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Sucre

Le séchage et le refroidissement du sucre sont l’une des applications spécifiques pour lesquelles Ingetecsa s’est bâti une solide réputation. Notre premier séchoir à sucre remonte au début du siècle dernier.

Tout a commencé lorsque nous avons fourni nos premiers séchoirs à tambour rotatif pour pulpe de betteraves. Peu de temps après, nous avons installé le premier séchoir à sucre cristallisé – il s’agissait là aussi de tambours rotatifs. Au fil des années, nous avons accumulé plusieurs décennies d’expérience dans le traitement de la canne à sucre et de la betterave sucrière – une expérience dont nous profitons encore aujourd’hui au même titre que nos clients.

Sugar cubes
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Vue d’ensemble du processus

Le sucre de table peut provenir de deux sources : soit de la betterave sucrière, soit de la canne à sucre. Il est composé de sucrose (saccharose). Peu importe la matière première, les deux processus sont en principe pratiquement similaires.

Une fois que l’on a nettoyé et trié la matière première, le sucrose est extrait par cuisson de la betterave ou par pressage de la canne à sucre. Cette opération génère deux flux distincts : un sirop de sucre d’une part et de l’autre, des fibres de canne ou de la pulpe de betteraves, selon la matière première utilisée.

 

LE SIROP DE SUCRE

Le sirop sucré extrait du broyage de la matière première, riche en sucrose, est ensuite raffiné et purifié. Viennent alors les étapes de cristallisation et de centrifugation. Les cristaux déshydratés sortant de la centrifugeuse doivent être séchés et refroidis. Après refroidissement, le sucre est conditionné, stocké et transporté.

La canne à sucre.

Le séchage et le refroidissement sont deux étapes cruciales du processus qui déterminent l’apparence, les propriétés et la fluidité requises du sucre cristallisé final. C’est la raison pour laquelle ces étapes bénéficient d’autant d’attention.

 

EXIGENCES FIXÉES POUR LES CRISTAUX DE SUCRE

Lors du séchage et du refroidissement, il est de la plus haute importance d’éviter d’incorporer de l’eau à l’intérieur des cristaux. En outre, il faut aussi faire en sorte que le cristal soit brillant et éclatant.
Enfin, les cristaux doivent être traités avec soin afin de ne pas en endommager les arêtes par des chocs mécaniques.

 

TAMBOUR ROTATIF

On utilise un tambour rotatif à contre-courant pour sécher les cristaux de sucre.

Ce tambour rotatif est le plus couramment utilisé pour l’étape de séchage. C’est le procédé de séchage à contre-courant qui s’avère le plus efficace pour permettre le contrôle de la vitesse d’évaporation et ainsi éviter les inclusions de molécules d’eau. Avec le tambour rotatif, les conditions sont idéales pour cette étape du processus : il permet aux cristaux de sucre de sécher lentement pendant que le sirop qui adhère à leur surface continue à cristalliser. C’est une étape qui prend du temps. Et en réalité, la dernière phase de la cristallisation se déroule dans le refroidisseur, et non dans le déshydrateur.

Découvrez-en d’avantage à propos du séchoir à tambour rotatif comme technologie de séchage.

 

Inside the rotary drum dryer where the wet feed comes in

Point de chargement des cristaux de sucre humides pénétrant dans le séchoir.

 

Ordinogrammes simplifiés du processus de fabrication du sucre.

Les avantages du séchoir à tambour rotatif

Utilisé pour le séchage du sucre, le tambour rotatif présente différents avantages tant au point de vue mécanique que pour le processus proprement dit :

≡  Processus robuste et simple
≡  Comportement non poisseux
≡  Disponible en version inox
≡  Idéal pour les flux de production en vrac avec charge d’apport variable

 

Changement de technologie

Pendant longtemps, on a eu l’habitude d’utiliser un refroidisseur à tambour rotatif à la suite du séchoir à tambour rotatif. Le refroidisseur fonctionne lui aussi à contre-courant, pour des raisons identiques à celles du séchoir : cela permet d’optimiser le contrôle des conditions de traitement des cristaux de sucre.

Mais s’il ne fait aucun doute que le séchoir à tambour rotatif est toujours la technologie préférentielle pour la phase de séchage, des doutes ont été soulevés quant à l’efficacité du refroidisseur à tambour rotatif.

