programme technique

Les installations de pied de cuite BMA,

les appareils cuire discontinus,

les installations de cuite continue (VKT)

et les cristalliseurs refroidisseurs

sont utiliss dans le monde entier

dans les sucreries

de betteraves et de cannes

ainsi quen raffinerie,

pour cristalliser le sucre de

manire optimale

et dans des conditions

conomiques

Installations de cristallisation

Pied de cuite 1

Liqueur standard

Sucre blanc Sucre roux

Sucre blanc

Avance technologique grce au savoir-faire

L Art de Rafiner le Sucre , cest le titre dun manuel de M. Duhamel du Monceau sur le raffinage et la cristallisation du sucre datant de 1764.

Matrisant cet art depuis plus de 100 ans dj, BMA a jou un rle dterminant dans le dveloppement et lintroduction de nouveaux appareils et techniques de cris-tallisation durant cette priode. Aujourdhui, BMA dtient une position de leader dans

le domaine dinstallations pour la cristal-lisation du sucre par vaporation et par refroidissement. La tour de cristallisation par vaporation continue (VKT) par exem-ple, est actuellement la seule installation, lchelle mondiale, permettant de cristalliser en continu et sans problme du sucre blanc 1 (raffinade).

FondementsLa cristallisation du sucre est lopration technologique dcisive pour extraire le saccharose contenu en solution dans le jus concentr. Le dessucrage dune solution qui, techniquement, est ralisable en une seule tape de cristallisation, est limit par le contenu de cristaux dans la masse cuite. Plusieurs tapes de cristallisation sont donc ncessaires. Le rendement en sucre est dtermin de manire dcisive par la puret de la mlasse obtenue. Il dpend en premier lieu de la bonne qualit de la cristallisation, surtout lors de la dernire tape, et des conditions de saturation.

Le processus physique de la cristallisation permet de raliser une excellente sparation du sucre et des non-sucres. Ceci est soumis un processus de cristallisation bien ma-tris et caractris par la production dune masse cristalline faible pourcentage de conglomrs et de faux grains. Ceci assure un rendement lev dans chaque tape de

cristallisation. Jusque dans les annes 80 du 20me sicle, la cristallisation par vaporation du sucre sest ralise presque exclusi-vement dans des appareils discontinus. Lutilisation dagitateurs mcaniques dans les appareils cuire discontinus a permis dobtenir une premire amlioration de la qualit du sucre, mais a galement permis de rduire la consommation nergtique lors de la cristallisation. Le processus de cristallisation passe toutefois par un grand nombre de stades de processus diffrents. Pendant la phase de formation des cristaux, un appareil cuire petite surface de chauffe est en principe ncessaire, la capacit vaporatoire devant tre adapte la faible capacit de cristallisation pendant cet tat de processus. A la fin du processus, la surface de chauffe disponible ne suffit souvent pas pour atteindre la capacit vaporatoire sou-haite. Cependant, un appareil discontinu est tudi pour un tat de service moyen.

Cristallisation du sucre

Lintroduction du procd de pied de cuite, ralis dans des installations de pied de cuite spciales, a apport le progrs dcisif dans la production dune masse cristalline rgu-lire et pauvre en conglomrs. La phase de formation des cristaux a t spare du processus normal et concentre dans la production du pied de cuite.

Mais le dveloppement technologique dcisif dans la cristallisation du sucre a t la mise au point de la cristallisation par va-poration continue. Cest elle qui a permis de raliser de nouveaux concepts quant au bilan thermique et la configuration de latelier de cristallisation, associs une nette rduction de la consommation dnergie primaire.

Processus de

cristallisation

continue

Sucre roux Bas produit

Sucre roux Bas produit

Mlasse

Volume initial

3Lexigence technologique et conomique visant la production dune masse cristalline pauvre en conglomrs et en grains fins nest que difficilement ralisable en cristal-lisation par vaporation, si le grainage se fait avec de lamorce prpare (slurry). En raison de la surface globale trop petite des cristaux de slurry, il se produit, pendant la phase de formation des cristaux, une augmentation indsirable de la sursaturation au-del de la zone mtastable, parce que, dans cette phase, le grossissement des cristaux ne suit pas lallure de concentration de la solution.

