EP0835941A1 - Process for preparing sugar crystals and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la production de cristaux de sucre à partir de sirops suivant un procédé en plusieurs étapes ou jets, chaque jet comportant une phase de cristallisation par évaporation sous vide avec apport de chaleur, une phase de cristallisation par refroidissement et une opération d'essorage permettant de séparer les cristaux de la liqueur mère, les égouts d'essorage alimentant le jet suivant.The present invention relates to the production of sugar crystals from syrups using a multi-step process or jets, each spray comprising a crystallization phase by vacuum evaporation with heat input, a crystallization phase by cooling and a spin operation allowing to separate the crystals from the mother liquor, the drain drains feeding the jet following.
La cristallisation par évaporation peut être effectuée dans un appareil à marche continue constitué par une cuve divisée en plusieurs compartiments munis de moyens de chauffage et traversés successivement par la masse-cuite constituée dans le premier compartiment par ajout de germes cristallins ou d'un magma d'ensemencement au sirop et nourrie dans les autres compartiments par des apports dosés de sirop. Les apports de calories et de sirop dans chaque compartiment sont réglés de façon à maintenir la liqueur-mère en état de sursaturation et permettre le grossissement progressif des cristaux de l'entrée à la sortie de l'appareil.The crystallization by evaporation can be carried out in an apparatus with continuous operation consisting of a tank divided into several compartments with heating means and successively crossed by the mass-cooked formed in the first compartment by adding crystalline seeds or a magma of sowing in syrup and fed in the other compartments by measured doses of syrup. Calorie and syrup intake in each compartment are adjusted so as to keep the mother liquor in a state of supersaturation and allow gradual magnification of the crystals from entry to the output of the device.
La première phase de la cristallisation peut également être effectuée en discontinue dans un appareil à cuire constitué d'une cuve verticale ou horizontale reliée à un circuit de vide et dans la partie inférieure de laquelle est disposé un faisceau de chauffage alimenté en vapeur. Le cycle de fonctionnement de cet appareil comprend les phases suivantes : après avoir réduit la pression dans la cuve on aspire une certaine quantité de sirop pour former un pied de cuite ; par chauffage à la vapeur on concentre le pied de cuite pour l'amener à un degré de concentration supérieur à la saturation ; on procède au grainage par introduction de germes ; on fait croítre la dimension des grains en concentrant la masse par évaporation et en alimentant l'appareil en sirop pour procéder à la phase de serrage en continuant à évaporer ; quand la teneur en cristaux de la masse cuite est suffisante, on arrête le chauffage, on casse le vide et on vidange l'appareil.The first phase of crystallization can also be carried out in discontinuous in a cooking appliance consisting of a vertical or horizontal tank connected to a vacuum circuit and in the lower part of which is arranged a heating bundle supplied with steam. The operating cycle of this device comprises the following stages: after reducing the pressure in the tank we suck a certain amount of syrup to form a cooked foot; by steam heating, concentrate the boiling foot to bring it to a degree of concentration higher than saturation; we proceed to the graining by introduction germs; the grain size is increased by concentrating the mass by evaporation and by supplying the apparatus with syrup to carry out the phase of tightening while continuing to evaporate; when the crystal content of the terracotta is sufficient, the heating is stopped, the vacuum is broken and the appliance is emptied.
La seconde phase de la cristallisation est généralement effectuée dans un malaxeur où la masse cuite est refroidie lentement pour que se poursuive le grossissement des cristaux, en mettant à profit la diminution de la solubilité du sucre avec la température. On utilise en particulier des malaxeurs sous vide ou des compartiments d'équipement sous vide dans lesquels le refroidissement est provoqué par évaporation par détente. The second phase of crystallization is generally carried out in a mixer where the cooked mass is cooled slowly so that the magnification of the crystals, taking advantage of the decrease in the solubility of the sugar with temperature. In particular vacuum mixers are used or vacuum equipment compartments in which cooling is caused by expansion by expansion.
