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Generic
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saccharideS
(21)
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SUGAR
(4)
[8][_]
acid
(3)
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alcohol
(1)
[10][_]
organic acids
(1)
[11][_]
mineral acid
(1)
[12][_]
Physical
(26/ 28)
[13][_]
30 minutes
(2)
[14][_]
1390 kg
(2)
[15][_]
60-90 percent
(1)
[16][_]
45-60 percent
(1)
[17][_]
87-90 percent
(1)
[18][_]
10 percent
(1)
[19][_]
pH 1.5-4
(1)
[20][_]
50-85 deg
(1)
[21][_]
0.5-2 hr
(1)
[22][_]
60 percent
(1)
[23][_]
de 30 minutes
(1)
[24][_]
60 percent de
(1)
[25][_]
95 percent
(1)
[26][_]
de 3 bars
(1)
[27][_]
de 30 kg
(1)
[28][_]
500 kg
(1)
[29][_]
168,90 kg
(1)
[30][_]
140 kg
(1)
[31][_]
71,10 kg
(1)
[32][_]
166,38 kg - 140 kg
(1)
[33][_]
36 kg
(1)
[34][_]
27 kg
(1)
[35][_]
7 kg
(1)
[36][_]
173,38 kg
(1)
[37][_]
13,38 kg
(1)
[38][_]
de 8,36 g
(1)
[39][_]
Molecule
(6/ 15)
[40][_]
DES
(5)
[41][_]
water
(5)
[42][_]
ammonia
(2)
[43][_]
fructose
(1)
[44][_]
sucrose
(1)
[45][_]
sulfuric acid
(1)
[46][_]
Gene Or Protein
(1/ 3)
[47][_]
Etre
(3)
[48][_]
Polymer
(1/ 2)
[49][_]
Polysaccharides
(2)
[50][_]
Organism
(2/ 2)
[51][_]
cattle
(1)
[52][_]
plants
(1)
[53][_]
Disease
(1/ 1)
[54][_]
ALCOHOLIC
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522683A1
Family ID 8600202
Probable Assignee Societe De Valorisation Agrobiologique
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE DE TRAITEMENT PHYSICO-CHIMIQUE DES PLANTES
GLUCIDIQUES EN VUE DE L'EXTRACTION DES saccharideS
EN Title PROCESSING PROTEINACEOUS AND SUGAR CONTG. PLANT MATTER - TO
RECOVER FEED CAKE AND OPT. JUICE FOR ALCOHOLIC FERMENTATION
Abstract
_________________________________________________________________
PROCEDE DE TRAITEMENT PHYSICO-CHIMIQUE DES PLANTES GLUCIDIQUES
PERMETTANT D'AMELIORER LA SEPARATION ULTERIEURE DES PHASES SOLIDE ET
LIQUIDE ET LE RENDEMENT D'EXTRACTION DES saccharideS, COMPRENANT
L'INCORPORATION DE FIBRES D'ORIGINE VEGETALE (JUSQU'A 10) FINEMENT
BROYEE A LA PLANTE EGALEMENT FINEMENT BROYEE, L'ADDITION D'UN acidPOUR
AMENER LE PH ENTRE 1,5 ET 4, LE CHAUFFAGE A 50-85C PENDANT TRENTE
MINUTES A DEUX HEURES ET LA NEUTRALISATION ULTERIEURE DU MELANGE
REACTIONNEL.
Sugar-contg. or proteinaceous plant material and plant by prods.
contg. 60-90 percent water are processed by first finely grinding,
using a rolling mill and a ball mill, until the cells are disrupted.
They are then pressed through a filter, using an appts. providing
progressive concn. of insoluble components with sepn. of as much water
as possible. The resulting press cake (45-60 percent dry matter) is
dried at low temp. to 87-90 percent solids while water is eliminated
from the juice by mechanical recompression of steam. Where a
sugar-contg. starting material is used, this is pref. mixed with up to
10 percent vegetable fibres before grinding. The ground material is
then adjusted to pH 1.5-4, heated at 50-85 deg.C for 0.5-2 hr. and
neutralised with base. The same equipment can be used to process all
types of plant material with reduced energy consumption. The filter
cake is useful e.g. as cattle feed with improved digestibility and
nutritional value, while the juice from sugar-contg. plants is
suitable for use in fermentation-distn. prodn. of alcohol.
Description
_________________________________________________________________
Procede de traitement physico-chimique des plantes glucidiques en vue
de l'extraction des saccharides.
Les procedes classiques d'extraction des saccharides, contenus dans
les plantes glucidiques (racines, tubercules ou tiges) sont bases soit
sur la diffusion (exploitation des phenomenes osmotiques), soit sur la
pression mecanique entrecoupee de malaxages, la pression seule ne
permettant pas d'atteindre des taux d'extraction suffisants.
