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" PERFECTIONNEMENTS A LA FABRICATION DE L'AMIDON ET
DES SOUS-PRODUITS DU MAÏS CARLG PA @DL AU
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Cette invention est relative à la fabrication de /1 :, l'amidon et des sous- produits du maïs par le procédé tnne) mouillé- et a pour objet certains perfectionnements adaptés particulièrement ( mais non nécessairement dans tous les as ) à unfoyatomo e.t'.ta.en d'amidon du fermé dans lequel il ne sort pas d'eau du système , à 1 l'exception de celle qui transfère les éléments solubles des bacs de trempage à l'évaporateur et de celle qui est absorbée par les éléments solides retirés du système :ger mes, son, gluten et amidon.
En particulier, l'invention envisage la centri- fugation des mélanges d'amidon , de gluten et d'eau pour
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séparer l'amidon du gluten par un procédé nouveau destiné à être substitué aux opérations habituelles effectuées sur les plans ou tables de décantation.
Cette substitution apporte plusieurs avantages : une grande économie est effec tuée dans le temps nécessaire et l'encombrement en surface , la décantation sur tables étant une opération lente et qui exige beaucoup de place ; il est possible de manutentionner les liquides à une température plus élevée que dans les opérations sur tables, ce qui tend à réduire au minimum l'activité micro - organique et à diminuer notablement les effets de cette activité, et les produits en résultant, qu'on retrouve dans les amidons ordinaires à titre d'impuretés ; finalement, le lavage de l'amidon est facilité et les quantités d'eau et l'équipement de filtration utilisés pour cette opération sont réduits au minimum .
De plus , la liqueur dont le gluten doit être séparé par décantation étant plus concentrée en cette substance, l'équipement de décantation nécessaire est moindre.
De préférence, la centrifugation est réalisée dans une série de turbines disposées suivant le principe du contre- courant, l'eau fraîche étant introduite dans la dernière turbine et transférée d'une opération à la suivante en sens inverse du mouvement de l'amidon. Par " eau fraîche " on entend toute eau ayant une teneur en éléments solubles ou impuretés beaucoup plus faible que les eaux de traitement circulant dans l'installation . Le terme est nécessairement relatif, étant donné que la plupart des eaux dont on dispose pour des usages industriels contiennent un peu d'éléments solubles.
De préférence, la centrifugation entraine l'intro -
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duction d'eau fraîche dans la zone de la turbine où se trouve l'amidon. Il en résulte une accumulation finale d'élé- ments solubles et d'autres impuretés dans le gluten, alors que l'amidon quitte la dernière des opérations centrifuges @ à un état d'assez grande pureté. Toutefois, l'amidon peut aussi être lavé subséquemment de la manière usuelle dans un ou plusieurs filtres de déshydratation et de lavage ou d'au- tres filtres.
De préférence, avant de soumettre le mélange d'amidon, de gluten et d'eau aux opérations de centrifugation on concentre ce mélange en en éliminant une partie de l'eau et, par conséquent, la séparation réalisée dans les machines centrifuges est effectuée sur une liqueur beaucoup plus dense que cela est possible dans les opérations de décantation à l'aide de tables. En opérant la centrifugation sur une liqueur d'amidon dont la densité est beaucoup plus élevée que celle des liquides arrivant des opérations de séparation, on réalise une économie dans l'équipement centrifuge, qui est cher et dont le fonctionnement est relativement coûteux; mais., ce qui est peut - être plus important, on améliore et facilite la séparation entre l'amidon et le gluten.
Les liquides de plus grande densité peuvent être retenus dans la turbine pour permettre à la séparation d'être effectuée avec des orifices d'échappement qui sont plus grands et moins sujets à être obstrués que ceux exigés dans le cas d'un liquide de faible densité. Les courants de liqueurs d'amidon combinés obtenus dans les procédés antérieurs donnent ordinairement une liqueur dont la densité est comprise entre 1,0359 et'1,0510.
La pré- sente invention envisage la centrifugation d'une liqueur d'amidon concentrée à une densité d'environ 1,1253 . Lorsqu'une
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série de turbines sont utilisées avec la disposition à contre - courant, ainsi qu'il est préférable, on peut réaliser les opérations de centrifugation de façon que la densité du courant inférieur, c'est-à-dire du courant véhiculant l'amidon, augmente degré par degré d'une turbine à la suivante.
Comme résultat de cette séparation à haute densité, en comparaison avec le dépôt sur tables, la quantité d'eau du courant supérieur de gluten, c'est-à-dire l'eau éliminée du gluten après que la séparation de l'amidon a été effectuée, est grandement réduitr, de sorte que toute cette eau du courant supérieur de gluten peut être ramenée au trempage. En fait, la quantité d'eau de gluten peut être insuffisante pour le trempage et, dans ce cas, il devient possible de retirer une quantité supplémentaire d'eau de traitement du système en la transférant des bacs de trempe à l'évaporateur.
Un des buts plus particuliers de cette invention est de perfectionner le système de fabrication d'amidon faisant l'objet du brevet français ? 754.127 du 11 avril 1933 , qui est lui-même un perfectionnement au système fermé de
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<<f f , jD fabrication d'amidon l"w ' faisant l'objet du brevet français iq' 632.712 du 13 avril 1927. Dans ce dernier système, l'eau de trop- plein au gluten est utilisée en partie dans les bacs de trempe, la majeure partie étant toutefois ramenée / aur':l1stème fe.8:Fi8Iiirti8R 8-1i ID81ÜllS, c'est-à-dire aux opéra- .d. tions grâce auxquelles le mélange d'amidon et de gluten est séparé des germes et du son.
