; or from 300 to 350 mg / L; or 350 to 400 mg / L; or from 400 to 450 mg / L; or from 450 to 500 mg / L; or from 500 to 550 mg / L; or from 550 to 600 mg / L; or from 600 to 650 mg / L; or from 650 to 700 mg / L; or from 700 to 750 mg / L; or 750 to 800 mg / L. The concentration of Ca2 + ions can be measured using the ICUMSA GS7-19 standard.
[051] Vantajosamente, o caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado compreende os íons Mg2+ a uma concentração de 100 a 800 mg/L, e preferencialmente de 100 a 500 mg/L. Por exemplo, essa concentração em íons Mg2+ pode ser de 100 a 150 mg/L; ou de 150 a 200 mg/L; ou de 200 a 250 mg/L; ou de 250 a 300 mg/L; ou de 300 a 350 mg/L; ou de 350 a 400 mg/L; ou de 400 a 450 mg/L; ou de 450 a 500 mg/L; ou de 500 a 550 mg/L; ou de 550 a 600 mg/L; ou de 600 a 650 mg/L; ou de 650 a 700 mg/L; ou de 700 a 750 mg/L; ou de 750 a 800 mg/L. A concentração de íons Mg2+ pode ser medida usando a norma ICUMSA GS7-19.[051] Advantageously, the sugary broth to which the process of the invention is applied comprises Mg2 + ions at a concentration of 100 to 800 mg / L, and preferably from 100 to 500 mg / L. For example, this concentration in Mg2 + ions can be from 100 to 150 mg / L; or from 150 to 200 mg / L; or from 200 to 250 mg / L; or 250 to 300 mg / L; or from 300 to 350 mg / L; or 350 to 400 mg / L; or from 400 to 450 mg / L; or from 450 to 500 mg / L; or from 500 to 550 mg / L; or from 550 to 600 mg / L; or from 600 to 650 mg / L; or from 650 to 700 mg / L; or from 700 to 750 mg / L; or 750 to 800 mg / L. The concentration of Mg2 + ions can be measured using the ICUMSA GS7-19 standard.
[052] De acordo com certas modalidades, o caldo açucarado compreende os cátions bivalentes Ca2+.[052] According to certain modalities, the sugary broth comprises the bivalent Ca2 + cations.
[053] De acordo com outras modalidades, o caldo açucarado compreende os cátions bivalentes Mg2+.[053] According to other modalities, the sugary broth comprises the bivalent Mg2 + cations.
[054] Alternativamente e vantajosamente, o caldo açucarado compreende os cátions bivalentes Ca2+ e Mg2+.[054] Alternatively and advantageously, the sugary broth comprises the divalent cations Ca2 + and Mg2 +.
[055] Vantajosamente, o caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado compreende partículas sólidas a uma concentração de 10 a 800 mg/kg, e preferencialmente de 20 a 500 mg/kg. Por exemplo, essa concentração de partículas sólidas pode ser de 10 a 50 mg/kg; ou de 50 a 100 mg/kg; ou de 100 a 150 mg/kg; ou de 150 a 200 mg/kg; ou de 200 a 250 mg/kg; ou de 250 a 300 mg/kg; ou de 300 a 350 mg/kg; ou de 350 a 400 mg/kg; ou de 400 a 450 mg/kg; ou de 450 a 500 mg/kg; ou de 500 a 550 mg/kg; ou de 550 a 600 mg/kg; ou de 600 a 650 mg/kg; ou de 650 a 700 mg/kg; ou de 700 a 750 mg/kg; ou de 750 a 800 mg/kg. A concentração de partículas sólidas pode ser medida usando a norma NF T90-105 e substituindo o filtro de 0,45 μm tal como recomendado na norma por um filtro de 8 μm.[055] Advantageously, the sugary broth to which the process of the invention is applied comprises solid particles at a concentration of 10 to 800 mg / kg, and preferably 20 to 500 mg / kg. For example, this concentration of solid particles can be 10 to 50 mg / kg; or from 50 to 100 mg / kg; or from 100 to 150 mg / kg; or from 150 to 200 mg / kg; or from 200 to 250 mg / kg; or 250 to 300 mg / kg; or from 300 to 350 mg / kg; or 350 to 400 mg / kg; or from 400 to 450 mg / kg; or 450 to 500 mg / kg; or from 500 to 550 mg / kg; or from 550 to 600 mg / kg; or from 600 to 650 mg / kg; or from 650 to 700 mg / kg; or from 700 to 750 mg / kg; or 750 to 800 mg / kg. The concentration of solid particles can be measured using the NF T90-105 standard and replacing the 0.45 μm filter as recommended in the standard with an 8 μm filter.
[056] O caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado pode igualmente ter um teor em açúcares de 10 a 30 graus Brix, e preferencialmente de 10 a 20 graus Brix. Assim, o caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado pode ter um teor de açúcares de 10 a 12; ou de 12 a 14; ou de 14 a 16; ou de 16 a 18; ou de 18 a 20; ou de 20 a 22; ou de 22 a 24; ou de 24 a 26; ou de 26 a 28; ou de 28 a 30 graus Brix. Os graus Brix podem ser medidos usando a norma ICUMSA GS7-31.[056] The sugary broth to which the process of the invention is applied can also have a sugar content of 10 to 30 degrees Brix, and preferably 10 to 20 degrees Brix. Thus, the sugary broth to which the process of the invention is applied can have a sugar content of 10 to 12; or 12 to 14; or from 14 to 16; or 16 to 18; or 18 to 20; or from 20 to 22; or from 22 to 24; or 24 to 26; or 26 to 28; or 28 to 30 degrees Brix. Brix degrees can be measured using the ICUMSA GS7-31 standard.
[057] Além disso, o caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado pode ter uma turbidez de 100 a 800 NTU, e preferencialmente de 100 a 500 NTU (NTU = Unidade de Turbidez Nefelométrica). Por "turbidez" entende-se o teor de materiais leves suspensos em um líquido. É uma grandeza que mede a natureza mais ou menos turva do líquido. A turbidez do caldo açucarado pode ser medida utilizando a norma ICUMSA GS7-21. Assim, a turbidez do caldo açucarado ao qual o processo da invenção é aplicado pode ser de 100 a 150 NTU; ou de 150 a 200 NTU; ou de 200 a 250 NTU; ou de 250 a 300 NTU; ou de 300 a 350 NTU; ou de 350 a 400 NTU; ou de 400 a 450 NTU; ou de 450 a 500 NTU; ou de 500 a 550 NTU; ou de 550 a 600 NTU; ou de 600 a 650 NTU; ou de 650 a 700 NTU; ou de 700 a 750 NTU; ou de 750 a 800 NTU.[057] In addition, the sugary broth to which the process of the invention is applied can have a turbidity of 100 to 800 NTU, and preferably from 100 to 500 NTU (NTU = Nephelometric Turbidity Unit). "Turbidity" means the content of light materials suspended in a liquid. It is a quantity that measures the more or less cloudy nature of the liquid. The turbidity of the sugary broth can be measured using the ICUMSA GS7-21 standard. Thus, the turbidity of the sugary broth to which the process of the invention is applied can be from 100 to 150 NTU; or from 150 to 200 NTU; or 200 to 250 NTU; or 250 to 300 NTU; or from 300 to 350 NTU; or 350 to 400 NTU; or 400 to 450 NTU; or 450 to 500 NTU; or from 500 to 550 NTU; or 550 to 600 NTU; or from 600 to 650 NTU; or from 650 to 700 NTU; or 700 to 750 NTU; or 750 to 800 NTU.
[058] O dispositivo de acordo com a invenção compreende, em primeiro lugar, uma linha de alimentação de um caldo açucarado que está ligada por um lado a uma primeira unidade de filtração frontal. Por outro lado, essa linha de alimentação pode estar ligada a (derivada de) uma unidade de clarificação, ou uma unidade de carbonatação, ou uma unidade de decantação, ou uma unidade de floculação, ou uma unidade de centrifugação, ou uma unidade de filtração, ou um reservatório compreendendo o caldo açucarado a ser purificado. Assim, a linha de alimentação permite transferir (e assim alimentar) o caldo açucarado a ser purificado na primeira unidade de filtração frontal.[058] The device according to the invention comprises, first of all, a supply line for a sugary broth that is connected on the one hand to a first frontal filtration unit. On the other hand, this supply line can be connected to (derived from) a clarification unit, or a carbonation unit, or a settling unit, or a flocculation unit, or a centrifuge unit, or a filtration unit , or a reservoir comprising the sugary broth to be purified. Thus, the feeding line allows to transfer (and thus feed) the sugary juice to be purified in the first frontal filtration unit.