La formation de germes secondaires, mais avant tout la formation de conglomrs, entranent une dgradation de la qualit du produit. En outre, une grande partie des cristaux de slurry ajouts est redissoute en raison du profil de sursaturation irrgulier dans un appareil cuire conventionnel. Lensemencement, phase dlicate en cris-tallisation, est toutefois dune importance dcisive pour la qualit du produit fini. Pour rendre cette phase mieux contrlable, il sest avr favorable de la sparer dans lespace et dans le temps du processus de la cristal-lisation par vaporation.

Prparation du pied de cuite 1La premire tape du procd de pied de cuite a lieu dans un cristalliseur refroidisseur quip dun agitateur spcialement tudi pour un gradient de cisaillement lev. Le bas niveau de temprature et la sursatura-tion clairement dfinie se traduisent par une croissance rgulire des cristaux de slurry introduits sans formation de conglomrs.

Dans une premire tape, le sirop utilis (de prfrence du jus dense) est concentr par vaporation dans le cristalliseur refroi-disseur jusqu ce quil prsente la matire sche voulue. Ensuite, le sirop concentr est refroidi. Une fois la sursaturation de 1,1 atteinte, la quantit de slurry ncessaire est introduite. Le refroidissement lent de la sus-pension se poursuit jusqu une temprature denviron 30 C. Le gradient de refroidisse-ment est rgl laide de la diffrence de

temprature entre la masse cuite et leau de refroidissement, et la sursaturation respec-ter au cours du processus de la cristallisation par refroidissement est ainsi adapte.

Une fois atteinte la granulomtrie moyenne denv. 0,08 0,11 mm (suivant lexigence) un contenu en cristaux denvi-ron 20 % la fin du refroidissement, le pied de cuite 1 est dcharg dans le malaxeur.

Si la cristallisation se fait en discontinu, le pied de cuite 1 peut tre utilis directement comme pied de cuite dans les appareils cuire, jusqu une granulomtrie moyenne du produit denviron 0,5 mm.

Pour des granulomtries de produit moyennes suprieures 0,5 mm et, dune manire gnrale, pour la cristallisation con-tinue, le pied de cuite 2 est produit dans une deuxime tape dans des appareils cuire discontinus.

Installation de pied

de cuite une tape /

deux tapes

Installations de pied de cuite

Tailles de construction standard des cristalliseurs refroidisseurs pour pied de cuiteVolume utile m3 2,1 4,2 5,0 6,8 10,0 15,0Diamtre m 1,4 1,8 2,0 2,0 2,4 2,6Hauteur totale max.* m 4,4 5,3 6,0 6,0 6,3 7,2Surface de refroidissement m2 11,3 19,0 21,0 27,0 44,0 61,0

* lagitateur inclus

Etape 1 de la prparation du pied de cuite

Vapeur

Etape 2 de la prpara-tion du pied de cuite Cristallisation du produit

Pied de cuite 1

Malaxeur de coule

Liqueur dalimentation Slurry

Vapeurs Cristalliseur refroidisseur

Pied de cuite 2

Malaxeur de coule

Echangeur thermique

Appareil cuire pour PC2

Eau frache

Prparation du pied de cuite 2Dans la deuxime tape de la production de pied de cuite, une masse cristalline dune granulomtrie moyenne denv. 0,3 0,5 mm est produite dans des appareils cuire dis-continus. Une installation optimale dispose dun agitateur pouvant produire un gradient de cisaillement lev. Si de nouveaux appa-reils cuire discontinus sont utiliss cette fin, ils seront conus de manire optimale pour la production de pied de cuite 2.

La liqueur dalimentation est concentre jusqu une sursaturation denviron 1,1, moment o le point densemencement est atteint, et le magma de pied de cuite 1 est aliment en lespace de temps le plus court possible. Aprs une courte phase dhomo-gnisation pendant laquelle seffectue un quilibrage de la temprature, la phase de monte de la cuisson peut commencer immdiatement. Lorsque la monte de la cuisson est termine, le pied de cuite 2, dun contenu de cristaux de 45 50%, est dcharg dans le malaxeur de coule. Dans le cas dune cristallisation discontinue du produit, le pied de cuite 2 est pomp direc-tement dans un deuxime malaxeur de pied de cuite surlev.