Le système du brevet français N 632.712 précité est un système fermé ( dans le sens défini plus haut ) en vertu de certaines dispositions grâce auxquelles le volume d'eau fraîche utilisé pour le lavage est suffisamment diminué pour permettre à toute l'eau de lavage
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f/ 1 de l'amidon d'être ramenée au .ealls8 do :f1n'içt?":'i9:a d'amidon a môil18, indépendamment du retour, à ces salles et aux bacs de trempe, de toute l'eau de trop- plein du gluten.
La ¯ , réutilisation l'eau trop-plein gluten dans lel réutilisation dé l'eau de trop-plein du gluten dans le.ce- ,n¯L.,,; ., ^.; .,., d'aniàon m mouillé présente toutefois certains inconvénients dûs au fait que l'activité micro- organique , .. régnant dans le système augmente comme résultat du retour de m+m% cette eau, dont une partie peut être recyclée indéfiniment et qui possède une teneur en impuretés plus élevée que l'une quelconque des autres eaux du procédé. Toutes les eaux du procédé contiennent des micro- organismes et les produits de l'activité de ces micro- organismes constituent une partie des impuretés qu'on trouve dans l'amidon et, si les eaux sont remises en circulation d'une façon répétée dans une partie quelconque du procédé, ces impuretés micro- organiques se multiplient de nombreuses fois.
En raison du caractère col- loidal des impuretés d'origine micro- organique, il est particulièrement difficile d'éliminer ces impuretés par les procédés ordinaires de filtration de l'amidon. Dans tous les cas, il est évidemment avantageux de faire en sorte que le
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YM4> système de fabrication d'amidon/au mouille soit aussi stérile 4tMM< que possible; et il est aussi avantageux de réduire au mini- mum l'emploi des agents ( chaleur et S02 ) ordinairement utilisés pour réprimer l'activité micro- organique.
Le maintien d'un système relativement stérile est facilité par toute manipulation à laquelle le maïs est susceptible d'être soumis dans le procédé et grâce à laquelle la circulation de l'eau dans une partie quelconque du système, de même que l'accumulation qui en résulte des micro- organismes avec leurs impu- retés, est réduite au minimum ; les substances solubles en-
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t retenant la vie micro- organique sont concentrées dans certaines des liqueurs du procédé, en tant que cela est possible, et ces liqueurs riches en impuretés micro- organiques et en éléments solubles sont utilisées pour la trempe du maïs;
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et lorsqu'il reste, pour la réutilisation dans le système /.M<( de fabrication d'amidon/au " , des eaux de traitement 'MMit dont la teneur en impuretés solubles est moindre, mais variable, il convient que les liquides ayant la teneur en impuretés solubles la plus élevée soient réutilisés dans lez / - tmu. en un point aussi voisin que possible de l'extrémité d'entrée ou de tête dudit système, afin qu'ils ne restent dans ce système que le minimum de temps possible.
La présente invention a pour objet la fabrication de l'amidon à partir du mais par un procédé dans lequel ces principes sont observés et mis en pratique dans la mesure maximum.
Le procédé du brevet français ? 754.127 précité est basé sur la découverte qu'il est possible, par une séparation à l'aide de tables de décantation, de séparer des magmas d'amidon et de gluten possédant des densités beaucoup plus élevées que ce qui avait été considéré comme possible jusqu'à ce jour, de façon à diminuer le volume d'eau du courant supérieur de, gluten de telle manière qu'on puisse ramener cette eau entièrement aux bacs de trempe. La présente invention envisage l'amélioration de ce procédé en effectuant, au lieu des opérations de décantation stables, suivies d'un enlèvement de l'amidon des tables par un courant de liquide de balayage, une série d'opérations de centrifugation auxquelles on soumet le mélange d'amidon et de gluten, de préférence sous des densités encore plus élevées.
Suivant la présente
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invention ( comme dans le brevet français ? 754.127 pré- cité), l'eau du procédé contenant la quantité maximum d'im- puretés, c'est-à-dire l'eau de gluten, est entièrement rame- née aux bacs de trempe. Les autres eaux du procédé contenant des quantités d'impuretés plus faibles -- les impuretés étant approximativement mesurables par la teneur en éléments solubles -- sont réutilisées dans les stades du traitement qui succèdent au trempage, et les éléments solubles sont retirés de ces stades, en vue de leur extraction dans un ordre correspondant à leurs impuretés, c'est-à-dire à leurs teneurs respectives en éléments solubles,
les liquides dont la teneur en éléments solubles est relativement élevée étant utilisés dans les stades voisins de l'extrémité de tête ou d'entrée du système ( on entend par là le point d'introduc- tion du mais ) et les liquides de teneur moindre en éléments solubles étant utilisés à l'extrémité de sortie du système ; ceci dans le but de réaliser le principe général du retour progressif des eaux du procédé au système en des points voi- sins de la sortie finale du système ( les bacs de trempe ) dans la proportion des quantités d'impuretés que contiennent ces eaux. Ces buts sont réalisés dans le procédé qui vient d'être décrit à un degré plus grand et en amenant moins d'eau aux évaporateurs.
On a représenté certains modes de réalisation préférés de l'invention sur les dessins annexés dans lesquels:
Fig. 1 est un schéma de circulation représentant une application des principes de l'invention.
Fig. 2 est un schéma de circulation partiel et représente une modification du système centrifuge de la fig.1.
Fig. 3 est un schéma représentant les opérations
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d'une seule turbine centrifuge.