[059] Por "filtração frontal", entende-se uma filtração que é realizada essencialmente perpendicularmente à superfície do filtro. Assim, todo material retido pelo filtro acumula-se em sua superfície. Ao contrário, a "filtração tangencial" consiste em fazer o fluido passar tangencialmente pela superfície do filtro.[059] "Front filtration" means filtration that is carried out essentially perpendicular to the surface of the filter. Thus, all material retained by the filter accumulates on its surface. In contrast, "tangential filtration" consists of making the fluid flow tangentially through the filter surface.
[060] A primeira unidade de filtração frontal pode compreender um ou mais filtros de tela, ou seja, filtros compreendendo uma grade de malha para ordenar e reter as partículas sólidas. A grade de malha pode ser constituída de fios que são preferencialmente soldados entre si.[060] The first frontal filtration unit can comprise one or more screen filters, that is, filters comprising a mesh grid to order and retain solid particles. The mesh grid may consist of wires that are preferably welded together.
[061] De acordo com certas modalidades, a grade de malha pode compreender uma primeira série de fios que são paralelos uns aos outros.[061] According to certain modalities, the mesh grid may comprise a first series of threads that are parallel to each other.
[062] De acordo com outras modalidades, a grade de malha pode compreender a primeira série de fios e uma segunda série de fios que são paralelos entre si e perpendiculares aos fios da primeira série.[062] According to other modalities, the mesh grid may comprise the first series of threads and a second series of threads that are parallel to each other and perpendicular to the threads of the first series.
[063] De acordo com outras modalidades, e fazendo referência à figura 1, a grade de malha pode compreender a primeira série de fios (A), a segunda série de fios (B), e uma terceira série de fios (C) que são paralelos uns aos outros e apresentam um ângulo superior a 0° e inferior a 90° em relação aos fios da primeira série (A). Este ângulo pode, por exemplo, ser de 0 a 10°; ou de 10 a 20°; ou de 20 a 30°; ou de 30 a 40°; ou de 40 a 50°; ou de 50 a 60°; ou de 60 a 70°; ou de 70 a 80°; ou de 80 a 90°. Preferencialmente, esse ângulo é de 30 a 60°, e ainda preferencialmente esse ângulo é de cerca de 45°.[063] According to other modalities, and referring to figure 1, the mesh grid may comprise the first series of threads (A), the second series of threads (B), and a third series of threads (C) that they are parallel to each other and have an angle greater than 0 ° and less than 90 ° in relation to the wires of the first series (A). This angle can, for example, be from 0 to 10 °; or 10 to 20 °; or from 20 to 30 °; or 30 to 40 °; or from 40 to 50 °; or from 50 to 60 °; or from 60 to 70 °; or from 70 to 80 °; or 80 to 90 °. Preferably, this angle is from 30 to 60 °, and still more preferably that angle is about 45 °.
[064] Esta malha preferencial e particular permite impedir as partículas sólidas fibrosas (bagaço) de se enroscarem na grade da malha de uma maneira difícil de limpar.[064] This preferential and particular mesh allows to prevent solid fibrous particles (bagasse) from getting tangled in the mesh grid in a way that is difficult to clean.
[065] Preferencialmente, a primeira unidade de filtração frontal compreende pelo menos 5 filtros de tela, preferencialmente pelo menos 10 filtros de tela, preferencialmente pelo menos 15 filtros de tela, e ainda preferencialmente pelo menos 20 filtros de tela. Assim, a primeira unidade de filtração frontal pode, por exemplo, compreender de 1 a 5 filtros; ou de 5 a 10 filtros; ou de 10 a 15 filtros; ou de 15 a 20 filtros; ou de 20 a 25 filtros; ou de 25 a 30 filtros; ou mais de 30 filtros. Preferencialmente, estes filtros são dispostos em paralelo. Ainda preferencialmente, estes filtros são dispostos de acordo com uma superfície geral cilíndrica na primeira unidade de filtração.[065] Preferably, the first front filtration unit comprises at least 5 screen filters, preferably at least 10 screen filters, preferably at least 15 screen filters, and still preferably at least 20 screen filters. Thus, the first frontal filtration unit can, for example, comprise from 1 to 5 filters; or from 5 to 10 filters; or 10 to 15 filters; or from 15 to 20 filters; or from 20 to 25 filters; or from 25 to 30 filters; or more than 30 filters. Preferably, these filters are arranged in parallel. Preferably still, these filters are arranged according to a general cylindrical surface in the first filtration unit.
[066] Cada filtro pode ter uma superfície de filtração de 1 a 5 m2 e, preferencialmente, de 1,5 a 3 m2. Assim, a superfície total de filtração da primeira unidade de filtração frontal pode ser de 1 a 150 m2, e preferencialmente de 15 a 50 m2.[066] Each filter can have a filtration surface of 1 to 5 m2 and, preferably, of 1.5 to 3 m2. Thus, the total filtration surface of the first frontal filtration unit can be from 1 to 150 m2, and preferably from 15 to 50 m2.
[067] Ademais, cada filtro (ou mais particularmente a superfície de filtração de cada filtro) possui poros (aberturas da grade de malha) permitindo a retenção de partículas sólidas de um lado e a passagem do caldo açucarado do outro lado (primeiro filtrado). Quando os poros não têm uma abertura circular, entende-se por "diâmetro" dos poros a distância máxima entre dois pontos que se encontram em um plano paralelo à abertura. Por exemplo, para poros com uma abertura retangular ou quadrada, o diâmetro designa a diagonal de cada abertura. O mesmo vale para os poros de uma grade que compreende uma malha perpendicular combinada com uma malha diagonal, tal como descrito acima.[067] In addition, each filter (or more particularly the filter surface of each filter) has pores (mesh grid openings) allowing the retention of solid particles on one side and the passage of the sugary broth on the other side (first filtered) . When the pores do not have a circular opening, the "diameter" of the pores means the maximum distance between two points that are in a plane parallel to the opening. For example, for pores with a rectangular or square opening, the diameter designates the diagonal of each opening. The same is true for the pores of a grid comprising a perpendicular mesh combined with a diagonal mesh, as described above.
[068] Os poros dos filtros da primeira unidade de filtração têm vantajosamente um diâmetro superior aos poros dos filtros da segunda unidade de filtração.[068] The pores of the filters of the first filtration unit advantageously have a diameter larger than the pores of the filters of the second filtration unit.
[069] Assim, os poros de cada filtro da primeira unidade de filtração podem ter um diâmetro de 50 a 80 μm; ou de 80 a 100 μm; ou de 100 a 120 μm; ou de 120 a 140 μm; ou de 140 a 160 μm; ou de 160 a 180 μm; ou de 180 a 200 μm. Um diâmetro de poro de cerca de 100 μm é particularmente adequado.[069] Thus, the pores of each filter in the first filtration unit can have a diameter of 50 to 80 μm; or from 80 to 100 μm; or from 100 to 120 μm; or from 120 to 140 μm; or from 140 to 160 μm; or from 160 to 180 μm; or 180 to 200 μm. A pore diameter of about 100 μm is particularly suitable.
[070] De acordo com certas modalidades, os filtros incluídos na primeira unidade de filtração têm todos os poros do mesmo diâmetro.[070] According to certain modalities, the filters included in the first filtration unit have all pores of the same diameter.
[071] De acordo com outras modalidades, os filtros incluídos na primeira unidade de filtração têm poros com um diâmetro diferente, um do outro.[071] According to other modalities, the filters included in the first filtration unit have pores with a different diameter, one from the other.
[072] Preferencialmente, a primeira unidade de filtração é desprovida de filtros de membrana (os filtros de membrana são geralmente usados para efetuar uma filtração tangencial).[072] Preferably, the first filtration unit is devoid of membrane filters (membrane filters are generally used to perform tangential filtration).