On a proposé d'effectuer la première phase de cristallisation en deux étapes, en utilisant dans chaque étape une partie seulement du sirop à traiter. On connaít, en particulier, un procédé suivant lequel la masse-cuite produite en discontinu dans la première étape est utilisée comme magma d'ensemencement dans la seconde étape qui est mise en oeuvre dans un appareil à marche continue.It has been proposed to carry out the first crystallization phase in two stages, using in each stage only part of the syrup to be treated. We knows, in particular, a process by which the mass-cooked produced in discontinuous in the first stage is used as seeding magma in the second step which is implemented in a walking device keep on going.
Le but de la présente invention est d'améliorer le rendement énergétique des ateliers de cristallisation en diminuant de façon notable la consommation de vapeur.The object of the present invention is to improve energy efficiency crystallization workshops by significantly reducing the consumption of steam.
Le procédé de production de cristaux de sucre à partir de sirop objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte deux étapes de cristallisation par évaporation sous vide avec apport de chaleur, avec répartition du débit total de sirop à traiter entre les deux étapes, en ce que la masse-cuite produite dans la première étape est refroidie puis utilisée comme pied-de-cuite ou magma d'ensemencement dans la seconde étape, et en ce que la vapeur produite dans la première étape est utilisée dans la seconde pour fournir les calories nécessaires à l'évaporation.The process for producing sugar crystals from syrup the invention is characterized in that it comprises two stages of crystallization by vacuum evaporation with heat input, with distribution of the total flow of syrup to be treated between the two stages, in that the mass-cooked produced in the first stage is cooled and then used as a pied de cuite or magma in the second stage, and in that the steam produced in the first step is used in the second to provide the necessary calories on evaporation.
Le procédé de l'invention permet de diminuer de moitié la consommation de vapeur. Bien que l'invention puisse être appliquée à tous les jets, il est particulièrement intéressant de l'appliquer au premier jet et plus généralement au jet qui représente la plus grosse consommation thermique de l'atelier de cristallisation.The process of the invention makes it possible to halve the consumption of steam. Although the invention can be applied to all jets, it is particularly interesting to apply it on the first draft and more generally on jet which represents the biggest thermal consumption of the workshop of crystallization.
Les deux étapes de cristallisation par évaporation avec apport de chaleur peuvent être effectuées dans des appareils à marche continue. Dans ce cas le premier compartiment de l'appareil où la première étape est effectuée, est alimenté, en tête, par un magma d'ensemencement produit de façon classique dans un appareil à cuire discontinu ou par empâtage d'un sucre provenant d'un autre jet ou par tout autre procédé de cristallisation, par exemple par grainage par refroidissement ; les autres compartiments sont alimentés par du sirop (liqueur standard). Dans cette première étape, les températures de la vapeur et de la masse-cuite produites seront, égales ou légèrement supérieures aux valeurs classiques (par exemple 96°C et 83°C au lieu de 96°C et 78°C).The two stages of crystallization by evaporation with heat input can be performed in continuous running devices. In this case the first compartment of the device where the first step is performed, is fed, at the head, by a seeding magma produced in a conventional manner in a batch cooking appliance or by mashing sugar from a another jet or by any other crystallization process, for example by graining by cooling; the other compartments are supplied with syrup (liquor standard). In this first step, the steam and mass-cooked produced will be, equal or slightly higher than the values conventional (for example 96 ° C and 83 ° C instead of 96 ° C and 78 ° C).