Fig. 4 représente un schéma de circulation d'un procédé modifié.
Fig. 5 est un schéma analogue représentant un autre mode de réalisation dans lequel le filtre à amidon est supprimé, la purification de l'amidon étant réalisée dans le système centrifuge.
Fig. 6 est un schéma représentant une autre variante.
Fig. 7 représente la circulation des liquides dans le système centrifuge, et plus spécialement dans le système de la fig. 1 .
Il est bien entendu que, dans le but de simplifier les dessins, ceux-ci représentent des unités aux endroits où, dans la pratique, on utiliserait des batteries de ces unités, par exemple des batteries de bacs de trempe, de tamis, etc.
Le représentation des machines est purement schématiques On peut utiliser tout appareil approprié pour réaliser les stades représentés du traitement.
Les bilans d'eau spécifiés dans la description qui suit sont basés sur les volumes d'eau présents mesurés en litres par quintal de maïs broyé. Les chiffres indiqués doivent être considérés comme représentant un bilan d'eau pratique. Ils peuvent varier considérablement pour différentes installations. Le but visé est de réutiliser dans le système toutes les eaux du procédé à l'exception de l'eau de trempage, évaporée en vue de récupérer les éléments solubles, et des quantités d'eau relativement faibles qui sortent du système avec les éléments solides.
Toutefois, il serait évidemment possible d'obtenir
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certains des avantages de l'invention à l'aide de disposi- tions qui pourraient entraîner le rejet de petites quantités de l'eau du procédé aux égouts, mais cette façon d'opérer aurait l'inconvénient d'une perte d'éléments solubles et d'un risque de pollution de cours d'eau.
Les conduits reliant entre eux les dispositifs énumérés ci-après seront appelés " tuyaux ", bien que, dans certains cas, ces conduits puissent être des auges transpor- teuses ou d'autres moyens de transport.
Mode opératoire selon la fig. 1 : Le maïs contenant
19,5 litres d'eau pénètre dans le système de trempage! en 10.
Par un tuyau 11 on retire de ce système 84 litres d'eau de trempe qui sont conduits à l'évaporateur où cette eau est évaporée à un degré suffisant pour être mélangée avec du son et du gluten en vue de la fabrication d'un produit pour l'ali- mentation des bestiaux. De cette manière ou d'autres manières convenables, les éléments solubles du mais, qui sont en grande partie extraits du maïs dans le trempage, sont récupérés.
Le maïs trempé, contenant 75 litres d'eau, passe par un tuyau 12 dans un broyeur B dans lequel il subit un premier broyage grossier. La matière broyée passe par un tuyau 13 dans un séparateur de germes C, d'où les germes sont recueillis par flottage pour se rendre par un tuyau 14 au la- veur de germes D , Le lait d'amidon ( amidon, gluten et eau ) revient du.laveur D par un tuyau 15 au séparateur C pour fournir le liquide de la densité nécessaire pour effectuer la séparation entre les germes et le reste du maïs. Les germes lavés sont retirés du laveur de germes, en 16 , avec 7,5 litres d'eau. Le maïs dégermé estbtransféré du séparateur 0 à des tamis grossiers E par un tuyau 17. Le refus des tamis gros-
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siers E passe par un tuyau 18 à un broyeur G.
Le lait d'amidon passe par un tuyau 19 à des tamis fins F ,dont les refus, ou gruaux, passent par un tuyau 20 au broyeur. Les courants réunis 18 et 20 allant au broyeur contiennent 108 litres d'eau. Le lait d'amidon traversant les tamis fins F passe dans un tuyaux x ( allant aux turbines ). Ce courant contient 102 litres d'eau ainsi que de l'amidon, du gluten, des éléments solubles et des colloides en suspension et est pratiquement exempt de son et de fibres. Les gruaux et les particules de son pénètrent dans le broyeur G y sont broyés aussi finement que possible. La matière broyée passe par un tuyau,21 dans le premier laveur H , composé ordinairement de tamis rotatifs à toile de cuivre et secoueurs à travers lesquels la matière passe successivement.
Les grosses particules de son contenant 6 litres d'eau sortent du système en 22.
La majeure partie de l'eau du premier laveur de particules de son, qui contient de l'amidon, du gluten et un peu de fines particules de son et dont le volume est 235 litres, passe par un tuyau. y du premier laveur aux tamis d'égouttage J. Le refus de ces tamis, contenant 67,5 litres d'eau, passe par un tuyau 24, au second laveur K , composé ordinairement de blutoirs rotatifs ou secoueurs garnis d'une toile à bluter. Les fines particules de son, contenant 4,5 litres d'eau, sortent du système en 25.
Dans le mode de réalisation représenté, le lait d'amidon ( 168 litres ), quittant les tamis d'égouttage J , passe par un tuyau 1 à un appareil de concentration ou déshy- drateur L qui peut consister en un filtre à vide, un bac de décantation ou un autre dispositif propre à retirer de ce liquide, par un tuyau 26,142,5 litres d'eau, qui sont utilisés
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dans le laveur de germes comme liquide de lavage.
Le mélange concentré, transféré du déshydrateur L à un prolongement du tuyau y, contient 25,5 litres d'eau et est mélangé avec le lait d'amidon du tuyau x , 'Le lait d'amidon du second laveur K, contenant 177 litres d'eau, passe par un tuyau z à un déshydrateur M dans lequel son volume est réduit à 13,5 litres par l'éli- mination de 163,5 litres, qui quittent le déshydrateur M par un tuyau 27, 133,5 litres se rendant au premier laveur H et 30 litres se rendant par un branchement 28 au second la- veur K.