[073] A primeira unidade de filtração pode compreender uma unidade de limpeza para pelo menos um dos filtros. Essa unidade de limpeza permite assim a limpeza de pelo menos um filtro quando os filtros restantes continuam em operação. Mais particularmente, a pressão é medida para cada um dos filtros ao longo da filtração. Quando a pressão de um filtro atinge um limite (filtro obstruído), uma válvula rotativa permite o direcionamento do fluxo do caldo açucarado do filtro obstruído para um filtro limpo. O filtro obstruído pode ser limpo enquanto a filtração continua. A limpeza do filtro pode, por exemplo, ser efetuada com uma solução de limpeza que tem uma direção inversa à direção do fluxo do caldo açucarado a ser purificado. Esta solução de limpeza pode ser água quente e/ou uma solução aquosa compreendendo hidróxido de sódio (3-5% em massa).[073] The first filtration unit can comprise a cleaning unit for at least one of the filters. This cleaning unit thus allows cleaning of at least one filter when the remaining filters are still in operation. More particularly, the pressure is measured for each of the filters throughout the filtration. When the pressure of a filter reaches a limit (clogged filter), a rotary valve allows the flow of the sugary broth flow from the clogged filter to a clean filter. The clogged filter can be cleaned while the filtration continues. The filter can be cleaned, for example, with a cleaning solution that has a reverse direction to the direction of the flow of the sugary broth to be purified. This cleaning solution can be hot water and / or an aqueous solution comprising sodium hydroxide (3-5% by mass).
[074] De acordo com certas modalidades, a primeira unidade de filtração permite a utilização simultânea de pelo menos dois filtros para a filtração do caldo açucarado.[074] According to certain modalities, the first filtration unit allows the simultaneous use of at least two filters for the filtration of the sugary juice.
[075] De acordo com certas modalidades, a primeira unidade de filtração permite a limpeza simultânea de pelo menos dois filtros.[075] According to certain modalities, the first filtration unit allows the simultaneous cleaning of at least two filters.
[076] De acordo com certas modalidades, a primeira unidade de filtração do caldo açucarado permite o uso simultâneo de pelo menos dois filtros para a filtração e, ao mesmo tempo, a limpeza simultânea de pelo menos dois filtros e em seguida permite alternar de modo a utilizar os filtros previamente limpos para a filtração do caldo açucarado e, ao mesmo tempo, a limpeza dos filtros usados anteriormente para a filtração.[076] According to certain modalities, the first sugar broth filtration unit allows the simultaneous use of at least two filters for filtration and, at the same time, the simultaneous cleaning of at least two filters and then allows to alternate to use the previously cleaned filters for the filtration of the sugary juice and, at the same time, the cleaning of the filters previously used for the filtration.
[077] De acordo com certas modalidades, o fluxo do caldo açucarado por filtro pode ser de 50 a 150 m3/h, e preferencialmente de 70 a 110 m3/h.[077] According to certain modalities, the flow of the sweetened juice per filter can be from 50 to 150 m3 / h, and preferably from 70 to 110 m3 / h.
[078] O dispositivo da invenção compreende igualmente uma linha de coleta que permite a coleta do primeiro filtrado obtido na saída da primeira unidade de filtração. A linha de coleta de primeiro filtrado alimenta uma segunda unidade de filtração frontal com o primeiro filtrado.[078] The device of the invention also comprises a collection line that allows the collection of the first filtrate obtained at the outlet of the first filtration unit. The first filtrate collection line feeds a second frontal filtration unit with the first filtrate.
[079] A segunda unidade de filtração frontal pode compreender pelo menos um filtro (compartimento) sendo composto por cestos filtrantes ou telas. De acordo com certas modalidades, a segunda unidade de filtração frontal pode compreender pelo menos dois filtros, e preferencialmente pelo menos quatro filtros.[079] The second front filtration unit can comprise at least one filter (compartment) consisting of filter baskets or screens. According to certain embodiments, the second front filtration unit can comprise at least two filters, and preferably at least four filters.
[080] Cada cesto filtrante incluído no filtro (compartimento) pode ter poros (abertura da grade de malha) permitindo a retenção de partículas sólidas de um lado e a passagem do caldo açucarado do outro lado (segundo filtrado).[080] Each filter basket included in the filter (compartment) may have pores (opening the mesh grid) allowing the retention of solid particles on one side and the passage of the sugary broth on the other side (second filtrate).
[081] Assim, os poros de cada cesto filtrante da segunda unidade de filtração podem ter um diâmetro de 20 a 30 μm; ou de 30 a 40 μm; ou de 40 a 50 μm; ou de 50 a 60 μm; ou de 60 a 80 μm; ou de 80 a 100 μm. Um diâmetro de poros de cerca de 50 μm é particularmente adequado.[081] Thus, the pores of each filter basket of the second filter unit can have a diameter of 20 to 30 μm; or 30 to 40 μm; or 40 to 50 μm; or from 50 to 60 μm; or from 60 to 80 μm; or 80 to 100 μm. A pore diameter of about 50 μm is particularly suitable.
[082] De acordo com certas modalidades, os cestos filtrantes incluídos na segunda unidade de filtração têm todos os poros do mesmo diâmetro.[082] According to certain modalities, the filter baskets included in the second filter unit have all pores of the same diameter.
[083] De acordo com outras modalidades, os cestos filtrantes incluídos na segunda unidade de filtração têm poros com um diâmetro diferente, um do outro.[083] According to other modalities, the filter baskets included in the second filtration unit have pores with a different diameter, one from the other.
[084] Preferencialmente, a segunda unidade de filtração é desprovida de filtros de membrana (os filtros de membrana são habitualmente utilizados para efetuar uma filtração tangencial).[084] Preferably, the second filtration unit is devoid of membrane filters (membrane filters are usually used to perform tangential filtration).
[085] O dispositivo da invenção compreende igualmente uma linha de coleta que permite a coleta do segundo filtrado obtido na saída da segunda unidade de filtração. A linha de coleta de segundo filtrado alimenta uma unidade de cromatografia de troca iônica com o segundo filtrado.[085] The device of the invention also comprises a collection line that allows the collection of the second filtrate obtained at the outlet of the second filtration unit. The second filtrate collection line feeds an ion exchange chromatography unit with the second filtrate.
[086] A unidade de cromatografia de troca iônica compreende uma resina de cromatografia de troca de cátions. Preferencialmente, consiste em uma resina de troca catiônica forte, na forma de Na+ e/ou K+. A resina se encontra na forma de um leito compacto na unidade de cromatografia de troca iônica com uma altura de leito superior àquela definida pelo nome de "leito raso". Com efeito, as alturas do leito são da ordem de 0,5 m no "leito raso" e a distribuição do produto através da resina é realizada por meio de um distribuidor muito complexo chamado "fractal". As colunas da invenção preferencialmente não comportam um distribuidor de fluido no alto da coluna, na melhor das hipóteses o princípio de distribuição do caldo açucarado da invenção se encontra em um vertedouro simples posicionado no alto da coluna. Por "vertedouro" entende-se uma estrutura que compreende uma única entrada e saída para o fluido (aqui o segundo filtrado) de modo a trazer o fluido para a coluna cromatográfica. Assim, as colunas da invenção preferencialmente não compreendem um distribuidor de fluido compreendendo uma pluralidade de orifícios (ou saídas) para a distribuição do fluido na coluna.[086] The ion exchange chromatography unit comprises a cation exchange chromatography resin. Preferably, it consists of a strong cation exchange resin, in the form of Na + and / or K +. The resin is in the form of a compact bed in the ion exchange chromatography unit with a bed height greater than that defined by the name "shallow bed". In fact, the heights of the bed are in the order of 0.5 m in the "shallow bed" and the product is distributed through the resin through a very complex distributor called "fractal". The columns of the invention preferably do not contain a fluid distributor at the top of the column, at best the principle of distribution of the sweetened juice of the invention is found in a simple spillway positioned at the top of the column. By "spillway" is meant a structure that comprises a single inlet and outlet for the fluid (here the second filtrate) in order to bring the fluid into the chromatographic column. Thus, the columns of the invention preferably do not comprise a fluid dispenser comprising a plurality of orifices (or outlets) for the distribution of fluid in the column.
[087] O leito de resina tem uma altura de 0,75 a 3 m, preferencialmente 1 a 3 m e ainda preferencialmente de 1 a 2 m. Por exemplo, o leito de resina pode ter uma altura de 0,75 a 1 m; ou de 1 a 1,5 m; ou de 1,5 a 2 m; ou de 2 a 2.5 m; ou de 2,5 a 3 m.[087] The resin bed has a height of 0.75 to 3 m, preferably 1 to 3 m and still preferably 1 to 2 m. For example, the resin bed can have a height of 0.75 to 1 m; or from 1 to 1.5 m; or 1.5 to 2 m; or from 2 to 2.5 m; or 2.5 to 3 m.