Il est ainsi possible dalimenter la quantit ncessaire de pied de cuite 2 dans les appa-reils cuire rservs la masse cuite. Sil sagit dappareils cuire de fonctionnement

continu, la quantit requise de pied de cuite 2 y est alimente.

En rglant les quantits de slurry et de pied de cuite de manire correspondante, il est possible de faire varier la granulomtrie moyenne du sucre blanc au choix entre 0,5 et env. 1 mm. Dans le cas du sucre roux, on souhaite normalement obtenir 0,4 0,5 mm dans la masse cuite, dans le cas du bas produit env. 0,3 0,35 mm.

Avantages : Gestion du processus bien matrisable grce la cristallisation se limitant aux phases de monte de la cuisson et du serrage

Excellente qualit du produit associe une bonne essorabilit de la masse cuite

Emploi de liqueurs dalimentation matire sche leve sans ajout deau, mme dans le cas de solutions puret leve

Emploi optimal du clairage au sirop et rduction de la quantit deau de clairage dans les centrifugeuses

Rduction de la consommation de vapeur dans latelier de cristallisation grce aux avantages mentionns ci-dessus

Souplesse quant limplantation de lins-tallation de pied de cuite 1

Adaptation optimale aux exigences du produit

Schma: VKT de sucre blanc

avec production

de pied de cuite

Pied de cuite 2

Etape 2 de la prparation du pied de cuite VKT de sucre blanc

Masse cuite de sucre blanc

Liqueur dalimentation

Vapeur de chauffe

VapeursVapeurs

Appareil cuire pour PC2

Vapeur de chauffe

Malaxeur de coule

Pied de cuite 1

VKT

5Systme de cristallisation

par vaporation

horizontal (VKH)

Le VKT BMA (le sigle VKT est form partir des premires lettres de Verdampfungs-Kristallisationsturm, terme allemand dont la traduction est tour de cristallisation par vaporation ) se base sur un principe de construction qui a fait ses preuves : le compartiment de cristallisation cylindrique vertical des appareils cuire discontinus. Il permet entre autres lutilisation dagitateurs mcaniques qui assurent une circulation et un brassage parfaits de la masse cuite. Le VKT se compose de compartiments de cris-tallisation superposs. Il sagit donc dune cascade de chaudires agitateur, le courant de masse cuite passant gravitairement du compartiment suprieur au compartiment infrieur. La circulation force, combine aux bas niveaux de masse cuite, permet dutiliser de la vapeur de chauffe trs faible tension tant donn que la charge hydrostatique de la colonne de masse cuite est consid-rablement plus faible dans un appareil de fonctionnement continu que dans un appareil cuire conventionnel.

Types de constructionLa version prfre dun VKT est un appareil quatre compartiments superposs. Il peut tre utilis pour tous les produits de sucre, comme p. ex. le sucre blanc des catgories 1 et 2 (raffinade et qualit standard), le sucre roux et le bas produit, ceci aussi bien en sucrerie de betteraves et de cannes quen raffinerie. Les appareils pour sucre blanc et pour sucre roux sont dots de conduits

Cristallisation par vaporation continue

de by-pass qui permettent de by-passer un compartiment individuel lors du nettoyage. Lexcution de lappareil 4 compartiments peut tre telle quun 5me compartiment puisse tre rajout postrieurement en vue daugmenter la capacit. Les VKT pour bas produit, tout comme ceux pour sucre roux sont quips dun systme de dbordement situ lextrieur de lappareil.

Si un atelier existant, quip dappareils cuire discontinus en bon tat, doit tre utilis pour introduire le mode de fonctionnement continu, une disposition horizontale (VKH) en cascade est galement possible. Tous les appareils cuire discontinus utiliss pour une telle installation devraient tre dun type de construction similaire et quips dun agitateur.

Mode de fonctionnementLe pied de cuite, produit dans une installation de pied de cuite spciale, comme dcrit ci-dessus, est introduit dans le premier compartiment de cristallisation. La liqueur dalimentation est alimente en continu dans tous les compartiments. Les mlanges entre les diffrents compartiments sont exclus. Le contenu de matire sche de la masse cuite, et donc le contenu en cristaux, augmente de compartiment en compartiment et atteint

la valeur maximale dans le dernier com-partiment. Dans le dernier compartiment dun VKT pour bas produit, on peut rgler le rapport optimal de non-sucres/eau pour la cristallisation par refroidissement suivante.