Les courants réunis x,y, z, contenant 141 litres d'eau et ayant une densité approximative de 1,1253 ( à 15,6 ), pénètrent dans la première des turbines N. Trois turbines sont représentées, mais ce nombre pourrait évidemment être augmenté ou diminué. Le courant inférieur de la turbine N, c'est-à-dire le liquide véhiculant la matière solide la plus lourde, qui est l'amidon, passe par un tuyau 29 à la tur- bine 0. Ce courant peut contenir 114 litres d'eau. Le cou- rant inférieur de la turbine 0, passant à la turbine P par un tuyau 30, peut contenir 96 litres d'eau, et le courant inférieur quittant la turbine P par un tuyau 31 peut contenir 84 litres d'eau, de sorte que le courant d'amidon du système centrifuge aura une densité de 1,1804 environ.
L'opération centrifuge entière est par conséquent réalisée sur des li- quides dont la densité est beaucoup plus élevée que celles qui étaient habituelles ou possibles dans les opérations de décantation sur tables. Pendant de nombreuses années, on a habituellement effectué la décantation sur tables sur une liqueur d'amidon ayant une densité de 1,0359 à 1,0510. Le
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brevet français N 754.127 précité effectue une décantation sur tables en travaillant sur des liqueurs de densités pouvant s'élever jusqu'à 1,0996 ou 1,1079.
Bien entendu, en effectuant la séparation entre l'amidon et le gluten sur une liqueur de densité plus grande, on réduit proportionnellement la quantité d'eau finalement éliminée du gluten -- et ce sera l'eau du procédé la plus riche en éléments solubles --. Dans le système du brevet français ? 754. 127 précité, la décantation sur tables opérée sur une liqueur dont la densité est comprise entre 1,0953 et 1,0996 permet le retour de toute l'eau au gluten aux bacs de trempe, ainsi qu'il est désirable, et de retirer de ces bacs environ 105 litres d'eau. La disposition suivant l'invention permet de ramener toute l'eau au gluten aux bacs de trempe en ne retirant de ceux-ci que 84 litres d'eau, ce qui réalise une économie à l'évaporateur.
On peut diminuer encore ce volume de 84 litres d'eau en concentrant davantage le lait d'amidon jusqu'à une densité supérieure à 1,1253. Une bonne séparation centrifuge entre l'amidon et le gluten a été effectuée sur un lait d'amidon pénétrant dans le système centrifuge avec une densité aussi élevée que 1,1521. L'utilité d'une telle réduction complémentaire de l'évaporation dépend du coût des calories utilisées pour effectuer l'évaporation dans toute usine donnée en comparaison avec le coût qu'entraîne l'élimination des éléments solubles des matières après le trempage lorsque les éléments solubles que contient le maïs quittant les bacs de trempe sont présents en plus grande proportion comme résultat de la réduction de l'eau destinée à l'épuisement dans le trempage.
L'amidon retiré du système centrifuge par un tuyau 31 peut être transféré directement à la raffinerie, si l'amidon
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doit être converti en glucose ou sucre d'amidon; ou peut être déshydraté dans lenfiltre Q, comme représenté, et le cas échéant lavé avec de l'eau fraîche dans ce filtre. On peut utiliser tous genres de filtres convenables tels que les filtres du type à déplacement soumis à un vide ou à une pression. L'eau fraîche arrivant par le tuyau 32 pénètre dans le filtre par un tuyau de branchement ±±, 46,5 litres d'eau étant utilisés. L'amidon lavé s'échappe par un tuyau 34 et contient 46,5 litres d'eau.
Le filtrat combiné ( l'eau sortant du cycle de déshydratation ) et l'eau de lavage, soit 84 litres, sont retirés du filtre par un tuyau 35 et conduits au dernier laveur, ce qui représente un volume de 114,litres avec la quantité d'eau transférée du second déshydrateur M au dernier laveur.
Le.fonctionnement des turbines est basé sur le principe de la séparation du mélange d'amidon, de gluten et d'eau 'en mélanges distincts d'eau- amidon et d'eau-gluten, qui sont chacun retirés de la machine sous forme de liquides.
De plus, on introduit de l'eau fraîche dans les turbines de manière à concentrer les éléments solubles et d'autres impuretés du courant supérieur ( courant au gluten ), de sorte que le courant à l'amidon sortant.du système centrifuge ne contient qu'une 'faible quantité d'éléments solubles et d'autres impuretés. Pour effectuer cette opération, on introduit l'eau fraîche dans la zone à amidon de la turbine, c'est-à- dire dans l'espace de la turbine qui contient l'amidon du dernier stade de l'opération centrifuge. Ceci dilue progressivement le courant inférieur à mesure que la matière passe d'une turbine à la suivante, d'où il résulte que les éléments solubles et autres impuretés sont contraints à passer dans
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le courant supérieur.
Il semblerait qu'il y ait en réali- té dans cette opération un peu plus qu'une simple dilution.
Il semble que l'eau se comporte à la façon d'un agent de déplacement, étant donné que la proportion entre les éléments solubles du courant supérieur et ceux du courant inférieur ne peut pas mathématiquement être expliquée uniquement par la dilution. Ceci ressort du schéma de la fig. 3. Toutefois, avant de discuter ce point, il y a lieu de noter que, dans la disposition du bilan d'eau de la fig. 1, 93 litres d'eau fraîche passent par le tuyau de branchement dans la troi- sième turbine P. Le courant supérieur passant de la turbine P à la turbine 0 par le tuyau 37 contient 105 litres, et le courant supérieur passant de la turbine 0 à la turbine! par le tuyau 38 contient 123 litres. Le courant supérieur de la première turbine représente 150 litres qui passent par le tuyau .22. au décanteur de gluten R.