[088] O leito de resina igualmente pode ter um diâmetro de 0,25 a 6 m, preferencialmente 0,25 a 5 m e ainda preferencialmente 0,25 a 4,5 m. Por exemplo, o leito de resina pode ter um diâmetro de 0,25 a 0,5 m; ou de 0,5 a 1 m; ou de 1 a 1,5 m; ou de 1,5 a 2 m; ou de 2 a 2,5 m; ou de 2,5 a 3 m; ou de 3 a 3,5 m; ou de 3,5 a 4 m; ou de 4 a 4,5 m; ou de 4,5 a 5 m; ou de 5 a 5,5 m; ou de 5,5 a 6 m. No caso em que o leito de resina não possua uma forma cilíndrica com seção circular, o diâmetro refere-se à dimensão máxima do leito de resina em uma seção perpendicular ao seu eixo principal (eixo de escoamento dos fluxos). Por exemplo, para uma seção retangular ou quadrada, o diâmetro designa a diagonal. Alternativamente, o leito de resina pode ter uma forma tronco-cônica. Por "tronco-cônica" entende-se um leito de resina na forma de um tronco de cone cuja parte superior foi truncada por um plano. Neste caso, o diâmetro entende-se pelo diâmetro da base maior do leito de resina.[088] The resin bed can also have a diameter of 0.25 to 6 m, preferably 0.25 to 5 m and still preferably 0.25 to 4.5 m. For example, the resin bed can have a diameter of 0.25 to 0.5 m; or 0.5 to 1 m; or from 1 to 1.5 m; or 1.5 to 2 m; or from 2 to 2.5 m; or 2.5 to 3 m; or 3 to 3.5 m; or 3.5 to 4 m; or from 4 to 4.5 m; or 4.5 to 5 m; or 5 to 5.5 m; or 5.5 to 6 m. In the case where the resin bed does not have a cylindrical shape with a circular section, the diameter refers to the maximum dimension of the resin bed in a section perpendicular to its main axis (flow flow axis). For example, for a rectangular or square section, the diameter designates the diagonal. Alternatively, the resin bed may have a trunk-conical shape. "Conical trunk" means a resin bed in the form of a cone trunk whose upper part has been truncated by a plane. In this case, the diameter means the diameter of the largest base of the resin bed.
[089] A unidade de cromatografia de troca iônica pode compreender pelo menos uma coluna, preferencialmente pelo menos 5 colunas, preferencialmente ainda pelo menos 10 colunas, e ainda preferencialmente pelo menos 15 colunas. Assim, no caso em que várias colunas sejam utilizadas, cada coluna compreende um leito de resina.[089] The ion exchange chromatography unit can comprise at least one column, preferably at least 5 columns, preferably still at least 10 columns, and still preferably at least 15 columns. Thus, in the case where several columns are used, each column comprises a resin bed.
[090] O volume de leito de resina por coluna pode ser de 15 a 40 m3, e preferencialmente de 20 a 35 m3.[090] The volume of resin bed per column can be from 15 to 40 m3, and preferably from 20 to 35 m3.
[091] O volume total de leito de resina (isto é, o volume de leito de resina incluído em todas as colunas da unidade de cromatografia de troca iônica) pode ser de 15 a 500 m3, e preferencialmente de 15 a 450 m3.[091] The total volume of resin bed (that is, the volume of resin bed included in all columns of the ion exchange chromatography unit) can be from 15 to 500 m3, and preferably from 15 to 450 m3.
[092] Cada coluna pode ter uma altura de 2 a 10 m e preferencialmente de 3 a 4 m. Por "altura da coluna", entende-se aqui a altura da virola interna da coluna.[092] Each column can have a height of 2 to 10 m and preferably 3 to 4 m. "Column height" means the height of the column's internal ferrule here.
[093] Ademais, cada coluna pode ter um diâmetro de 0,25 a 6 m, preferencialmente de 0,25 a 5 m e ainda preferencialmente 0,25 a 4,5 m.[093] In addition, each column can have a diameter of 0.25 to 6 m, preferably 0.25 to 5 m and still preferably 0.25 to 4.5 m.
[094] Por "diâmetro da coluna", entende-se aqui o diâmetro externo da coluna. No caso de uma coluna que não é cilíndrica em seção circular, o diâmetro refere-se à dimensão máxima da coluna em uma seção perpendicular ao seu eixo principal. Por exemplo, para uma seção retangular ou quadrada, o diâmetro designa a diagonal. No caso de uma coluna tronco-cônica, o diâmetro é entendido como o diâmetro da base grande da coluna.[094] By "column diameter", here we mean the outside diameter of the column. In the case of a column that is not cylindrical in circular section, the diameter refers to the maximum dimension of the column in a section perpendicular to its main axis. For example, for a rectangular or square section, the diameter designates the diagonal. In the case of a tapered column, the diameter is understood as the diameter of the large base of the column.
[095] De acordo com certas modalidades, a altura da coluna (altura da virola) pode ser superior à altura do leito de resina em pelo menos 2 m, e preferencialmente pelo menos 1,5 m. Esta característica é importante para a implementação de uma etapa de retrolavagem da resina que permitirá a expansão da resina na(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica, conforme descrito abaixo.[095] According to certain modalities, the height of the column (height of the ferrule) can be greater than the height of the resin bed by at least 2 m, and preferably at least 1.5 m. This characteristic is important for the implementation of a step of backwashing the resin that will allow the expansion of the resin in the ion exchange chromatography column (s), as described below.
[096] Assim, como mencionado acima, a unidade de cromatografia de troca iônica pode compreender um sistema cromatográfico de troca iônica de coluna única, ou um sistema cromatográfico de troca iônica de múltiplas colunas.[096] Thus, as mentioned above, the ion exchange chromatography unit can comprise a single column ion exchange chromatographic system, or a multiple column ion exchange chromatographic system.
[097] Quando a unidade de cromatografia de troca iônica compreende várias colunas, essas colunas podem ser dispostas em série entre si.[097] When the ion exchange chromatography unit comprises several columns, these columns can be arranged in series with each other.
[098] Alternativamente e vantajosamente, quando a unidade de cromatografia de troca iônica compreende várias colunas, elas podem ser dispostas em paralelo uma com a outra. Nesse caso, pelo menos duas colunas podem ser usadas simultaneamente para a produção de caldo açucarado atenuado. De acordo com certas modalidades, uma parte dessas colunas pode ser usada para a produção de caldo açucarado atenuado, enquanto outra parte dessas colunas pode sofrer simultaneamente etapas de lavagem e/ou etapas de regeneração.[098] Alternatively and advantageously, when the ion exchange chromatography unit comprises several columns, they can be arranged in parallel with each other. In this case, at least two columns can be used simultaneously for the production of sweetened attenuated juice. According to certain modalities, a part of these columns can be used for the production of sweetened attenuated juice, while another part of these columns can undergo simultaneously washing steps and / or regeneration steps.
[099] O dispositivo da invenção compreende, em seguida, uma linha de coleta de caldo açucarado atenuado na saída da unidade de cromatografia de troca iônica. A linha de coleta de caldo açucarado atenuado pode, por exemplo, transferir o caldo açucarado atenuado para uma unidade de evaporação ou um reservatório que permite armazenar ou recuperar o caldo açucarado atenuado.[099] The device of the invention then comprises a collection line of attenuated sugary broth at the outlet of the ion exchange chromatography unit. The attenuated sugar broth collection line can, for example, transfer the attenuated sugar broth to an evaporation unit or reservoir that allows the attenuated sugar broth to be stored or recovered.
[0100] Como mencionado acima, a invenção também se refere a um processo de tratamento de açúcar. Preferencialmente, este processo é implementado no dispositivo descrito acima. Este processo é descrito com referência à figura 2.[0100] As mentioned above, the invention also relates to a sugar treatment process. Preferably, this process is implemented in the device described above. This process is described with reference to figure 2.
[0101] O processo da invenção compreende sucessivamente:
- - uma primeira etapa da filtração frontal 1a (ou primeira filtração frontal 1a) do caldo açucarado para obter um primeiro filtrado;
- - uma segunda etapa de filtração frontal 1b (ou segunda filtração frontal 1b) do primeiro filtrado para obter um segundo filtrado; e
- - uma etapa de colocação em contato do segundo filtrado com uma resina de cromatografia de troca de cátions 2 de modo a carregar a resina de cátions bivalentes e a coletar um caldo açucarado atenuado.
- - a first stage of
frontal filtration 1a (or firstfrontal filtration 1a) of the sugary broth to obtain a first filtrate; - - a second
frontal filtration step 1b (or secondfrontal filtration 1b) of the first filtrate to obtain a second filtrate; and - - a step of putting the second filtrate in contact with a cation
exchange chromatography resin 2 in order to load the bivalent cation resin and collect an attenuated sugar broth.