Dans un VKT, ltat de service de chaque compartiment est rgl individuellement ce qui permet un fonctionnement continu fiable. Il en rsulte les avantages technolo-giques suivants :

Prlvement de vapeur rgulier dans latelier des vaporateurs

Alimentation de liqueur dalimentation rgulire

Production de vapeurs et charge du con-denseur rgulires

Production de masse cuite rgulire

Vapeurs

Masse cuite

Pied de cuite

Vapeur de chauffe

Liqueur dalimentation

6Une cristallisation efficace se reflte surtout dans le rendement de lessorage. Elle est troitement lie la qualit des cristaux et le contenu en cristaux qui sont atteints pendant la cristallisation. Avec le brassage mcanique de la masse cuite dans des appareils cuire dune gomtrie optimale du point de vue hydrodynamique, on produit une masse cristalline qui se distingue par son faible pourcentage de cristaux fins et de conglomrs. Dans la masse cuite de sucre blanc, des contenus en cristaux de jusqu 55% sont atteints. Ceci se traduit par des rendements dessorage denviron 50%. En cas dabsence de circulation mcanique, de telles valeurs ne peuvent pas tre atteintes, mme pas par des injections de vapeur quon applique dans la pratique comme aide la circulation.

En raison de la dispersion des temps de sjour, il survient, dans la cristallisation conti-nue, un lger largissement de la dispersion granulomtrique dans la zone des cristaux de taille majeure. Dans la pratique, les valeurs de rgularit sont donc un peu plus leves que dans le cas dun fonctionnement discon-tinu comparable. Mais la qualit du produit se doit avant tout la qualit et la quantit de pied de cuite aliment proportionnellement au flux de produit.

RgulationLa rgulation dun appareil cuire continu est considrablement plus simple que celle dun appareil discontinu, tant donn quil sagit seulement de rgulations de maintien. Les principaux paramtres de processus contrler sont :

Pression de la vapeur de chauffe Pression des vapeurs Etat de la masse cuite (matire sche) Quantit de la liqueur dalimentation Rapport liqueur dalimentation/pied de cuite

Niveau de masse cuite (uniquement pour le sucre blanc)

Concept de rgulation dun VKT pour sucre blancLtat de masse cuite, cest--dire la matire sche de la masse cuite de tous les 4 com-partiments, est rgl par le dbit de la liqueur alimente. Le systme de mesure utilis dans la plupart des cas est une mesure micro-ondes. Les gamma-densimtres sont galement toujours en service. Le flux volumique de la liqueur dalimentation est mesur laide de dbitmtres inductifs et rgl suivant la consigne exige par la rgu-lation de ltat de la masse cuite (rgulation en cascade).

Le total des quantits de liqueur dalimen-tation mesures dtermine lapport de pied de cuite dont le dbit est proportionnel au dbit de la liqueur dalimentation.

Les pressions de vapeur de chauffe et des vapeurs sont rgles sparment pour les quatre compartiments. Ceci permet un service optimal ainsi quune coupure de chaque compartiment individuel du reste du systme afin deffectuer le lavage. Le dbit du VKT est rgl uniquement par la modification des valeurs de consigne de la pression de vapeur de chauffe.

Le niveau de masse cuite est mesur dans chaque compartiment et maintenu constant moyennant la rgulation de son coulement travers les vannes masse

Schma de rgula-

tion dun VKT pour

sucre blanc

cuite situes dans les conduits de passage de masse cuite et, dans le compartiment 4, moyennant la vitesse de la pompe masse cuite.

Concept de rgulation dun VKT pour sucre roux ou pour le bas produitLes compartiments 1 3 dun VKT pour sucre roux ou pour bas produit tant moins sensibles lencrassement, ils sont dots dun conduit de dbordement de masse cuite situ lextrieur. Les rgulations de niveau ne sont alors pas ncessaires.

Etant donn que dans le cas dun VKT pour bas produit la puret influe beaucoup sur llvation du point dbullition, il est galement possible demployer une mesure de temprature pour dterminer ltat de la masse cuite. Ceci est soumis la prsence dun vide stable et rgl avec prcision ainsi qu une puret constante de la liqueur dalimentation.