Le gluten se dépose au fond du décanteur et l'eau ( 70,5 litres ) est retirée par un siphon et envoyée par un tuyau 40 au système de trempage A.
Le gluten passe par un tuyau 41 dans le filtre- presse S dans lequel on en extrait une nouvelle quantité d'eau qui, à rai- son de 69 litres, passe par le tuyau 42 et le tuyau 40 dans les bacs de trempe, ce qui porte le volume d'eau riche en éléments solubles envoyé à ces bacs à 139,5 litres. Cette eau riche en éléments solubles, qui contient plus d'éléments so- lubles et plus d'impuretés que n'importe quelle autre des eaux du procédé , est par conséquent retirée du système directement par les bacs de trempe sans qu'il en soit ramené
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aucune partie/au 6yertàme dû fabni-oation è.'Qmi8.8:a 8.11 Muille.
/,tt-Le gluten quitte le filtre- presse en avec 10,5 litres 43 d'eau. L'eau de traitement du premier déshydrateur L ( courant
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y) est la seconde des eaux les plus riches en éléments solubles et en impuretés. L'eau est soumise au lavage des germes, opération qui fait directement suite au trempage.
Le courant contient la troisième des eaux les plus riches en éléments solubles. Ce courant est envoyé dans une mesure aussi grande que possible au premier laveur et le reste au second laveur. L'eau de lavage d'amidon que contient le tuyau 35 est utilisée dans le second laveur . Elle contient la plus petite quantité d'éléments solubles et d'impuretés.
Comme résultat de ces dispositions, les quantités les plus grandes d'éléments solubles et d'impuretés quittent le procédé immédiatement en passant par les bacs de trempe
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/* 'fML -dl6 sans aucune remise en circulation à travers le7SJ I3Bem.G il" j ..w.u, )4- f&B:d8&"6isE. en Les autres eaux du procédé sont réutilisées dans ceatèm8, mais y pénètrent en des points'qui sont plus rapprochés ou plus éloignés de leur point z < - de sortie finale, selon la quantité d'éléments solubles et d'impuretés qu'elles contiennent.
Si, dans des circonstances quelconques, il n'est pas recommandable de centrifuger le mélange d'amidon, de gluten et d'eau aux densités indiquées, on peut diluer ce mélange en déviant une partie de l'eau de lavage d'amidon du tuyau 35 par un tuyau 44. Ce tuyau, indiqué en pointillé, va de la turbine P au tuyau 36. Bien entendu, ceci entrainerait un ajustement des autres chiffres du bilan d' eau.
La fig. 3 est un schéma représentant le fonctionnement d'une des turbines. Les chiffres donnés pour l'eau dans la description qui précède sont arbitraires et ne correspon- @ dent pas aux chiffres applicables à l'une quelconque des turbines de la fig. 1. L'hypothèse sur laquelle est basé
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l'exemple est qu'on utilise de l'eau fraîche dans une turbine alimentée d'un mélange d'amidon, de gluten et d'eau qui contient une quantité d'éléments solubles approximativement égale à celle du courant pénétrant dans la turbine,N.
En d'autres termes, dans le mode opératoire particulier dont un exempt est donné par le schéma et qui sera décrit ciaprès l'effet est exagéré pour mieux faire comprendre le principe qui intervient, comme ce serait le cas si l'on utilisait une seule turbine au lieu d'une série de turbines dans une disposition en contre- courant.
Opération de centrifugation. Sur le schéma de la fig. 3 a désigne le courant d'entrée d'amidon, de gluten, d'eau et d'éléments solubles dans la turbine, contenant 169,5 litres par quintal de maïs broyé et 14,4 g d'éléments solubles par litre ( la densité étant approximativement 1,l096 ). Ce courant est divisé dans la turbine en un courant inférieur b d'amidon ( 60 litres ) et en ur courant supérieur c de gluten ( 109,5 litres), la teneur en éléments solubles étant bien entendu de 14,4 g par litre. Le courant d'eau fraîche, indiqué en d, comprend 147 litres et contient 0,76 g d'éléments solubles par litre. Ce courant d'eau fraîche est réuni, au courant d'amidon b de la turbine , et les courants réunis sont soumis à la force centrifuge en e.
L'amidon quitte la turbine par un courant f, contenant 127,5 litres d'eau et 4,1 g de substance soluble par litre, la densité étant approximativement 1,1331. Le gluten séparé en e est indiqué par un courant ± de 79,5 litres contenant 5,6 g dléments solubles par litre et rejoint le courant de gluten principal c, les courants réunis h contenant 189 litres d'eau et 10,7 g d'éléments solubles par litre.
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Ces chiffres sont ceux de l'expérience'réelle, et étant donné que la teneur en éléments solubles par litre du courant h devrait être 8 g au lieu de 10,7 g selon le principe de la dilution, il est évident que l'introduction d'eau dans la zone du courant inférieur doit agir sur le principe du déplacement .
L'invention ne comprend pas la turbine en soi.
Des machines établies de façon qu'elles puissent fonctionner de la façon décrite sont connues et à la disposition du fa- bricant.