[0102] Como descrito acima, o caldo açucarado pode ser derivado da moagem (ou de difusão) 3 da cana-de-açúcar.[0102] As described above, the sugary juice can be derived from the crushing (or diffusion) of sugar cane.
[0103] A montante das etapas mencionadas acima, o processo pode igualmente compreender uma ou mais etapas, tais como a sulfitação 4, a carbonatação 5, a clarificação 6, a floculação 7 e/ou a decantação 8.[0103] Upstream of the steps mentioned above, the process can also comprise one or more steps, such as sulfitation 4, carbonation 5, clarification 6, flocculation 7 and / or decantation 8.
[0104] A jusante das etapas mencionadas acima, o processo pode compreender uma ou mais etapas tais como a evaporação 9 e/ou a cristalização 10.[0104] Downstream of the steps mentioned above, the process may comprise one or more steps such as
[0105] Assim, o caldo açucarado é submetido a uma primeira filtração frontal 1a, de modo a obter um primeiro filtrado. As partículas sólidas, notadamente as partículas sólidas fibrosas, são retidas no filtro. Assim, essas partículas são separadas do caldo açucarado e são retidas no filtro ou filtros usado(s) para a primeira filtração 1a.[0105] Thus, the sugary broth is subjected to a first
[0106] A primeira filtração frontal 1a pode ser realizada a uma temperatura de 75 a 98°C.[0106] The first
[0107] De acordo com certas modalidades, essa primeira filtração frontal 1a permite a retenção de 10 a 60% em massa das partículas sólidas inicialmente encontradas no caldo açucarado.[0107] According to certain modalities, this first
[0108] O primeiro filtrado compreende, por sua vez, o caldo açucarado compreendendo partículas sólidas que passaram pelo(s) filtro(s) utilizado(s) para a primeira filtração 1a, assim como os íons Ca2+ e/ou Mg2+.[0108] The first filtrate comprises, in turn, the sugary broth comprising solid particles that passed through the filter (s) used for the
[0109] O primeiro filtrado é submetido então a uma segunda filtração 1b, de modo a fornecer um segundo filtrado. As partículas sólidas, notadamente as partículas sólidas fibrosas, são retidas no filtro. Assim, essas partículas são separadas do caldo açucarado e são retidas no filtro ou filtros utilizado(s) para a segunda filtração 1b.[0109] The first filtrate is then subjected to a
[0110] A segunda filtração frontal 1b pode ser efetuada a uma temperatura de 75 a 98°C.[0110] The second
[0111] De acordo com certas modalidades, o conjunto da primeira e segunda filtrações frontais 1a, 1b permitem a retenção de 30 a 70% em massa das partículas inicialmente encontradas no caldo açucarado.[0111] According to certain modalities, the set of the first and second
[0112] O segundo filtrado compreende o caldo açucarado compreendendo partículas sólidas que passaram pelo filtro utilizado para a segunda filtração 1b, assim como os íons Ca2+ e/ou Mg2+.[0112] The second filtrate comprises the sugary broth comprising solid particles that passed through the filter used for the
[0113] De acordo com certas modalidades, as partículas sólidas incluídas no segundo filtrado incluem partículas finas de bagaço.[0113] According to certain modalities, the solid particles included in the second filtrate include fine bagasse particles.
[0114] Posteriormente, o segundo filtrado é colocado em contato com a resina de troca de cátions 2 tal como descrito acima. A colocação em contato do segundo filtrado com a resina 2 permite a adsorção dos cátions bivalentes Ca2+ e/ou Mg2+ na referida resina. Assim, os cátions bivalentes Ca2+ e/ou Mg2+ presentes no segundo filtrado são trocados e substituídos pelos íons monovalentes Na+ e/ou K+ inicialmente presentes na resina. Preferencialmente, a vazão do caldo açucarado na unidade de cromatografia de troca iônica é de 5 a 20 BV/h, e preferencialmente de 5 a 15 BV/h ("BV" corresponde aos equivalentes de volume do leito de resina de uma coluna).[0114] Subsequently, the second filtrate is placed in contact with the
[0115] De acordo com certas modalidades, esta etapa pode ser efetuada pela circulação do segundo filtrado na unidade de cromatografia de troca iônica em uma direção de baixo para cima na(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica.[0115] According to certain modalities, this step can be carried out by circulating the second filtrate in the ion exchange chromatography unit in a bottom-up direction in the ion exchange chromatography column (s).
[0116] De acordo com modalidades preferenciais, esta etapa pode ser realizada circulando o segundo filtrado na unidade de cromatografia de troca iônica em uma direção de cima para baixo na(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica.[0116] According to preferred modalities, this step can be performed by circulating the second filtrate in the ion exchange chromatography unit in a top-down direction in the ion exchange chromatography column (s).
[0117] Esta etapa pode ser efetuada a uma temperatura de 75 a 98°C.[0117] This step can be carried out at a temperature of 75 to 98 ° C.
[0118] No final da etapa de colocar a resina em contato com o segundo filtrado 2, é obtido um caldo açucarado atenuado enquanto a resina é doravante carregada com cátions bivalentes.[0118] At the end of the step of putting the resin in contact with the
[0119] O caldo açucarado atenuado obtido no final da etapa de colocação em contato da resina com o segundo filtrado 2 pode ter um volume de 15 a 80 BV, e preferencialmente de 20 a 50 BV.[0119] The sweetened attenuated broth obtained at the end of the step of contacting the resin with the
[0120] De acordo com certas modalidades, o conjunto da primeira filtração frontal 1a, da segunda filtração frontal 1b e da colocação em contato do segundo filtrado com a resina 2 permitem a retenção de 50 a 90% em massa das partículas inicialmente encontradas no caldo açucarado.[0120] According to certain modalities, the set of the first
[0121] Vantajosamente, o caldo açucarado atenuado pode ter uma concentração de íons Ca2+ de 5 a 150 mg/L, e preferencialmente 20 a 120 mg/L. Assim, essa concentração pode ser de 5 a 10 mg/L; ou de 10 a 15 mg/L; ou 15 a 20 mg/L; ou de 20 a 25 mg/L; ou de 25 a 30 mg/L; ou de 30 a 35 mg/L; ou de 35 a 40 mg/L; ou de 40 a 45 mg/L; ou de 45 a 50 mg/L; ou de 50 a 55 mg/L; ou de 55 a 60 mg/L; ou de 60 a 65 mg/L; ou de 65 a 70 mg/L; ou de 70 a 75 mg/L; ou de 75 a 80 mg/L; ou de 80 a 85 mg/L; ou de 85 a 90 mg/L; ou de 90 a 95 mg/L; ou de 95 a 100 mg/L; ou de 100 a 105 mg/L; ou de 105 a 110 mg/L; ou de 110 a 115 mg/L; ou de 115 a 120 mg/L; ou de 120 a 125 mg/L; ou de 125 a 130 mg/L; ou de 130 a 135 mg/L; ou de 135 a 140 mg/L; ou de 140 a 145 mg/L; ou de 145 a 150 mg/L.[0121] Advantageously, the sweetened attenuated broth can have a concentration of Ca2 + ions from 5 to 150 mg / L, and preferably 20 to 120 mg / L. Thus, this concentration can be from 5 to 10 mg / L; or 10 to 15 mg / L; or 15 to 20 mg / L; or from 20 to 25 mg / L; or from 25 to 30 mg / L; or from 30 to 35 mg / L; or from 35 to 40 mg / L; or 40 to 45 mg / L; or from 45 to 50 mg / L; or 50 to 55 mg / L; or from 55 to 60 mg / L; or from 60 to 65 mg / L; or from 65 to 70 mg / L; or from 70 to 75 mg / L; or from 75 to 80 mg / L; or 80 to 85 mg / L; or from 85 to 90 mg / L; or from 90 to 95 mg / L; or from 95 to 100 mg / L; or from 100 to 105 mg / L; or from 105 to 110 mg / L; or from 110 to 115 mg / L; or from 115 to 120 mg / L; or from 120 to 125 mg / L; or 125 to 130 mg / L; or 130 to 135 mg / L; or from 135 to 140 mg / L; or from 140 to 145 mg / L; or from 145 to 150 mg / L.