Au fil du temps, les exigences fixées pour les cristaux définitifs sont devenues plus strictes. L’usage des tambours rotatifs pour le séchage et le refroidissement a perdu de sa superbe parce qu’on a fini par conclure que:

« Dans un refroidisseur à tambour, les cristaux
finissent par être trop endommagés ».

Dans un refroidisseur à lit fluidisé, les cristaux s’érodent moins, ce qui donne un résultat plus brillant et éclatant tout en permettant la séparation simultanée de la fraction fine.

Cristaux de sucre - vue macroscopique.

Il fallait donc trouver une technologie différente qui soit capable de régler ce problème.

En étroite collaboration avec l’industrie sucrière, Ingetecsa a pu démontrer que la solution optimale combine un tambour rotatif et une technologie statique à lit fluidisé. Résultat : des cristaux de sucre répondant aux dernières exigences les plus strictes en termes de :

≡  Brillance des cristaux
≡  Éclat des cristaux
≡  Mminimisation des dégradations particulaires

La combinaison du séchoir à tambour rotatif et du refroidisseur à lit fluidisé réunit le meilleur des deux univers : un résultat garantissant le rendement énergétique, un matériel fiable, de la souplesse pour la gestion des variations de charge et des cristaux au polissage doux.

Example PFD of a rotary drum dryer with fluidised bed cooler for sugar processing

Exemple d’ordinogramme d’un séchoir à tambour rotatif et refroidisseur à lit fluidisé.

 

 

 

Lit fluidisé statique utilisé comme technologie de refroidissement: l’idéal pour traiter les cristaux fragiles.

La pulpe de betteraves sucrières, là où tout a commencé...

Ingetecsa a livré ses premiers séchoirs à pulpe de betteraves sucrières voici plus d’un siècle. Aujourd’hui encore, cette pulpe est toujours un produit dont nous assurons la déshydratation. Mais même si la philosophie de ce séchage n’a pas beaucoup changé au fil du temps, notre technologie de séchage, elle, s’est considérablement améliorée.

Rotary drum dryer for sugar during installation

Séchoir à tambour rotatif en cours d’installation.

 

La pulpe de betteraves est produite en grandes quantités : 1 tonne de betteraves sucrières donne environ 160-170 kg de sucre et 500 kg de pulpe humide (ou 210 kg de pulpe pressée, soit l’équivalent de 50 kg de pulpe déshydratée).

Au cours du processus de production du sucre, les betteraves sont d’abord nettoyées puis triées, lavées et broyées, avant que leur jus ne soit extrait à l’eau chaude. Ce jus est ensuite traité de la même manière que le vesou (le jus provenant du broyage de la canne à sucre).

La pulpe de betteraves humide

Pulpe de betteraves humide

La pulpe de betteraves humide contient de 10 à 15% de matière sèche. La déshydratation mécanique de cette pulpe humide pour en éliminer l’excédent d’eau porte cette teneur à 24-27%. La forte teneur en eau et la température élevée de l’eau utilisée pour l’extraction du sucre compromettent toutefois la préservation de la pulpe humide. Elle se dégrade rapidement, et plus encore en présence d’oxygène. Pour permettre son stockage à plus longue échéance, la pulpe pressée est ensilée, une opération qui nécessite une planification et des conditions extrêmement précises.

Ses volumes de production élevés combinés à sa valeur relativement faible font en sorte que le transport de la pulpe de betteraves humide est une opération coûteuse. Le traitement de la pulpe pressée sur le site même ou à proximité de la raffinerie est la pratique la plus courante (extrait partiel de Legrand, 2015).

 

Le séchage de la pulpe de betteraves humide

Même si l’ensilage peut sembler être une alternative un peu plus économique, il nécessite une planification adéquate, des conditions de propreté optimales et de vastes zones de stockage impliquant davantage de manutention.
Dès lors, le séchage reste l’option préférentielle puisqu’il offre :

≡  Une plus longue durée de conservation du produit
≡  La possibilité d’un traitement immédiat
≡  Il n’est pas nécessaire de disposer de vastes zones de stockage intermédiaire
≡  Il n’y a aucun risque de dégradation du produit
≡  Une réduction importante du volume du produit entre sa phase humide et sa phase sèche

 

 

Mise en balles de pulpe de betterave sucrière ensilée.