On se référera maintenant à la fig. 7, qui montre le courant des liquides traversant le système centrifuge de la fig. 1, comme décrit précédemment. La liqueur d'àmidon arrivant par les tuyaux x,y et z pénètre dans la turbine N, qui peut être de toute construction convenable, et le, courant supérieur ( gluten et eau ) sort de cette turbine pour se rendre par un tuyau 39 au décanteur de gluten R. Dans le cas de chacune, des turbines, a désigne la zone du courant inférieur, b la zone du courant supérieur, la plus rapprochée de la ligne axiale de la machine et c le bol rotatif de la turbine.
Le courant supérieur de la turbine . passe par le tuyau 37 à la turbine 0 et le courant supérieur de la turbine 0 passe par le tuyau 38 à la turbine N. De l'eau fraîche pénètre dans la zone de courant inférieur a de la turbine P par des tuyaux 32 et 36. Le courant inférieur sortant de la turbine P passe par un tuyau 31 au filtre d'amidon Q qui re- çoit l'eau fraîche par un tuyau 33 et duquel l'amidon lavé sort en 34. Le courant supérieur de la turbine P pénètre dans .la zone a du courant inférieur de la turbine 0; de même, le courant supérieur de la turbine Ô passe par le tuyau 38 à la
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zone a du courant inférieur de la turbine N. Le filtrat du filtre à amidon passe par le tuyau au dernier laveur.
Cette disposition perfectionnée par laquelle l'eau fraîche, ou le courant supérieur d'une turbine, est introduite dans le courant inférieur d'une autre turbine placée en amont de la série de turbines, de préférence celle située directement en amont, a pour effet de séparer dans une grande mesure des éléments solubles d'avec le composant de courant inférieur le plus lourd ( l'amidon ) du mélange et d'effectuer la concentration progressive en éléments solubles du composant le plus léger ( le gluten ) du courant supérieur.
Appliqué à l'opération d'obtention d'amidon de mais ou autres matières contenant de l'amidon, le système effectue une purification de l'amidon, pendant sa séparation d'avec le gluten, ce qui facilite son lavage et rend possible d'utiliser moins d'eau fraîche pour le lavage, de sorte qu'il est possible de diminuer le volume de l'eau de trempage retirée à l'autre extrémité du système tout en augmentant la concentration de cette eau. Bien entendu, le systeme centrifuge qui vient d'être décrit peut être appliqué pour la séparation de mélanges d'éléments insolubles légers et lourds autres que l'amidon et le gluten lorsque les mélanges de ce genre contiennent des substances solubles qu'il est avantageux de,séparer des composants insolubles les plus lourds et de concentrer avec les composants les plus légers du mélange.
Une modification du système centrifuge est représentée sur la fig. 2. Le but de cette modification est d'assurer une élimination encore plus complète des éléments solu-
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bles pendant l'opération réalisée dans le système centrifuge, afin de permettre de diminuer encore l'équipement de filtra- tion ou d'effectuer une purification plus complète de l'amidon en réduisant au minimum la circulation intérieure des éléments solubles dans le système centrifuge et en utilisant une quan- tité d'eau plus grande, l'excès étant de l'eau de lavage tirée du filtre et dont la teneur en éléments solubles est faible.
Mode opératoire selon la fig. 2. Ceux des appareils, tuyaux, etc., qui sont les mêmes que ceux de la fig. 1 ont été désignés par les mêmes lettres et nombres. Le lait d'ami- don, contenant 141 litres ayant une densité approximative de 1,1253, pénètre dans la turbine N par le tuyau x. Le courant inférieur est le même, excepté que les quantités restent cons- tantes au lieu d'être diminuées d'une turbine à la suivante comme sur la fig. l, ce qui donne une densité de 1,1340 pour la liqueur allant au filtre 9.. Le courant d'eau de lavage de la turbine 9 est composé de 93 litres d'eau fraîche et de 40,5 litres de filtrat d'amidon, qui arrivent à la turbine par le branchement 45 du tuyau 46 et qui contiennent 124,5 litres d'eau de lavage provenant du filtre.
Le courant supérieur de 133,5 litres quittant la turbine 9 par le tuyau 47 se divise, 49,5 litres se rendant par le tuyau 47 pour rejoindre 84 li- tres passant dans le tuyau 46 et se rendre par ce tuyau à la @ seconde turbine, où 84 litres passent directement dans la pre- mièreturbine N par le tuyau 48 sans passer par la turbine 0 .
Le courant supérieur de la turbine 0, quittant celle-ci par le tuyau 49 et contenant 133,5 litres, se divise, 84 litres allant au dernier laveur et 49,5 litres par un tuyau 50 qui rejoint le tuyau 48, ce qui donne un courant de 133,5 litres pour la première turbine N. Il ressort de la fig. 1 que, dans
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le système centrifuge à contre- courant, les éléments solubles ont tendance à établir des cycles intérieurs qui augmentent dans une certaine mesure la quantité d'éléments solubles des courants inférieurs ( ou courants d'amidon ) obtenus.
En d'autres termes, une partie des éléments solubles passant de la turbine 0 à la turbine N, par exemple, par le tuyau 38 repassera à la turbine 0 par le tuyau 29. De la même façon, il se produira jusqu'à un certain point un cycle intérieur des éléments solubles entre les turbines 0 et P. La disposition de la fig. 2 réduit au minimum cette tendance à des cycles intérieurs. Le courant inférieur 29 allant de la turbine N à la turbine 0 aura une teneur relativement élevée en éléments solubles en raison de la concentration de la liqueur en éléments solubles dans N.