[0122] Vantajosamente, o caldo açucarado atenuado pode ter uma concentração de íons Mg2+ de 5 a 150 mg/L, e preferencialmente de 20 a 120 mg/L. Assim, essa concentração pode ser de 5 a 10 mg/L; ou de 10 a 15 mg/L; ou de 15 a 20 mg/L; ou de 20 a 25 mg/L; ou de 25 a 30 mg/L; ou de 30 a 35 mg/L; ou de 35 a 40 mg/L; ou de 40 a 45 mg/L; ou de 45 a 50 mg/L; ou de 50 a 55 mg/L; ou de 55 a 60 mg/L; ou de 60 a 65 mg/L; ou de 65 a 70 mg/L; ou de 70 a 75 mg/L; ou de 75 a 80 mg/L; ou de 80 a 85 mg/L; ou de 85 a 90 mg/L; ou de 90 a 95 mg/L; ou de 95 a 100 mg/L; ou de 100 a 105 mg/L; ou de 105 a 110 mg/L; ou de 110 a 115 mg/L; ou de 115 a 120 mg/L; ou de 120 a 125 mg/L; ou de 125 a 130 mg/L; ou de 130 a 135 mg/L; ou de 135 a 140 mg/L; ou de 140 a 145 mg/L; ou de 145 a 150 mg/L.[0122] Advantageously, the sweetened attenuated broth can have a concentration of Mg2 + ions from 5 to 150 mg / L, and preferably from 20 to 120 mg / L. Thus, this concentration can be from 5 to 10 mg / L; or 10 to 15 mg / L; or from 15 to 20 mg / L; or from 20 to 25 mg / L; or from 25 to 30 mg / L; or from 30 to 35 mg / L; or from 35 to 40 mg / L; or 40 to 45 mg / L; or from 45 to 50 mg / L; or 50 to 55 mg / L; or from 55 to 60 mg / L; or from 60 to 65 mg / L; or from 65 to 70 mg / L; or from 70 to 75 mg / L; or from 75 to 80 mg / L; or 80 to 85 mg / L; or from 85 to 90 mg / L; or from 90 to 95 mg / L; or from 95 to 100 mg / L; or from 100 to 105 mg / L; or from 105 to 110 mg / L; or from 110 to 115 mg / L; or from 115 to 120 mg / L; or from 120 to 125 mg / L; or 125 to 130 mg / L; or 130 to 135 mg / L; or from 135 to 140 mg / L; or from 140 to 145 mg / L; or from 145 to 150 mg / L.
[0123] Vantajosamente, o caldo açucarado atenuado pode ter uma concentração de partículas sólidas de 1 a 100 mg/kg, e preferencialmente de 1 a 50 mg/kg. Assim, esta concentração pode ser de 1 a 5 mg/kg; ou de 5 a 10 mg/kg; ou de 10 a 15 mg/kg; ou de 15 a 20 mg/kg; ou de 20 a 25 mg/kg; ou de 25 a 30 mg/kg; ou de 30 a 35 mg/kg; ou de 35 a 40 mg/kg; ou de 40 a 45 mg/kg; ou de 45 a 50 mg/kg; ou de 50 a 55 mg/kg; ou de 55 a 60 mg/kg; ou de 60 a 65 mg/kg; ou de 65 a 70 mg/kg; ou de 70 a 75 mg/kg; ou de 75 a 80 mg/kg; ou de 80 a 85 mg/kg; ou de 85 a 90 mg/kg; ou de 90 a 95 mg/kg; ou de 95 a 100 mg/kg.[0123] Advantageously, the sweetened attenuated broth may have a concentration of solid particles from 1 to 100 mg / kg, and preferably from 1 to 50 mg / kg. Thus, this concentration can be from 1 to 5 mg / kg; or from 5 to 10 mg / kg; or 10 to 15 mg / kg; or 15 to 20 mg / kg; or from 20 to 25 mg / kg; or from 25 to 30 mg / kg; or from 30 to 35 mg / kg; or 35 to 40 mg / kg; or 40 to 45 mg / kg; or from 45 to 50 mg / kg; or 50 to 55 mg / kg; or from 55 to 60 mg / kg; or from 60 to 65 mg / kg; or from 65 to 70 mg / kg; or from 70 to 75 mg / kg; or from 75 to 80 mg / kg; or 80 to 85 mg / kg; or from 85 to 90 mg / kg; or from 90 to 95 mg / kg; or from 95 to 100 mg / kg.
[0124] O caldo açucarado pode, em seguida, ser evaporado 9 para reduzir a quantidade de água contida no caldo açucarado atenuado. Assim, a etapa de evaporação 9 permite obter um caldo açucarado atenuado chamado "xarope".[0124] The sugar broth can then be evaporated 9 to reduce the amount of water contained in the attenuated sugar broth. Thus, the
[0125] Em seguida, o xarope pode sofrer uma ou mais cristalizações 10 para fornecer açúcar cristalizado. Assim, pelo menos uma cristalização 10 pode ser realizada durante a qual o xarope é evaporado de modo a ser saturado com açúcares e de modo que os cristais comecem a se formar. No final da primeira cristalização 10, os cristais podem ser recuperados e o que resta do xarope pode sofrer outras cristalizações 10 sequenciais, de modo a fornecer diferentes graus de cristais de açúcar. No final das cristalizações 10 sequenciais, o que resta do xarope é chamado de "melaço" e pode ser usado pela indústria agroalimentar, pela perfumaria e pela farmácia galênica, na produção de biocombustíveis ou mesmo para a regeneração da resina, conforme descrito abaixo (seta 12).[0125] The syrup can then undergo one or more crystallizations 10 to provide crystallized sugar. Thus, at least one
[0126] A resina carregada compreende, neste estado, uma quantidade de caldo açucarado restante na unidade de cromatografia de troca iônica (por exemplo, na(s) coluna(s) cromatográfica(s) de troca iônica). Ademais, a unidade de cromatografia de troca iônica pode compreender partículas sólidas (por exemplo, partículas com diâmetro inferior a 50 μm), notadamente partículas finas de bagaço, acumuladas na parte superior do leito de resina.[0126] The loaded resin comprises, in this state, an amount of sugary broth remaining in the ion exchange chromatography unit (for example, in the ion exchange chromatographic column (s)). In addition, the ion exchange chromatography unit can comprise solid particles (for example, particles with a diameter of less than 50 μm), notably fine bagasse particles, accumulated in the upper part of the resin bed.
[0127] O processo de acordo com a invenção pode igualmente prover etapas de regeneração da resina carregada.[0127] The process according to the invention can also provide steps for regenerating the loaded resin.
[0128] No entanto, antes de continuar com a regeneração da resina, pelo menos uma etapa de lavagem pode ser efetuada de modo a eliminar as partículas sólidas restantes na unidade de cromatografia de troca iônica.[0128] However, before proceeding with the regeneration of the resin, at least one washing step can be performed in order to eliminate the remaining solid particles in the ion exchange chromatography unit.
[0129] Vantajosamente, essa lavagem pode ser realizada injetando a solução de lavagem de baixo para cima na(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica (assim durante a etapa de lavagem, a solução de lavagem na unidade de cromatografia de troca iônica tem uma direção inversa à do segundo filtrado durante a produção do caldo açucarado). A solução de lavagem pode ter uma vazão de 10 a 20 BV/h.[0129] Advantageously, this washing can be performed by injecting the washing solution from the bottom up into the ion exchange chromatography column (s) (thus during the washing step, the washing solution in the exchange chromatography unit ionic has an opposite direction to that of the second filtrate during the production of the sugary broth). The washing solution can have a flow rate of 10 to 20 BV / h.
[0130] Assim, durante esta etapa, devido à direção da solução de lavagem (preferencialmente de baixo para cima) e à vazão da solução de lavagem, o leito de resina pode sofrer uma expansão na unidade de cromatografia de troca iônica. Por exemplo, durante esta etapa, a expansão do leito de resina pode ser de pelo menos 50% em relação à altura inicial do leito. A resina pode, por exemplo, assumir a forma de um leito fluidizado. Como explicado acima, visto que as partículas sólidas restantes na unidade têm uma densidade menor que a densidade da resina, elas podem ser expulsas sem provocar a saída das partículas de resina.[0130] Thus, during this stage, due to the direction of the washing solution (preferably from the bottom up) and the flow of the washing solution, the resin bed may undergo an expansion in the ion exchange chromatography unit. For example, during this step, the expansion of the resin bed can be at least 50% in relation to the initial height of the bed. The resin can, for example, take the form of a fluidized bed. As explained above, since the solid particles remaining in the unit have a density lower than the density of the resin, they can be expelled without causing the resin particles to leave.
[0131] A solução de lavagem pode ser uma solução aquosa.[0131] The washing solution can be an aqueous solution.
[0132] De acordo com certas modalidades, a solução de lavagem é água.[0132] According to certain modalities, the washing solution is water.