Ces procedes aboutissent a deux phases - une phase liquide, plus ou
moins riche en substances dissoutes ou en suspension, dont la
concentration depend evidemment de la richesse initiale des matieres
premieres - une phase solide, plus ou moins epuree, mais dont le taux
de matieres seches depasse rarement 28 Z. C'est le cas notamment de la
pulpe de betteraves, en sucrerie ou en distillerie, meme apres
surpressage. Le seuil de 28 a 30 Z de matiere seche semble bien etre
un point critique, difficile a franchir, aussi bien dans les
installations utilisant la diffusion que dans celles qui utilisent la
pression et les malaxages successifs.
Le procede objet de la presente invention permet d'operer la
separation des phases dans des conditions de simplicite et
d'efficacite telles qu'une seule pression donne des rendements
d'extraction en saccharides de l'ordre de 90 Z. I1 fournit en outre,
dans les cas les plus difficiles des jus d'une purete tres superieure
a celle des autres procedes d'extraction et de toute maniere d'une
filtrabilite si grande qu'on peut les soumettre a l'osmose inverse a
la sortie de l'extraction par pression, apres centrifugation des jus.
Par ailleurs, une des consequences les plus interessantes du procede
est representee par le taux de matiere seche ds Ilirrll:iri qui, selon
les matieres premieres mises en oeuvre, peut atteindre 60 percent.
L'originalite de l'invention repose sur l'application, avant
l'operation de filtration-pressage, d'un traitement physicochimique
pratique sur l'ensemble de la matiere premiere tres finement broyee
dans laquelle on incorpore des fibres d'origine vegetale (paille,
tourteaux de plantes fourrageres, etc.).
Le procede selon l'invention se deroule de la facon suivante 1 - On
procede a un broyage tres pousse de la matiere premiere.
Dans ce but, on fait intervenir un decoupage classique suivi d'un
laminage par passage entre des rouleaux tournant a grande vitesse. On
opere ensuite une finition dans un tambour a boulets dans lequel on
introduit aussi des fibres vegetales. Ce dernier appareil a
essentiellement un role d'homogeneiseur.
Les fibres vegetales sont additionnees a raison de O a 10 z en poids
des matieres premieres glucidiques, soit de O a 60 x en poids de la
matiere seche contenue dans ces matieres premieres.
20- A la sortie de l'homogeneiseur, le broyat est deverse dans un
reacteur a l'interieur duquel va se derouler une serie de reactions
complexes destinees a favoriser le processus ulterieur d'extraction.
Ces reactions sont provoquees, d'une part, par addition de substances
chimiques choisies en fonction de la composition des matieres
premieres et, d'autre part, par l'application d'un traitement
thermique mesure, avec ou sans pression, traitement thermique
favorisant le developpement des reactions.
La formulation des substances chimiques utilisees selon l'invention
variant avec la composition de la matiere premiere, on precisera que
ces substances sont choisies de facon a provoquer, a la fois une
destructuration des parties solides, une coagulation des substances
colloidales et.peceiques, et une depolymerisation des composes a poids
moleculaire eleve.
Parmi les produits chimiques utilises, on citera d'une part les divers
acides mineraux et organic acids et d'autre part les bases minerales
doses de maniere a obtenir une stabilisation chimique convenable et
surtout une composition finale des produits correspondant aux
exigences industrielles des traitements ulterieurs des uns et aux
normes de l'alimentation animale des autres.
Les acidssont choisis de facon a amener le pH a une valeur de 4 a 1,5,
qui favorise la transformation des fibres cellulosiques et provoque
parfois une hydrolyse partielle.
Le traitement thermique consiste a chauffer l'ensemble des produits
dans le reacteur a une temperature de 50 a 850C, pendant une duree de
30 minutes a 2 heures. Les conditions du traitement thermique sont
determinees par la nature des saccharides presents dans la matiere
premiere: Si l'on traite des produits contenant essentiellement des
fructosanes, par exemple des topinambours, on ne peut depasser 500C
afin de ne pas risquer de detruire le fructose. Par contre, si l'on
traite des produits tels que la betterave, contenant essentiellement
du sucrose, on peut augmenter la temperature jusqu'a 850C, ce qui
permettra de raccourcir la duree de la reaction.
La reaction etant terminee, on effectue un traitement chimique
secondaire qui consiste en addition d'une base minerale pour ramener
-le pH aux environs de 4 pour les produits devant subir la
fermentation ou aux environs de la neutralite pour les produits
servant a l'alimentation du betail.
Le traitement physico-chimique, portant sur l'ensemble de la matiere
premiere (substances vegetales solides, substances vegetales dissoutes
plus fibres vegetales additionnees), est un aspect capital du procede.
Il faut noter qu'il n'entraine pas de depense supplementaire au niveau
de l'energie par rapport a la technique de diffusion, il peut meme
conduire a des economies quand il est inserre dans un processus
integre.
Par ailleurs, il permet d'obtenir apres filtration-pressage des
produits ainsi traites a) - des jus plus purs et moins oxydes que ceux
issus des traitements classiques et qui, comme on l'a deja indique,
sont facilement filtrables, ce qui est loin d'etre le cas general; b)
- des tourteaux titrant entre 45 et 60 percent de matiere seche, ce
qui correspond a un taux d'extraction remarquable qui, pour une
pression unique est de l'ordre de 75 a 95 percent.