Toutefois, dans ce cas, les éléments solubles provenant de 0 sont en partie transférés au dernier laveur, une partie seulement du courant supérieur, celui passant par le tuyau 50, avançant à la première turbine N, celle-ci étant alimentée en eau de lavage provenant de cette source et du courant supérieur de la turbine P par les tuyaux 47 et 48 . De plus, la quantité d'eau utilisée dans les opérations de centrifugation est plus grande, de sorte que le courant inférieur d'amidon final quittant le système tend à posséder une teneur moindre en éléments solubles. Ceci entraîne la sortie d'un plus grand volume de filtrat du filtre , mais ce filtrat supplémentaire est réutilisé dans le système centrifuge de la façon décrite .
En d'autres termes, au lieu d'envoyer le filtrat d'amidon et l'eau de lavage directement au dernier laveur comme dans la fig. l, ce liquide est distribué entre les troisième et seconde turbines, et un prélèvement équivalent de la seconde turbine 0 est envoyé au
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dernier laveur, ce qui permet au courant supérieur de la troisième turbine de passer directement à la première turbine et a comme résultat qu'on utilise, dans cette dernière, une eau de lavage plus pure que le courant supérieur de la seconde turbine.
Une autre modification est représentée par la fig. 4 dans laquelle ceux des appareils et tuyaux qui correspondent à la fig. 1 ont été désignés par les mêmes références Dans ce procédé, la quantité d'eau fraîche est augmentée, ce qui effectue un accroissement correspondant des volumes retirés et une dilution résultante des magmas dans toutes les parties du système, cette modification entrainant certains changements dans les communications centrifuges. On supposera que le mais pénètre dans le système avec la même teneur en humidité et que les germes, le son, le gluten et l'amidon en sortent avec le même pourcentage d'eau absorbée. L'avantage de ce système réside dans la séparation de l'amidon et du gluten.
La séparation est meilleure que celle obtenue avec le procédé de la fig. 1 , mais la concentration en éléments solubles du. courant supérieur à eau de gluten n'est pas aussi effective.
Mode opératoire selon la fig. 4.- L'installation est la même que celui de la fig. l, le schéma se lisant de haut en bas en passant par le dernier laveur. Un seul déshydrateur est utilisé, bien que ceci soit facultatif, cet appareil ayant été désigné par L' . Il reçoit 216 litres de lait d'amidon arrivant du dernier laveur K par un tuyau z, 60 litres par un tuyau de branchement. 21 du tuyau 1. et 9 litres par le tuyau 52 par lequel le courant supérieur sort de la seconde turbine 0. Ces volumes de liqueur sont concentrés
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pour donner 28,µlitres qui, avec 45 litres arrivant par le tuyau et 120 litres passant dans le tuyau x, donnent 193,5 litres allant à la turbine N, la densité étant d'environ 1,1040.
Le courant inférieur passant par le tuyau 29 comprend 142,5 litres et celui passant par le tuyau comprend 135 litres. La liqueur d'amidon retirée par le tuyau 31 comprend 127,5 litres ayant une densité de 1,1297. L'accroissement de dilution créé dans le système centrifuge s'établit comme suit: Le tuyau 53 par lequel le courant supérieur quitte la turbine P est muni d'un branchement revenant à cette turbine et débitant 36 litres. De même, le tuyau 52 par lequel le courant supérieur quitte la turbine 0 est muni d'un branchement 55 qui ramène 37,5 litresà la turbine 0, 9 litres revenant au déshydrateur, comme mentionné précédemment, et 135 litres par le tuyau 56 à la première turbine N; le courant supérieur total de la seconde turbine comportant 172,5 litres.
Le courant supérieur quittant la première turbine par le tuyau 39 débite 186 litres, le volume ainsi retiré étant augmenté par rapport à celui de la fig. 1 comme il est dit plus haut. L'eau éliminé par le déshydrâteur L', soit 256,5 litres, passe par le tuyau 57,127,5 litres se rendant au laveur de germes, 120 litres se rendant par le tuyau de branchement 58 au premier laveur et 9 litres se rendant par le tuyau 59 au tuyau 35 qui va du fil- tre au second laveur.
Dans le système de la fig. 5, on n'utilise pas de filtre laveur d'amidon. La concentration élevée en amidon, c'est-à-dire le faible volume des seconde et troisième turbines, rend possible un faible volume d'eau de lavage. Ceci permet d'effectuer une telle distribution d'eau de lavage que tous les cycles intérieurs du système centrifuge sont évités; que tous
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les recyclages sont aussi évités dans les systèmes de lavage précédents; c'est-à-dire qu'aucune partie de l'eau retirée du laveur de fines part,icules de son n'est ramenée à ce laveur.
Aucune partie de l'eau retirée des tamis d'égouttage ou du laveur de grosses particules de son n'est ramenée à ce laveur.
L'amidon est purifié et les éléments solubles sont convenablement retirés dans le système centrifuge. Ce procédé est particulièrement destiné à la préparation de l'amidon pour la conversion, et le courant .d'amidon quittant la dernière turbine possède de préférence une densité suffisamment élevée pour voir être converti soit directement, soit après une dilution convenable.
Mode opératoire selon la fig. 5.- L'appareil peut être le même que l'appareil schématique de la fig. l, excepté que le filtre à amidon est supprimé et que certaines des communications tubulaires sont modifiées.