Ingetecsa Rotary Drum Dryer for sugar

Séchoir à tambour rotatif en cours d’installation pour sécher de pulpe de betterave sucrière.

 

La pulpe pressée contient encore beaucoup d’eau et 1 à 3 % de sucre. C’est la raison pour laquelle le séchage de la pulpe de betteraves humide ou des fibres de betteraves exige de grandes quantités d’énergie. Cette opération de séchage peut monopoliser jusqu’à l’équivalent de 33% de la consommation énergétique totale de la raffinerie.

À l’intérieur du séchoir, un flux d’air chaud est propulsé à contre-courant du flux de produit. Après que les fibres humides ont été chargées dans le séchoir, des aubes spécialement profilées soulèvent le produit. À mesure que le tambour tourne sur lui-même, les aubes de levage laissent retomber le produit en rideau au travers du flux de gaz chaud. Le produit passe ensuite dans une section dotée de dispositifs cruciformes. Ces plaques internes, spécialement profilées, exercent la même action qu’un échangeur de chaleur. Elles génèrent un produit final extrêmement homogène et augmentent significativement la surface d’échange de chaleur. Une fois sorti des dispositifs cruciformes, le produit séché est déchargé du séchoir. Les gaz d’échappement sont partiellement remis en circulation afin de réduire au maximum les besoins énergétiques.

Le séchage des fibres donne lieu à un produit fini non aggloméré. Ce produit sec peut être stocké pour autant qu’il soit correctement emballé ou entreposé.

Comme la pulpe de betteraves sucrières se caractérise par des fibres longues, le tambour rotatif est la technologie idéale pour en assurer le séchage. De nombreuses autres technologies de séchage conviennent moins pour les fibres de grande longueur.

Une fois séchée, la pulpe de betteraves peut être pelletisée pour fabriquer des granules destinés à l’alimentation animale.

 

Stockage de pulpe de betterave sucrière séchée.

Bagasse humide (résidu fibreux de la canne à sucre)

Contrairement à la betterave sucrière, la bagasse n’est pas utilisée comme fourrage pour les animaux. Dès lors, la bagasse n’est pas séchée dans un séchoir réservé à cet effet. Elle reste stable même à l’état humide, ce qui rend son stockage beaucoup plus facile.

Un volume de 10 tonnes de canne à sucre broyée donne près de trois tonnes de bagasse humide. L’utilisation directe de ce sous-produit comme combustible est problématique en raison de sa forte teneur en humidité, soit généralement de 40 à 50%. Idéalement, le résidu de canne à sucre broyée doit être déshydraté mécaniquement au préalable. Après cette étape de pressage, il est convoyé jusqu’à la centrale de production d’énergie pour y servir de combustible. La chaleur produite est suffisante pour alimenter une raffinerie de sucre entière et fournit même un léger excédent d’énergie.

Certains pays tropicaux utilisent la bagasse comme masse de compostage ou pour la production de pulpe de cellulose, de papier et de carton. La bagasse est stockée à l’état humide pour faciliter l’extraction ultérieure des reliquats de sucre qu’elle contient encore ainsi que des fibres à moelle courtes. Ces fibres seraient préjudiciables au processus de fabrication du papier.

 

Canne à sucre broyée.

Reconditionnement et réutilisation de votre équipement

Chez Ingetecsa, nous sommes convaincus qu’il est généralement possible de réutiliser le matériel existant. Nous pouvons nous prévaloir d’une solide expérience dans le reconditionnement de machines, soit pour en prolonger la durée de service, soit pour les réaffecter à un processus différent.

Nous sommes en mesure de transformer votre séchoir à sucre existant et d’y ajouter un refroidisseur à lit fluidisé statique. Le refroidisseur à lit fluidisé permet de mener à bien les étapes de post-séchage et de refroidissement en minimisant les chocs mécaniques.

En se basant sur ses travaux pilotes, ses références et son savoir-faire, Ingetecsa vous aide à fabriquer un produit fini de qualité supérieure de manière rentable et en veillant à la meilleure disponibilité de votre équipement. Le matériel est intégralement couvert par des garanties étendues.

 

Si cela vous intéresse de découvrir comment nous pouvons vous être utiles, n’hésitez pas à nous contacter. Notre équipe de traitement très expérimentée est à votre disposition pour aborder toutes vos questions.

Contactez-nous: nous sommes à votre disposition pour remédier à vos questions.

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