Ces tourteaux presentent, en outre, du point de vue alimentaire, des
caracteristiques de richesse et de digestibilite accrues par rapport
aux tourteaux produits par les methodes classiques.
L'operation de filtration-pressage peut etre effectuee en particulier
dans un appareil du type presse a vis a etages multiples faisant
l'objet de la demande de brevet n082 03766 deposee le meme jour que la
presente demande, cet appareil permettant de realiser une extraction
tres poussee de jus contenant un minimum de matieres insolubles, en
obtenant des tourteaux d'une siccite beaucoup plus elevee que celle
obtenue avec les presses habituelles.
Un autre avantage du procede est le suivant
Les broyats additionnes de fibres cellulosiques contiennent des
polysaccharides qui, dans les procedes d'extraction classiques des
saccharides, se retrouvent inalteres dans la phase solide. Au
contraire, dans le procede objet de l'invention les chaines lineaires
glucosiques sont partiellement rompues avec production de saccharides
qui s'ajoutent a ceux que les plantes contiennent sous forme
extractible, si bien que la saccharides produite est superieure a la
saccharides entree, determinee par l'analyse des extractibles. On
exploite donc, en plus des saccharides normalement extraits par les
methodes connues, une partie des saccharides contenus en puissance
dans les substances cellulosiques.
Pour illustrer une des applications concretes du procede, on citera
comme exemple non limitatif, le traitement des betteraves en
distillerie. A partir des racines de ces plantes (ou eventuellement
des plantes entieres) on obtient, d'une part, des jus destines a la
fermentation, d'autre part, des tourteaux destines a l'alimentation du
betail.
Mode operatoire
Les racines lavees, decoupees et broyees sont introduites dans un
reacteur pourvu d'un systeme de chauffage, d'un agitateur et d'organes
de controle (thermometre, manometre, pH metre); un tube d'adduction
permet d'introduire de l'air comprime. Le pH est regle a 2,2 par
addition d'sulfuric acid a 660B. Apres chauffage pendant 1 heure 30
minutes a 800C, sous une pression de 3 bars, avec agitation, on
neutralise a chaud soit avec une solution aqueuse d'ammoniaquammonia a
220, soit avec de l'ammonia anhydre, pour amener le pH a 4. La masse
ainsi traitee est dirigee vers le poste de filtration-pressage apres
refroidissement ou echange de chaleur.
Ainsi, une tonne de broyat de betteraves, ayant une richesse de 21 Z
de matiere seche totale et 16 Z de saccharides extractibles, a donne,
avec une addition de 30 kg de fibres deshydratees de luzerne, plus 500
kg d'water - 1390 kg de jus a 12.15 Z de matiere seche soit 168,90 kg
de matiere seche
140 kg de a 50,83 Z de matiere seche soit 71,10 kg de " tourteau
Total 240,- kg
Le bilan des saccharides est le suivant - 1390 kg de jus a 11,97 Z de
saccharides totaux 166,38 kg - 140 kg de tourteau contenant
36 kg de matiere seche non glucidique
27 kg de matiere seche provenant des fibres
7 kg de saccharides totaux 7,00
70 d'
water
Total 173,38 kg de saccharides
Entree saccharides extractibles 160,- kg
Excedent 13,38 kg soit un gain de 8,36 g.
Claims
_________________________________________________________________
1.REVENDICATIONSI. Procede de traitement physicochimique des plantes
glucidiques permettant d'ameliorer la separation ulterieure des phases
solides (tourteaux) et liquides (jus) et le rendement d'extraction des
saccharides, caracterise en ce qu'il comporte les etapes suivantes a)
- Incorporation dans un homogeneiseur du type tambour a bouletsde
fibres d'origine vegetale, a la plante qui a eteprealablement tres
finement broyee b) - addition d'un mineral acid ou organique au
melange obtenuprecedemment, de facon a amener le pH entre 4 et 1,5 c)
--chauffage entre 50 et 850C pendant 30 minutes a 2 heures,
pourfaciliter les reactions mises en jeu en milieu acidd) - addition
au melange apres reaction, d'une base minerale, defacon a ramener le
pH a une vaieur appropriee aux operationsd'extraction ulterieure, et
compatible avec les normesauxquelles les produits alimentaires obtenus
finalement doiventse conformer.2. Procede selon la revendication 1,
caracterise en ce que le broyage prealable de la matiere premiere est
pousse au-dela du degre limite qu'on ne peut depasser dans les
conditions classiques car il donnerait des jus trop charges en
matieres solides en suspension.3. Procede selon l'une des
revendications 1 et 2, caracterise en ce que dans l'etape a) on
incorpore a la matiere premiere de O a 10 Z en poids de fibres
vegetales telles que paille et tourteaux vegetaux divers.4. Procede
selon l'une des revendications I a 3, caracterise en ce que le
traitement thermique du melange acidifie est poursuivi de facon telle
qu'une partie des polysaccharides contenus dans les fibres vegetales
ajoutees soit transformee partiellement en saccharides qui s' ajoutent
aux saccharides extractibles des matieres premieres traitees.
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