INGOLD Note d‘application Leading Process Analytics Contrôle du pH dans les raffineries de sucre Dans trois procédés de raffinage essentiels, il est vital de maintenir un niveau de pH adapté. Les conditions du procédé exigent l’emploi de systèmes de mesure du pH robustes et fiables. La technologie moderne d’analyse industrielle assure des mesures fiables, une durée de vie des sondes prolongée et une maintenance réduite. Contexte Le procédé de raffinage du sucre de canne ou de betterave comprend les étapes suivantes : lavage, broyage, pressurage, chaulage, carbonatation, filtrage, sulfitation, concentration, cristallisation et séchage ( voir la figure 1 ). Les trois étapes décrites ci-après sont les plus importantes en termes de qualité du produit final et nécessitent un contrôle continu du pH. Procédé Chaulage Du « lait de chaux » alcalin est ajouté au jus brut afin que le pH passe de 11 à 11,5. L’ajout de chaux ( oxyde de calcium ) est censé produire trois effets : 1. Neutraliser les acides présents dans le jus et ainsi empêcher le sacharrose de se transformer en sucre inverti. 2. Précipiter les acides organiques en sels qui seront ensuite éliminés. 3. Maintenir les corps étrangers ( substances organiques insolubles, protéines, etc. ) en suspension jusqu’à leur suppression par filtrage. Contrôle du pH dans les raffineries de sucre duire de façon significative les besoins en maintenance et les frais de remplacement, grâce aux caractéristiques techniques suivantes : chemin de diffusion extrêmement long dans deux réservoirs d’électrolyte distincts ; jonction annulaire PTFE pour le traitement anti-salissure en contact avec le milieu ; système de référence à compensation de pression permettant un fonctionnement à des pressions très élevées ( 13 bar ou 188 psi ) et à des températures très hautes ( 130 °C ). L’électrode a été mise au point et fabriquée selon les normes les plus récentes, telles que la Directive équipements sous pression 97/23/CE ( art. 3, sect. 3 ). Carbonatation Toutes les traces de chaux doivent être éliminées avant la concentration pour éviter la formation de tartre dans les conduites et les cuves du procédé. Du dioxyde de carbone est ajouté au jus pour transformer la chaux par précipitation en carbonate de calcium moins soluble, captant en outre d’autres impuretés pendant la précipitation. En général, du CO2 est ajouté à différents stades en vue d’empêcher le développement d’un type de précipité, très diffcile à gérer durant la carbonatation en une étape. Si la carbonatation s’effectue en plusieurs étapes, à chacune d’elles, le pH est mesuré et un volume approprié de CO2 est injecté. Au stade final, le pH doit avoir été abaissé à environ 9. À l’issue de la carbonatation, le jus est filtré pour supprimer toutes les traces de particules solides avant son écoulement dans la colonne de sulfitation. Dans l’industrie sucrière, les milieux des procédés contiennent des particules et des produits chimiques agressifs. L’électrode à membrane en verre plane fournie en option, ainsi que la masse liquide intégrée, représentent le choix idéal, notamment en cas de température de fonctionnement élevée. Sulfitation Pour abaisser le pH du jus à 5 ou 6, du dioxyde de soufre lui est ajouté avant qu’il ne soit envoyé vers les évaporateurs pour concentration. Le SO2 blanchit aussi le jus afin d’en améliorer l’arôme, la texture et la couleur. Sans cette étape, un jus alcalin serait produit et les cristaux de sucre s’agglutineraient en raison de l’absorption d’humidité, développant une saveur indésirable. Électrodes de pH InPro 4800/InPro 4801 –Électrodes gel à longue durée de vie requérant peu d’entretien. –Modèle avec membrane plane ( InPro 4801 ) pour milieux abrasifs. –Hautement résistantes aux acides, alcalins, milieux oxydants, sulfates et milieux très contaminés. –Conçues pour supporter des pressions et InPro 4800i températures très élevées. –Dotées de la technologie Intelligent Sensor Management ( ISM ) pour des opérations de maintenance et d’étalonnage réduites. Systèmes de mesure du pH METTLER TOLEDO propose un éventail de solutions de mesure du pH, spécialement adaptées aux besoins de l’industrie sucrière. L’électrode à gel haut de gamme InPro 4800/InPro 4801, livrée avec un support rétractable de la famille de produits InTrac, offre une fiabilité remarquable. Les électrodes de pH de la série InPro 4800 ont une longue durée de vie et permettent de ré- pH Lait de chaux Colonne de sulfitation pH pH Carbonateur Filtre Carbonateur SO2 Analyseur de pH Analyseur de pH Analyseur de pH Analyseur de pH CO2 vers les évaporateurs pH Figure 1 : Contrôle du pH dans les raffineries de sucre 2 METTLER TOLEDO Note d’application Contrôle du pH dans les raffineries de sucre Transmetteur M400 – Fonctionnalités ISM complètes, dont « Plug and Measure » et diagnostics avancés pour une disponibilité optimale de la sonde. – Saisie en mode mixte ( sondes analogiques ou ISM numériques ). – Autonomie du système et mesure du pH sans maintenance grâce au régulateur PID intégré. L’électrode InPro 2000 avec support InFit 764e, monté sur une chambre de passage InFlow 761, est un autre système capable de gérer des conditions de mesures parmi les plus difficiles. L’électrode de pH InPro 2000 compensée en température résiste de toute évidence aux conditions de procédés les plus rigoureuses. Le choix de solutions d’électrolyte garantit aux utilisateurs une compatibilité chimique maximale tout comme la chambre reremplissable allonge considérablement la durée de vie de l’électrode et réduit les frais de remplacement. Le support InFit 764e peut être pressurisé pour assurer le débit d’électrolyte, en gardant le diaphragme ouvert et en conservant un écoulement libre pour une mesure exacte. Ce système est une excellente solution pour les procédés impliquant des �uctuations de température brusques. Il est doté d’une structure robuste et est facile à installer. Le transmetteur M400 est recommandé pour cette application. – Sonde de température intégrée ( RTD ) pour une précision de mesure exceptionnelle. – Proposée avec la technologie Intelligent Sensor Management ( ISM ) incorporée. Support fixe InFit 764e – Pour une mesure exacte, l’électrode est soumise à une surpression par rapport à la pression du procédé afin de garantir le débit d’électrolyte. – La vitre d’inspection permet de contrôler le niveau d’électrolyte. – Du fait de sa structure robuste, l’installation dans les procédés industriels est sûre. Chambre de passage InFlow 761 – Pour un montage en ligne dans des petites conduites. – Disponible dans de nombreux matériaux et avec divers raccordements au procédé. Pour plus d’informations, consultez les pages suivantes : www.mt.com/pro www.mt.com/ISM Électrode de pH combinée InPro 2000 – Re-remplissable pour une plus grande durée de vie de l’électrode et une maintenance moindre. – Électrode remplie de liquide offrant une réponse rapide ainsi qu’une précision et une fiabilité optimales. – Diminution de la contamination de l’électrode avec la barrière aux ions argent. Transmetteur 4 fils M400 Mettler-Toledo AG Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Suisse © 07/2012 Électrode de pH InPro 2000 Support InFit 764e www.mt.com/pro Pour plus d‘informations