Un tuyau 60 aboutit au tuyau 40 débitant 142,5 litres d'eau extraite par le déshydrateur L, dont 30 litres se rendent aux bacs de trempage pour compenser l'insuffisance d'eau de courant supérieur du décanteur et de filtrat du filtre- pres-' se et dont 112,5 litres se rendent par le tuyau de branchement 61 du tuyau 60 au laveur de germes. Un tuyau 63 conduit 163,5 litres d'eau éliminés par le second déshydrateur M et destinés à se diviser, 133,5 litres allant au premier laveur et 30 litres au laveur de germes. 88,5 litres d'eau fraîche sont introduits dans la troisième turbine P par un tuyau 64 et un volume,égal pénètre par le tuyau de branchement 65 dans la seconde turbine 0.
Le courant supérieur de la troisième turbine P (88,5 litres) passe par le tuyau 66 directement ( sans passer par la seconde turbine 0) à la zone de courant inférieur de la première tur-
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bine N qui reçoit ainsi le courant supérieur, relativement pauvre en éléments solubles et en impuretés, arrivant de cette turbine P, Le courant supérieur de la turbine! (120 litres ) quittant cette turbine par le tuyau 22 possédera bien entendu la teneur maximum en éléments solubles. Ce courant va exclusi- vement aux bacs de trempage. L'eau qui est la seconde des eaux les plus riches en éléments solubles, c'est-à-dire celle arri- vant du premier déshydrateur L, est distribuée entre les bacs de trempage et le laveur de germes comme on l'a dit plus haut.
L'eau du second déhhydrateur M, dont le degré de concentration en éléments solubles est le troisième, est distribuée entre le laveur de germes et le premier laveur comme on l'a dit plus naut. Finalement, le courantbsupérieur de la seconde turbine, dont la concentration en éléments solubles est la plus faible, va au second laveur par le tuyau 67, son volume étant de 114 litres. La grande quantité d'eau fraîche utilisée dans la cen- trifugation et l'expédient consistant à transférer le courant supérieur de la troisième turbine à la première directement ( sans passer par la seconde ) et à ramener le courant supé- rieur de la seconde turbine àu procédé rendent possible de don- ner à l'amidonretiré en 31 de la troisième turbine un degré élevé de pureté.
La densité ( environ 1,1804 ) de cet amidon est telle que celui-ci peut être utilisé pour la conversion en glucose et par dilution convenable, pour la conversion en
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Dans la variante de la fig. 6, une partie de l'amidon est extraite par des séparateurs à gravité et conduite directement aux filtres, le reste du mélange allant aux turbines Ceci soulage l'équipement centrifuge du tiers environ de sa tâche en raison dela diminution du volume de liquide à centrifuger.
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Mode opératoire selon la fig. 6. - Des bacs de trempe aux tamis fins F et au broyeur G, l'appareil est le même que celui représenté schématiquement par la fig. 5 et n'a donc pas été représenté sur la fig. 6 .
Les lo2 litres de lait d'amidon quittant les tamis fins à gruau F ( courant x ) au lieu de passer directement aux turbines sont soumis à une séparation et à une concentration par gravité dans un appareil X dans lequel une partie considérable de l'amidon, soit 31,5 litres, est retirée. La pureté de l'amidon ainsi retiré est telle que cet amidon peut être transféré directement au filtre par un tuyau 68 . Le reste de l'amidon, du gluten et de l'eau ( 70,5 litres ) passe du séparateur X à la première turbine N directement par un tuyau 69,
De même, une partie de l'amidon, est extraite par un séparateur à gravité Y de la liqueur d'amidon sortant des tamis d'égouttage J ( courant ).
L'amidon extrait, contenant 31,5 litres, est conduit par un tuyau 70 et un tuyau 68 directement au filtre . Le reste du mélange, contenant 136,5 litres, est envoyé par un tuyau 71 à l'appareil déshydrateur L et conduit de là, après l'extraction de 123 litres ;d'eau, aux turbines, par les tuyaux 72 et 69. L'eau extraite est utilisée en partie ( 57 litres ) dans les bacs de trempage et en partie dans le laveur de fermes.
Les 177 litres de lait d'amidon arrivant du second laveur K ( courant z ) sont également soumis à l'action d'un séparateur à gravité Z. Etant donné que l'amidon extrait en ce point (18 litres ) contiendra une proportion relativement faible d'éléments solubles, on le conduit de préférence par un tuyau 73 directement au filtre final Q'. La liqueur res-
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tante d'amidon, de gluten et d'eau (159 litres ) est conduite par un tuyau 74 à un déshydrateur M et de là, après l'extraction de 153 litres d'eau, à la première turbine N. L'eau extraite est amenée par des tuyaux 63 en partie au premier laveur et en partie au laveur de germes D.
Les courants combinés de lait d'amidon (90 litres) et une partie considérable'de l'amidon retiré sont centrifugés et filtrés comme précédemment décrit, excepté, que dans cette modification, on a représenté deux filtres qui fonctionnent de la même façon ( excepté qu'un filtre a été supprimé) que celle précédemment décrite; l'eau de gluten du décanteur est ramenée aux bacs de trempage comme dans les procédés décrits au sujet des fig. 1, 4 et 5 .
L'utilisation d'une série de séparateurs à gravité, de déshydrateurs et de filtres est uniquement la disposition préférée de cette variante et, si nécessaire, on pourrait diminuer l'importance de cet équipement en combinant les courants x, y et z et en soumettant le courant combiné à l'action d'un seul séparateur à gravité, l'amidon extrait allant au même filtre et le lait d'amidon restant allant à un seul déshydrateur.
D'autres réalisations seront évidentes pour l'homze du métier et l'invention comprend toutes les modifications qui, sans sortir du cadre de l'invention, sont apportées aux systèmes typiques représentés.