Suivi et optimisation de la marche des bas-produits

Séchage Tamisage des Granulés « STG2 »

Mécanismes de la cristallisation

La cristallisation a lieu en phase sursaturée. Cependant, c’est une condition nécessaire mais pas suffisante pour l’apparition de nuclei. Ce n’est qu’à des niveaux élevés de sursaturation que la solution devient instable et que la formation d’une nouvelle phase prend place. En effet, une apparition spontanée de cristaux se fait dans la zone labile. Toutefois, la zone métastable est la zone recherchée en industrie[9]. 0000000 La nucléation La nucléation est le processus par lequel se forme la plus petite agrégation stable d’une phase cristalline [9]. Elle correspond à la naissance des cristaux et donc au retour de la solution à un état d’équilibre vrai. Lorsque le sucre est dans l’eau, il convient d’établir une certaine sursaturation pour obtenir une cristallisation. Une fois établie, la solution laisse déposer des cristaux dans un laps de temps plus ou moins long, qui est fonction de la valeur de la sursaturation et du mécanisme de nucléation.

La nucléation primaire

L’apparition des germes se fait dans un milieu où n’existe encore aucun cristal de la phase qui précipite [10]. Ils sont directement issus de la solution mère [1]. Il s’agit donc d’une nucléation spontanée très rapide et très forte. Ce type de nucléation a lieu dans la zone de sursaturation instable. La nucléation primaire découle, dans les cristallisoirs industriels travaillant en solution, de deux mécanismes

– La nucléation primaire homogène Où les germes se forment dans le volume de la solution, de manière spontanée en l’absence des particules étrangères. Elle est due à une sursaturation élevée de la solution. L’élimination de tout solide étranger au soluté est impossible en cristallisation industriel. Ce genre de nucléation peut être considéré comme peu probable [1].

– La nucléation primaire hétérogène Où les germes se forment sur les parois des cristallisoirs, sur les agitateurs ou sur des particules solides étrangères en suspension [1]. Elle est provoquée par des particules étrangères. Dans les appareils discontinus, l’apparition spontanée des tout premiers cristaux se fait plus probablement par ce type de nucléation puisqu’il est difficile d’éviter la présence de poussières ou de particules résiduelles de l’opération de cristallisation précédente.

L’affinage Comme tout produit brut, le sucre contient des impuretés aussi bien internes qu’externes. L’empattage vise quant à lui à éliminer les impuretés externes. Au cours de cette première étape, le sucre passe tout d’abord dans des empâteurs où il est mélangé avec de l’eau sucrée saturée. Afin de permettre l’accélération de la diffusion des non-sucres et la réduction de la viscosité de ce mélange, ce dernier est chauffé avec de la vapeur circulant au niveau de la double enveloppe. Le malaxage dans l’empâteur cause un frottement entre les cristaux et élimine les impuretés externes du sucre brut. Le sucre dégagé de sa gangue est dit affiné, mais l’affinage n’a aucune action sur les impuretés incluses dans le système cristallin. Pour attaquer ces impuretés, il faut défaire le système cristallin, pour cela il sera destiné vers trois fondoirs pour assurer la fonte de ce sucre à l’aide des échangeurs en faisant des cycles fermés (échangeur-fondoir). A la sortie on obtient une fonte commune destiné vars l’étape suivante « l’épuration ». Cette refonte est mélangée avec la refonte du sucre roux des bas produits pour constituer.

Le séchage, refroidissement et stockage

Le sucre sortant des centrifuges titres encore 1 à 2% d’humidité. Il est nécessaire d’abaisser cette humidité aux alentours de 0.02 à 0.03 % afin d’éviter l’altération du sucre par attaque bactérienne ou par formation des conglomérats. Pour réduire cette humidité, on fera appel à un tambour sécheur qui grâce à un courant d’air suffisamment chaud transformera le liquide qui entoure le cristal en vapeur qui sera extraite du sécheur. C’est l’humidité libre qui disparaîtra au séchage, et l’humidité liée si elle est en excès il diffusera lentement à travers le cristal ce qui peut occasionner lors du stockage en vrac des sucres blancs des prises en masse ou des formations de conglomérats qui peuvent compromettre la conservation du sucre. Le principe général du sécheur est de faire circuler de l’air chaud à travers le sucre qui tombe en pluie, et généralement sucre et air progressent à contre-courant.

Le sucre ensilé ou ensaché trop chaud ne se conservant pas, il est refroidit dans un refroidisseur à lit fluidisé qui permet d’abaisser la température aux environs de 35°C. Une fois séché et refroidi le sucre est tamisé avant d’être stocké dans le but principal d’éliminer les fractions extrêmes de la dimension voulue, celle-ci étant en général obtenu lors de la cristallisation, et finalement sucre peut être ensuite stocké soit en sacs, soit en vrac dans les silos.

Conclusion générale

L’objectif de ce travail est d’améliorer les épuisements dans les cuites des bas produits ainsi que de diminuer la pureté de la mélasse et par conséquent le rendement de sucre sera augmenté D’une part, l’utilisation des plans d’expériences a permis de modéliser la réponse épuisement dans les deux cuites de cristallisation en fonction des facteurs étudiés « temps de grossissement, pression de vapeur et quantité du magma pour la cuite A » et « pression de vapeur et temps de grossissement pour la cuite C », et de modéliser la pureté de la mélasse et de l’égout A en fonction des deux facteurs quantité d’eau de clairçage et l’intensité de la masse cuite turbiné. D’autre part, la modélisation a mis en exergue l’importance des interactions existantes entre différents facteurs soit au niveau des cuites de cristallisation soit au niveau des turbines. L’étude de désirabilité appliquée nous a permis de trouver le réglage optimum des deux cuites A et C et des deux turbines étudiés.

Table des matières

Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction
Chapitre I Présentation de la société et étude bibliographique
Présentation de la société
Historique
Fiche technique
Actionnaires
Organigramme hiérarchique de l’entreprise
Gamme de produits
Etude bibliographique
1.Généralités sur le sucre
2.Mécanismes de la cristallisation
3.Résultat de la cristallisation le cristal de saccharose
3.1 Propriétés physicochimiques du saccharose
3.2 Paramètres influençant la vitesse de cristallisation
Chapitre II Procédé de fabrication et description du lieu
Procédé de fabrication du sucre
L’affinage
L’épuration
La décoloration
L’évaporation
La cristallisation
Description de l’atelier de cristallisation – Séchage Tamisage des Granulés « STG2 »
1.Le procédé des trois jets
2.Les étapes de la cuisson
2.1 Remplissage et concentration
2.2 Grainage
2.3 Grossissement
2.4 Montée
2.5 Serrage
2.6 Coulée et dégraissage
Les malaxeurs
Les turbines
Le séchage, refroidissement et stockage
Analyses au laboratoire
Chapitre III Suivi et optimisation de la marche des bas-produits
1.Suivi de la marche des Bas-produits
2.Définition de la problématique
3.1 Suivi de la cuite A
3.2 Suivi de la cuite C
Optimisation du fonctionnement des cuites et des turbines
1.Optimisation du fonctionnement des cuites
1.1 Optimisation de la cuisson dans la cuite A
1.2 Optimisation de la cuisson dans la cuite C
Optimisation de la marche des turbines
1.1 La turbine A
1.2 La turbine C
Conclusion générale
Références bibliographiques
Annexes

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