NettoyageUn appareil cuire continu doit tre dis-ponible pendant toute la campagne sans quil soit ncessaire darrter linstallation complte. Il est connu que, surtout dans le cas de masses cuites de puret leve, les incrustations ne peuvent jamais tre compltement vites.

Un coup doeil dans

un compartiment

de VKT

Vapeurs de cristallisation

Liqueur dalimentation

Vapeur de chauffe

Masse cuite

Pied de cuite

7De nombreuses mesures constructives ont t mises au point pour viter la formation dincrustations, comme par exemple le revtement des parois en contact avec la masse cuite par des membranes de tles minces en acier inoxydable dans les appareils travaillant les produits de puret leve. Les membranes vibrent lgrement, repoussant ainsi les incrustations naissantes. Pour le net-toyage des compartiments de cristallisation, il faut un systme qui permette de raliser le nettoyage sans interrompre le processus de cristallisation.

Le mode de construction verticale du VKT rpond de manire idale cette exigence. Comme il est possible de by-passer un compartiment, celui-ci peut tre spar du processus des fins de nettoyage tandis que les autres restent en service.

VKT pour bas

produit

Le VKT est ainsi disponible pendant toute la campagne, mme dans le cas de produits dune puret de masse cuite suprieure 94%. Le temps de fonctionnement dun VKT 4 compartiments entre deux arrts pour lavage est de 15 20 jours pour les appareils de sucre blanc, de 20 30 jours pour ceux de sucre roux et de 45 60 jours pour ceux de bas produits.

Processus de lavage

en reprsentation

schmatique

8Avantages et caractristiques : Utilisation convenant pour toutes les tapes de cristallisation en sucrerie de betteraves et de cannes et en raffinerie

Circulation optimale de la masse cuite grce des agitateurs mcaniques dans des chaudires cylindriques verticales agitateur se basant sur le principe de construction bien prouv des appareils cuire discontinus

Marche rgulire grce lalimentation et lvacuation continues des flux mas-siques

Adaptation optimale des compartiments de cristallisation individuels et des agita-teurs aux diffrents stades du proces-sus

Fonctionnement sans problme et contrle ais du processus grce la rgulation de maintien

Teneur en cristaux leve, donc rende-ment lev

Faible sensibilit lencrassement grce au savoir-faire appliqu ltude et la construction des compartiments de cristallisation, de longues priodes de marche entre deux arrts pour lavage, mme dans le cas de produits de puret leve

Disponibilit permanente de la VKT pen-dant toute la campagne grce au concept de nettoyage spcial

Utilisation de vapeur de chauffe faible tension

Possibilit de raliser des configurations de circuits conomiques en nergie, comme par exemple lvaporation avec double utilisation des vapeurs et la com-pression des vapeurs dans latelier de cristallisation

Aucune difficult lors de la mise en ser-vice et mise hors service

Adaptation rapide et aise de la capacit de traitement aux variations des condi-tions de service dans lusine

Les arrts prolongs nexigent pas la vidange de la masse cuite des comparti-ments, mme sil sagit de masses cuites de puret leve

Augmentation de capacit facile grce la possibilit de rajouter un compartiment de cristallisation

Implantation lintrieur et lextrieur du btiment, faible encombrement au sol

Pose sur des fondations ne ncessitant pas de structure mtallique

Cristallisation avec vaporation avec

double utilisation des vapeurs

Concepts nergtiques modernes avec un VKTGrce la construction spciale des com-partiments du VKT, au niveau bas de la masse cuite au-dessus du faisceau et lutilisation dagitateurs mcaniques dans chaque compartiment de cristallisation, il est possible de faire travailler le VKT sans problme une diffrence de temprature trs faible entre la vapeur de chauffe et la masse cuite et des pressions de vapeur de chauffe trs infrieures 1 bar. Il existe ainsi de nombreuses possibilits pour la ra-lisation de circuits conomiques en nergie grce lutilisation optimale du VKT. Parmi ces possibilits, lvaporation avec double utilisation des vapeurs dans la cristallisation qui permet de rduire la consommation de vapeur dans latelier de cristallisation, et donc dans lusine entire, de 3 4% sur betterave. Le principe de lvaporation avec double utilisation des vapeurs consiste utiliser une partie des vapeurs de cristalli-sation, par exemple pour le chauffage dun VKT pour sucre blanc, donc dconomiser la vapeur de chauffe du poste dvaporation quon aurait d utiliser normalement pour cette opration. Lorsque la condensation est adapte de manire optimale, il reste assez de chaleur pour le rchauffement du jus brut qui se fait habituellement avec une partie des vapeurs de cristallisation.