[0133] De acordo com outras modalidades preferenciais, a solução de lavagem é derivada do caldo açucarado atenuado tal como descrito acima.[0133] According to other preferred embodiments, the washing solution is derived from the attenuated sugar broth as described above.
[0134] De acordo com outras modalidades preferenciais, a solução de lavagem é derivada do caldo açucarado tal como descrito acima.[0134] According to other preferred embodiments, the washing solution is derived from the sugary broth as described above.
[0135] Diferentes soluções de lavagem podem ser usadas sequencialmente.[0135] Different washing solutions can be used sequentially.
[0136] A etapa de lavagem pode ser realizada notadamente a uma temperatura de 75 a 98°C.[0136] The washing step can be carried out notably at a temperature of 75 to 98 ° C.
[0137] Alternativamente, esta etapa de lavagem pode ser realizada após a etapa de regeneração descrita abaixo ou após uma etapa final de enxágue.[0137] Alternatively, this washing step can be performed after the regeneration step described below or after a final rinse step.
[0138] No final da etapa de lavagem, um efluente de lavagem pode ser recuperado. Este efluente é uma solução aquosa açucarada e pode, por exemplo, ser devolvido à etapa 6 de clarificação (seta 11).[0138] At the end of the washing step, a washing effluent can be recovered. This effluent is an aqueous sugar solution and can, for example, be returned to step 6 for clarification (arrow 11).
[0139] Como mencionado acima, o processo de tratamento de açúcar de acordo com a invenção prevê igualmente etapas de regeneração da resina carregada de cátions bivalentes. A regeneração compreende, em primeiro lugar, colocar a resina carregada em contato com uma solução de regeneração. No final da regeneração, a resina de troca iônica é regenerada e se obtém um fluxo de solução aquosa coletado no final da regeneração, chamado "efluente de regeneração".[0139] As mentioned above, the sugar treatment process according to the invention also provides for regeneration steps of the resin loaded with bivalent cations. Regeneration comprises, first of all, putting the loaded resin in contact with a regeneration solution. At the end of the regeneration, the ion exchange resin is regenerated and a flow of aqueous solution is obtained collected at the end of the regeneration, called "regeneration effluent".
[0140] De acordo com certas modalidades, a solução de regeneração pode ser derivada, no todo ou em parte, dos melaços formados após uma etapa de cristalização 10 ou após várias etapas de cristalização 10 sequenciais tal como descrito acima (seta 12). Mais particularmente, os melaços formados durante a cristalização 10 do açúcar (uma vez que provêm do caldo açucarado atenuado) compreendem íons monovalentes de Na+ e/ou K+, em concentrações mais altas que no suco açucarado atenuado. Assim, durante sua passagem pela unidade de cromatografia de troca iônica e seu contato com a resina carregada, os íons monovalentes Na+ e/ou K+ são trocados com os íons bivalentes Ca2+ e/ou Mg2+ da resina carregada. A resina é assim regenerada, enquanto o efluente de regeneração compreende os melaços carregados com íons bivalentes Ca2+ e/ou Mg2+ que podem ser usados e integrados às etapas de cristalização 10 de um processo de produção de açúcar (seta 13). Alternativamente, estes melaços carregados com Ca2+ e/ou Mg2+ podem ser utilizados para a produção de etanol. Essas modalidades permitem a regeneração da resina sem o uso de produtos químicos, tais como o cloreto de sódio.[0140] According to certain modalities, the regeneration solution can be derived, in whole or in part, from molasses formed after a
[0141] De acordo com outras modalidades, a solução de regeneração pode ser derivada, no todo ou em parte, do caldo açucarado atenuado produzido (seta 14). Assim, o hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de potássio (KOH) pode ser adicionado em pelo menos uma parte do caldo açucarado atenuado para formar a solução de regeneração. Esta solução pode então passar através da unidade de cromatografia de troca iônica e, então, da resina carregada de modo a trocar os íons monovalentes Na+ e/ou K+ da solução de regeneração com os íons bivalentes Ca2+ e/ou Mg2+ da resina carregada. Nesse caso, o efluente de regeneração pode compreender um composto solúvel em água chamado "sacarato de cálcio" formado devido à complexação dos íons Ca2+ com sacarose. Este efluente de regeneração pode ser utilizado posteriormente na etapa de clarificação 6 (seta 15), em particular na etapa de calagem, o que permite utilizar menos produtos químicos tais como a cal para a clarificação do caldo açucarado. Assim, em vez de usar apenas uma solução de leite de cal, a mistura de leite de cal e sacarato de cálcio pode ser misturada com o caldo açucarado para precipitar as impurezas e depois separá-las em um decantador. A razão de cálcio apresentada respectivamente pelo leite de cal e pelo sacarato de cálcio assim formado na mistura é de 100:0 a 50:50. Preferencialmente, essa razão é de 100:0 a 80:20.[0141] According to other modalities, the regeneration solution can be derived, in whole or in part, from the attenuated sugary broth produced (arrow 14). Thus, sodium hydroxide (NaOH) or potassium hydroxide (KOH) can be added to at least part of the attenuated sugar broth to form the regeneration solution. This solution can then pass through the ion exchange chromatography unit and then the charged resin in order to exchange the monovalent ions Na + and / or K + of the regeneration solution with the divalent ions Ca2 + and / or Mg2 + of the charged resin. In this case, the regeneration effluent may comprise a water-soluble compound called "calcium saccharate" formed due to the complexation of Ca2 + ions with sucrose. This regeneration effluent can be used later in the clarification step 6 (arrow 15), in particular in the liming step, which allows using less chemicals such as lime to clarify the sugary juice. Thus, instead of using just a solution of lime milk, the mixture of lime milk and calcium sucrate can be mixed with the sugary broth to precipitate the impurities and then separate them in a decanter. The calcium ratio shown respectively by the lime milk and the calcium saccharate thus formed in the mixture is 100: 0 to 50:50. Preferably, this ratio is from 100: 0 to 80:20.
[0142] De acordo com outras modalidades, a solução de regeneração pode ser uma solução aquosa de cloreto de sódio aqui referida como "salmoura de regeneração".[0142] According to other modalities, the regeneration solution can be an aqueous solution of sodium chloride referred to herein as "regenerating brine".
[0143] De acordo com outras modalidades, a solução de regeneração pode ser uma solução aquosa compreendendo hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio.[0143] According to other modalities, the regeneration solution can be an aqueous solution comprising sodium hydroxide or potassium hydroxide.
[0144] De acordo com outras modalidades, a solução de regeneração pode ser derivada de uma vinhaça de destilação resultante do melaço mencionado acima. De fato, os íons monovalentes Na+ e/ou K+ presentes no melaço estão igualmente presentes na vinhaça de destilação e em quantidades próximas. Esta vinhaça deve primeiro ser clarificada, por exemplo, com o uso de uma centrífuga de separação rápida.[0144] According to other modalities, the regeneration solution can be derived from a distillation vinasse resulting from the molasses mentioned above. In fact, the monovalent Na + and / or K + ions present in molasses are also present in distillation vinasse and in close quantities. This vinasse must first be clarified, for example, with the use of a rapid separation centrifuge.
[0145] De acordo com outras modalidades, a solução de regeneração pode ser derivada de um refinado resultante de um tratamento por cromatografia dos melaços, e mais particularmente de um refinado obtido após uma etapa de retirada do açúcar do melaço mencionado acima por cromatografia. De fato, os íons monovalentes Na+ e/ou K+ presentes no melaço estão igualmente presentes no refinado e em quantidades próximas.[0145] According to other modalities, the regeneration solution can be derived from a refine resulting from a treatment by chromatography of molasses, and more particularly from a refine obtained after a step of removing the sugar from the molasses mentioned above by chromatography. In fact, the monovalent ions Na + and / or K + present in molasses are also present in the refined and in close quantities.
[0146] De acordo com certas modalidades, a regeneração da resina é efetuada usando a mesma solução de regeneração durante todo o período de regeneração.[0146] According to certain modalities, the regeneration of the resin is carried out using the same regeneration solution during the entire regeneration period.
[0147] De acordo com outras modalidades, a regeneração da resina é efetuada utilizando mais de uma solução de regeneração durante a regeneração, isto é, a solução de regeneração é modificada durante o processo de regeneração. Por exemplo, no mesmo processo de regeneração, uma solução de regeneração compreendendo melaços pode alternar com uma solução de regeneração compreendendo caldo açucarado atenuado e NaOH ou com uma solução de regeneração compreendendo salmoura de regeneração.[0147] According to other modalities, the regeneration of the resin is carried out using more than one regeneration solution during the regeneration, that is, the regeneration solution is modified during the regeneration process. For example, in the same regeneration process, a regeneration solution comprising molasses can alternate with a regeneration solution comprising sweetened attenuated broth and NaOH or with a regeneration solution comprising regeneration brine.