La masse-cuite produite dans la première étape peut être refroidie par auto-évaporation dans un malaxeur sous vide où le grossissement des cristaux se poursuit ; la masse-cuite sera avantageusement diluée avec du sirop introduit à l'entrée ou en un point quelconque du malaxeur. Après avoir été refroidie, la masse-cuite alimente le premier compartiment de l'appareil de cristallisation par évaporation où la seconde étape est mise en oeuvre; les autres compartiments sont alimentés par du sirop . Le faisceau de chauffage de ce second appareil est alimenté par la vapeur produite dans le premier appareil. Dans ce second appareil, les températures de la vapeur et de la masse-cuite produites sont nettement inférieures aux valeurs classiques (par exemple 50 °C et 57°C).The mass-cooked produced in the first stage can be cooled by self-evaporation in a vacuum mixer where the magnification of the crystals continues; the mass-cooked will be advantageously diluted with syrup introduced to the entrance or at any point of the mixer. After being cooled, the mass-cooked feeds the first compartment of the crystallization apparatus by evaporation where the second step is implemented; the other compartments are supplied with syrup. The heating beam of this second device is powered by the steam produced in the first device. In this second device, the temperatures of the steam and the mass-cooked produced are clearly lower than conventional values (for example 50 ° C and 57 ° C).
Le refroidissement de la masse-cuite produite dans la première étape pourra aussi être effectuée dans un malaxeur classique de sucrerie à échange direct ou indirect. Eventuellement le refroidissement pourra être réalisé par auto-évaporation dans le ou les premiers compartiments de l'appareil de cristallisation où la seconde étape est mise en oeuvre.The cooling of the mass-cooked produced in the first stage may also be carried out in a conventional direct exchange candy mixer or indirect. Possibly cooling can be achieved by self-evaporation in the first compartment (s) of the crystallization apparatus where the second step is implemented.
L'une des étapes de cristallisation par évaporation avec apport de chaleur ou les deux peuvent être effectuées dans des appareils à cuire à marche discontinue. Dans ce cas un ou plusieurs malaxeurs tampons devront être prévus.One of the stages of crystallization by evaporation with heat input or both can be done in walking cookers discontinuous. In this case one or more buffer mixers must be provided.
Le débit de sirop utilisé à chaque étape peut varier de 40% à 60% du débit total de sirop à traiter.The syrup flow used at each stage can vary from 40% to 60% of the flow total syrup to be treated.
Eventuellement, la vapeur produite au cours de la première étape peut être légèrement recomprimée avant d'être utilisée dans la seconde étape.Optionally, the steam produced during the first stage can be slightly recompressed before being used in the second stage.
L'invention a également pour objet une installation pour la production de cristaux de sucre comportant, reliés en série, un premier appareil de cristallisation par évaporation sous vide constitué par une cuve fermée munie d'un faisceau de chauffage, un malaxeur muni de moyens de refroidissement et un second appareil de cristallisation sous vide muni d'un faisceau de chauffage relié à la calandre du premier appareil. Les premier et second appareils de cristallisation peuvent être des appareils à marche continue ou discontinue. Le malaxeur peut être un appareil classique muni d'éléments d'échange thermique refroidis, par exemple, par circulation d'eau, ou d'un dispositif de refroidissement par soufflage d'air ou un appareil sous vide dans lequel le refroidissement est provoqué par auto-évaporation. Ces appareils sont munis de moyens de régulation de pression qui permettent de maintenir dans le second appareil de cristallisation une pression nettement inférieure (vide supérieur) à celle régnant dans le premier appareil et, éventuellement, une pression intermédiaire dans le malaxeur.The invention also relates to an installation for the production of sugar crystals comprising, connected in series, a first crystallization apparatus by vacuum evaporation constituted by a closed tank provided with a beam of heating, a mixer provided with cooling means and a second appliance of crystallization under vacuum provided with a heating beam connected to the calender of the first device. The first and second crystallization devices can be devices with continuous or discontinuous operation. The mixer can be a device conventional with heat exchange elements cooled, for example, by circulation of water, or an air blast cooling device or a vacuum device in which cooling is caused by self-evaporation. These devices are provided with pressure regulating means which allow to maintain in the second crystallization apparatus a pressure significantly lower (higher vacuum) than that prevailing in the first device and, possibly an intermediate pressure in the mixer.
La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent,
à titre d'exemple non-limitatif, deux formes de réalisation de l'invention et sur
lesquels :
L'atelier dont le schéma est représenté sur la figure 1 comporte
essentiellement deux appareils de cristallisation par évaporation à marche continue
10 et 14 et un appareil de cristallisation par refroidissement 12.The workshop, the diagram of which is represented in FIG. 1, comprises
essentially two continuous crystallization devices by
L'appareil 10 est constitué par une cuve horizontale divisée en plusieurs
compartiments par des cloisons verticales dont la hauteur est inférieure à celle de
la cuve, de telle sorte que les différents compartiments communiquent entre eux
par la partie supérieure de la cuve qui est reliée à un collecteur de vapeur. Les
compartiments communiquent aussi entre eux par des ouvertures percées dans
les cloisons et permettant la circulation de la masse-cuite d'une extrémité à l'autre
de la cuve. Un faisceau d'éléments chauffants, tels que des tubes parcourus par
de la vapeur 18 prélevée, par exemple, sur l'un des effets de l'atelier
d'évaporation, est placé dans la partie inférieure de la cuve, sur toute sa longueur,
pour apporter des calories à la masse cuite contenue dans les compartiments. Le
premier compartiment reçoit un magma d'ensemencement 16 contenant des
germes de cristallisation et produit soit dans un appareil à cuire discontinu, soit par
empâtage d'un sucre provenant d'un autre jet, soit par tout autre procédé de
cristallisation, par exemple par grainage par refroidissement. Tous les
compartiments reçoivent des débits dosés de sirop 20 (liqueur standard). La
masse-cuite produite est extraite du dernier compartiment au moyen d'une pompe
volumétrique 22; un régulateur 24 commande la pompe pour maintenir le niveau
de la masse-cuite dans le dernier compartiment à une valeur de consigne.The
L'appareil 14 est conçu comme l'appareil 10. The
L'appareil de cristallisation par refroidissement 12 est constitué par une cuve
verticale équipée d'un agitateur et reliée à une source de vide (condenseur) qui
permet de maintenir dans la calandre de l'appareil 12 une pression nettement
inférieure (vide supérieur) à celle qui règne dans la calandre de l'appareil 10 ; cette
pression est réglée par un régulateur 26. La masse-cuite extraite de l'appareil 10
par la pompe 22 est introduite dans l'appareil 12 ; elle est légèrement diluée à
l'entrée de l'appareil 12 au moyen de sirop 28. En pénétrant dans l'appareil 12, la
masse-cuite est soumise à une détente et un certain volume d'eau est évaporé ce
qui provoque le refroidissement de la masse-cuite et, par conséquent, une
augmentation de la sursaturation et un grossissement des cristaux par
cristallisation d'une partie du sucre dissout. La masse-cuite est soutirée en continu
de l'appareil 12 par une pompe 30 et introduite dans le premier compartiment de
l'appareil 14 où elle sert de magma d'ensemencement ; un régulateur 32
commandant la pompe 30 maintient le niveau de masse-cuite sensiblement
constant dans l'appareil 12.The
Le faisceau de chauffage de l'appareil 14 est chauffé par de la vapeur
produite dans l'appareil 10 ; une vanne de régulation 34 permet éventuellement de
purger une partie de la vapeur produite par l'appareil 10 pour régulariser la
pression et le débit à l'entrée du faisceau de l'appareil 14. La pression dans la
calandre de l'appareil 14 est maintenue à une valeur de consigne inférieure à celle
de l'appareil 12 au moyen d'un régulateur 36. Les différents compartiments de
l'appareil 14 reçoivent des débits dosés de sirop 38. La masse-cuite produite est
extraite du dernier compartiment par une pompe 40 et dirigée vers l'essorage ; un
régulateur 42 commande la pompe 40 pour maintenir le niveau de la masse-cuite
dans le dernier compartiment à une valeur de consigne. Par une répartition
convenable du sirop entre les appareils 10 et 14, on fait en sorte que le débit de
la vapeur produite par l'appareil 10 soit équivalent ou légèrement supérieur au
débit nécessaire pour alimenter le faisceau de l'appareil 14.The heating beam of the
On pourra, par exemple, adopter les valeurs suivantes pour les débits,
pressions et températures de la vapeur dans les appareils 10 et 14.