[0148] Vantajosamente, a regeneração da resina pode ser realizada injetando a solução de regeneração de baixo para cima na(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica (assim, durante a etapa de regeneração, a solução de regeneração na unidade de troca iônica tem uma direção inversa à do segundo filtrado durante a produção do caldo açucarado atenuado). A solução de regeneração pode ter uma vazão de 1 a 10 BV/h, e preferencialmente de 2 a 5 BV/h.[0148] Advantageously, the regeneration of the resin can be carried out by injecting the regeneration solution from the bottom up into the ion exchange chromatography column (s) (thus, during the regeneration step, the regeneration solution in the ion exchange has a reverse direction to that of the second filtrate during the production of the sweetened attenuated juice). The regeneration solution can flow from 1 to 10 BV / h, and preferably from 2 to 5 BV / h.
[0149] Alternativamente, a regeneração da resina pode ser efetuada injetando a solução de regeneração de cima para baixo na(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica (assim, durante a etapa de regeneração, a solução de regeneração na unidade de cromatografia de troca iônica tem uma direção idêntica à do segundo filtrado durante a produção do caldo açucarado atenuado). A solução de regeneração pode ter uma vazão de 1 a 10 BV/h, e preferencialmente de 2 a 5 BV/h.[0149] Alternatively, the regeneration of the resin can be carried out by injecting the regeneration solution from top to bottom in the ion exchange chromatography column (s) (thus, during the regeneration step, the regeneration solution in the ion exchange chromatography has a direction identical to that of the second filtrate during the production of the sweetened attenuated juice). The regeneration solution can flow from 1 to 10 BV / h, and preferably from 2 to 5 BV / h.
[0150] De acordo com certas modalidades, quando o processo da invenção é implementado no dispositivo descrito acima, e mais particularmente quando a etapa de colocar o segundo filtrado em contato com a resina 2 é implementada em várias colunas de cromatografia de troca iônica, uma parte dessas colunas pode ser utilizada para a produção de caldo açucarado atenuado enquanto outra parte dessas colunas pode ser usada para a regeneração da resina carregada. Em outros termos, uma primeira parte das colunas é utilizada inicialmente para a produção de caldo açucarado atenuado.
Depois de um certo tempo, uma segunda parte das colunas retoma a produção de caldo açucarado atenuado enquanto a primeira parte das colunas é doravante usada para a regeneração da resina carregada.[0150] According to certain modalities, when the process of the invention is implemented in the device described above, and more particularly when the step of putting the second filtrate in contact with
After a while, a second part of the columns resumes the production of attenuated sugary broth while the first part of the columns is now used for the regeneration of the loaded resin.
[0151] Por exemplo, se a unidade de cromatografia de troca iônica compreende de 15 a 20 colunas de cromatografia de troca iônica, de 5 a 10 colunas podem ser utilizadas para a produção de caldo açucarado atenuado, enquanto de 10 a 15 colunas podem ser usadas para a regeneração da resina.[0151] For example, if the ion exchange chromatography unit comprises 15 to 20 columns of ion exchange chromatography, 5 to 10 columns can be used for the production of attenuated sugary broth, while 10 to 15 columns can be used. used for resin regeneration.
[0152] O processo de acordo com a invenção pode igualmente compreender uma etapa final de enxágue após a regeneração da resina carregada, usando uma solução de enxágue. Preferencialmente, a solução de enxágue é caldo açucarado atenuado. De acordo com outras modalidades, a solução de enxágue é água. Assim, o enxágue pode ser realizado injetando a solução de enxágue de cima para baixo da(s) coluna(s) de cromatografia de troca iônica (assim, durante a etapa de enxágue, a solução de enxágue injetada na unidade de cromatografia de troca iônica tem a mesma direção que a do segundo filtrado durante a produção de caldo açucarado atenuado).[0152] The process according to the invention can also comprise a final rinsing step after the regeneration of the loaded resin, using a rinsing solution. Preferably, the rinse solution is sweetened attenuated broth. According to other modalities, the rinse solution is water. Thus, the rinse can be performed by injecting the rinse solution from top to bottom of the ion exchange chromatography column (s) (thus, during the rinse step, the rinse solution injected into the ion exchange chromatography unit has the same direction as that of the second filtrate during the production of sweetened attenuated juice).
[0153] O processo de acordo com a invenção pode ser um processo contínuo.[0153] The process according to the invention can be a continuous process.
[0154] Alternativamente, o processo de acordo com a invenção pode ser um processo descontínuo (em lote).[0154] Alternatively, the process according to the invention can be a batch process (batch).
[0155] Pode ser igualmente mencionado um sistema de múltiplas colunas, tal como descrito no documento WO 2007/144522.[0155] A multi-column system can also be mentioned, as described in WO 2007/144522.
[0156] O processo de acordo com a invenção permite obter caldo açucarado atenuado com um grau de atenuação superior a 80%. Por "grau de atenuação" entende-se a razão entre a dureza do caldo açucarado atenuado (na saída da unidade de troca iônica) e a dureza do caldo açucarado na entrada da unidade de cromatografia de troca iônica, a dureza correspondente à concentração total de cátions Ca2+ e Mg2+.[0156] The process according to the invention allows to obtain sweetened attenuated broth with a degree of attenuation greater than 80%. "Degree of attenuation" means the ratio between the hardness of the attenuated sugar broth (at the exit of the ion exchange unit) and the hardness of the sugar broth at the entrance of the ion exchange chromatography unit, the hardness corresponding to the total concentration of Ca2 + and Mg2 + cations.
[0157] Os valores de concentração e de razões de concentração descritos no presente pedido correspondem a valores médios ao longo de um tempo de produção.[0157] The concentration values and concentration ratios described in this application correspond to average values over a production time.
Claims (22)
- - uma primeira filtração frontal (1a) de um caldo açucarado para obter um primeiro filtrado;
- - uma segunda filtração frontal (1b) do primeiro filtrado para obter um segundo filtrado; e
- - colocar em contato o segundo filtrado com uma resina de cromatografia de troca catiônica (2) de modo a carregar a resina com cátions bivalentes e a coletar um caldo açucarado atenuado, a resina sendo disposta na forma de um leito de altura h de 0,75 a 3 metros.
- - a first frontal filtration (1a) of a sugary broth to obtain a first filtrate;
- - a second frontal filtration (1b) of the first filtrate to obtain a second filtrate; and
- - put the second filtrate in contact with a cation exchange chromatography resin (2) in order to load the resin with bivalent cations and collect an attenuated sugary broth, the resin being arranged in the form of a bed of height h of 0, 75 to 3 meters.
colocar em contato a resina carregada com uma solução de regeneração;
coletar um efluente de regeneração.Process according to any one of claims 1 to 7, characterized by the fact that it comprises the stages of regeneration of the resin charged with bivalent cations, these steps comprising:
put the loaded resin in contact with a regeneration solution;
collect a regeneration effluent.
- - uma linha de alimentação de caldo açucarado;
- - uma primeira unidade de filtração frontal alimentada pela linha de alimentação de caldo açucarado;
- - uma linha de coleta de primeiro filtrado na saída da primeira unidade de filtração frontal;
- - uma segunda unidade de filtração frontal alimentada pela linha de coleta de primeiro filtrado;
- - uma linha de coleta de segundo filtrado na saída da segunda unidade de filtração frontal;
- - uma unidade de cromatografia de troca iônica compreendendo uma resina catiônica alimentada pela linha de coleta de segundo filtrado, a resina tendo a forma de um leito com altura h de 0,75 a 3 metros; e
- - uma linha de coleta de caldo açucarado atenuado na saída da unidade de cromatografia de troca iônica.
- - a sugary broth supply line;
- - a first frontal filtration unit powered by the sugary broth feed line;
- - a first filtrate collection line at the outlet of the first frontal filtration unit;
- - a second frontal filtration unit powered by the first filtrate collection line;
- - a second filtrate collection line at the outlet of the second frontal filtration unit;
- - an ion exchange chromatography unit comprising a cationic resin fed by the second filtrate collection line, the resin having the shape of a bed with a height of 0.75 to 3 meters; and
- - a sweetened broth collection line attenuated at the outlet of the ion exchange chromatography unit.
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