A titre de comparaison, dans un appareil de cristallisation par évaporation à marche continue classique ayant la même production et les mêmes performances, la consommation de vapeur de chauffage est de 17,12 t/h sous une pression de 0,887 bar abs. et à une température de 94,3°C.For comparison, in an evaporative crystallization apparatus with conventional continuous running having the same production and the same performance, the consumption of heating steam is 17.12 t / h under a pressure of 0.887 bar abs. and at a temperature of 94.3 ° C.
On voit que, grâce à l'invention, la consommation de vapeur est réduite de plus de 50 % (6,73 t/h au lieu de 17,12 t/h).It can be seen that, thanks to the invention, the vapor consumption is reduced by more than 50% (6.73 t / h instead of 17.12 t / h).
Les pressions dans les appareils 10,12 et 14 et, par conséquent, les
températures des masse-cuites produites dans ces appareils sont choisies pour
permettre l'utilisation de la vapeur produite dans l'appareil 10 pour alimenter le
faisceau de chauffage de l'appareil 14, et pour éviter la formation de fines (cristaux
de très petites dimensions) lorsque la masse cuite est soumise à une détente
brusque, en passant d'un appareil au suivant.The pressures in the
Comme exemple, on peut donner les valeurs de 0,350, 0,220 et
0,100 bar abs. pour les pressions dans les appareils 10, 12 et 14, respectivement,
et d'environ 83°C, 71°C et 53°C pour les températures des masse-cuites produites
dans ces appareils.As an example, we can give the values of 0.350, 0.220 and
0.100 bar abs. for pressures in
D'une manière générale, la température de la masse-cuite produite dans
l'appareil 10 sera inférieure ou au plus égale à 90°C et la pression dans la
calandre de l'appareil 14 ne sera pas inférieure à 70mbar qui est, en pratique, la
plus basse pression que l'on peut obtenir avec un condenseur.Generally, the temperature of the terracotta produced in
the
Pour augmenter l'écart de température entre l'entrée et la sortie de l'appareil
de cristallisation 12 sans produire des fines, on pourra utiliser un appareil
permettant de réaliser une détente par paliers de la masse-cuite, par exemple un
appareil comportant plusieurs compartiments dans lesquels règnent des pressions
qui décroissent de l'entrée à la sortie. On pourra aussi utiliser, pour refroidir la
masse-cuite produite dans l'appareil 10, un malaxeur de sucrerie classique muni
d'éléments d'échange thermique refroidis par circulation d'eau et assurant un
refroidissement progressif de la masse-cuite ou un malaxeur muni d'un dispositif
de refroidissement par soufflage d'air.To increase the temperature difference between the inlet and the outlet of the
En variante, si l'écart des pressions dans les appareils 10 et 14 n'est pas
trop important, on pourra se dispenser de l'appareil 12 et effectuer le
refroidissement de la masse-cuite par auto-évaporation dans le ou les premiers
compartiments de l'appareil 14.Alternatively, if the pressure difference in the
Dans l'installation de la figure 2, les deux étapes de cristallisation par
évaporation sont effectuées dans des appareils à marche discontinue 110 et 114
(chaudières à cuire), et des malaxeurs tampons 111, 113 et 115 sont associés aux
chaudières à cuire et à l'appareil de cristallisation par refroidissement 112.In the installation of FIG. 2, the two stages of crystallization by
evaporation is carried out in
Le malaxeur 113 sera, de préférence, placé au même niveau que la
chaudière à cuire 114 de façon que la masse-cuite stockée dans le malaxeur
puisse être aspirée dans la chaudière à cuire, lorsqu'on fait le vide dans cette
dernière, pour constituer le pied de cuite.The
Le faisceau de chauffage de la chaudière à cuire 114 est alimenté par la
vapeur produite dans la chaudière à cuire 110, conformément à l'invention, les
deux chaudières doivent être conduites en parallèle de façon que la production de
vapeur de l'une coïncide bien avec les besoins en vapeur de l'autre.The heating beam of the
Bien que dans le schéma de la figure 2 les appareils 110 et 114 soient
uniques, en général, l'installation comportera autant d'appareils que nécessaire
pour assurer l'alimentation de l'ensemble des appareils 114 pour l'ensemble des
appareils 110.Although in the diagram of figure 2 the
En variante, la première étape de cristallisation par évaporation avec apport de chaleur pourra être effectuée dans un appareil à marche continue, comme dans l'installation de la figure 1, la seconde étape étant effectuée dans un appareil à marche discontinue. Dans ce cas, il sera intéressant d'avoir plusieurs appareils à marche discontinue dont le fonctionnement sera décalé dans le temps pour régulariser la consommation de vapeur. Inversement, la première étape de cristallisation par évaporation avec apport de chaleur pourra être effectuée en discontinu, la seconde étape étant effectuée en continu. Dans ce cas, il faudra prévoir plusieurs appareils à marche discontinue dont le fonctionnement sera décalé dans le temps pour permettre l'alimentation en vapeur continue et régulière de l'appareil à marche continue.As a variant, the first stage of crystallization by evaporation with addition heat can be carried out in a continuous running device, as in the installation of FIG. 1, the second step being carried out in an apparatus for discontinuous operation. In this case, it will be interesting to have several devices to discontinuous operation whose operation will be shifted in time to regulate steam consumption. Conversely, the first step in crystallization by evaporation with heat input can be carried out in discontinuous, the second step being carried out continuously. In this case, provide several discontinuous running devices whose operation will be staggered in time to allow continuous and regular steam supply of the device in continuous operation.
La vapeur produite dans l'appareil 10 ou 110 pourrait être légèrement
recomprimée, par exemple au moyen d'une machine centrifuge, avant d'être
utilisée pour chauffer l'appareil 14 ou 114, respectivement.The steam produced in
Il est bien entendu que toutes les modifications qui peuvent être apportées aux formes de réalisation décrites par l'emploi de moyens techniques équivalents entrent dans le cadre de l'invention.It is understood that any changes that may be made to the embodiments described by the use of equivalent technical means are within the scope of the invention.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9612041 | 1996-10-03 | ||
FR9612041A FR2754273A1 (en) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | PROCESS FOR PRODUCING SUGAR CRYSTALS AND INSTALLATION FOR CARRYING OUT SAID METHOD |
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EP0835941A1 true EP0835941A1 (en) | 1998-04-15 |
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ID=9496308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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EP97490033A Withdrawn EP0835941A1 (en) | 1996-10-03 | 1997-10-03 | Process for preparing sugar crystals and apparatus therefor |
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FR (1) | FR2754273A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4056364A (en) * | 1974-08-30 | 1977-11-01 | Amstar Corporation | Two stage continuous crystallization apparatus with controls |
FR2562909A2 (en) * | 1983-06-22 | 1985-10-18 | Souppes Sucrerie Distillerie | PROCESS FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF SUGAR CRYSTALS FROM SUGAR JUICES BY VACUUM EVAPORATION |
EP0453375A1 (en) * | 1990-04-20 | 1991-10-23 | F C B | Process and apparatus for the continuous production of sugar crystals |
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1996
- 1996-10-03 FR FR9612041A patent/FR2754273A1/en active Pending
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1997
- 1997-10-03 EP EP97490033A patent/EP0835941A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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FR2754273A1 (en) | 1998-04-10 |
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