Tailles de construction standard des appareils cuire continu (VKT)Diamtre mm 3.200 3.600 4.000 4.400 4.800 5.200 5.600 6.000Volume utile (env.) m3 62,1 79,7 101 124 150 178 208 243Surface de chauffe

m2 772 988 1.276 1.540 1.872 2.184 2.544 2.980

0,95 bar

1,09 bar

1,43 barVKT bas produit

VKT sucre roux

0,10 bar

0,20 barCondenseur

0,09

0,18

0,29 bar

VKT sucre blanc

0,16 0,16

Lutilisation conomique de compresseurs de vapeurs mcaniques pour comprimer les vapeurs de cristallisation est galement possible lorsque lusine travaille avec un VKT et de la vapeur de chauffe faible tension. La cristallisation avec des appareils cuire con-ventionnels, qui ont besoin dune pression de vapeur de chauffe leve, exige lutilisation dun compresseur de vapeurs ayant un rap-port de compression important de 6:1 avec, par consquent, une consommation de cou-rant lectrique galement leve. Le travail avec un VKT en revanche, qui ne demande quune vapeur de chauffe et des vapeurs de cristallisation de faible tension, soit 0,71 et 0,24 bar respectivement, un rapport de compression de 3 : 1 2,5 : 1 est suffisant, ce qui se traduit par un compresseur moins coteux.

Surtout en raffinerie, les vapeurs peuvent tre soumises une thermocompression. Les vapeurs de cristallisation des appareils cuire discontinus sont comprimes laide dun thermocompresseur qui porte leur pres-sion de 0,2 bars 0,3 bar environ.

Pour ce faire, la vapeur dchappement des turbognrateurs de 3,0 bars peut tre utilise comme vapeur motrice. Les vapeurs comprimes servent de vapeur de chauffe pour un VKT de BMA pour sucre raffin qui fonctionne avec une pression de vapeurs de 0,1 bar.

Fonctionnement combin dun VKT et

dappareils cuire discontinus avec

compression des vapeurs

Vapeur dappoint (atelier des vaporateurs)

Refroi-dis-seur

Laveur des vapeurs

0,231 2 3 4 5

Compres-seur des vapeurs

0,73 100 %49 % 23 % 13 % 10 % 5 %

0,24

Condensation

0,24 0,24

0,71 0,71 0,71 0,71 0,71

1 VKT sucre blanc2 VKT sucre roux3 Appareil cuire pour pied de cuite4 VKT bas produit5 Appareil cuire pour pied de cuite pour sucre roux et bas produit

Evaporation avec double

utilisation des vapeurs :

un concept nergtique

moderne

10

La cristallisation, et donc lpuisement de leau mre dans le bas produit, est ralise en deux tapes conscutives.

La premire tape est la cristallisation par vaporation o une rduction de la puret de leau mre denviron 15 points est obtenue et o sont produits environ 85 % de la masse cristalline du bas produit. Ensuite, la masse cuite de bas produit est refroidie tout en maintenant un rapport non sucre/eau le plus constant possible.

Lobjectif est dextraire un maximum de saccharose de leau mre en poursuivant le grossissement des cristaux dj existants. Etant donn quil sagit de la dernire tape dpuisement de la masse cuite dans le pro-cessus de la fabrication du sucre, la cristalli-sation par vaporation revt une importance particulire, car des fausses manoeuvres dans la gestion du processus se traduisent immanquablement par des pertes de sucre dans la mlasse.

Le processus de cristallisation par refroi-dissement doit tre optimis selon les para-mtres choisis. La vitesse de cristallisation laquelle le saccharose peut se sparer de leau mre dpend surtout de la sursatura-tion et de la temprature de leau mre. La masse de saccharose cristallise par unit de temps est toutefois rsultat du produit de la surface des cristaux et de la vitesse de croissance des cristaux. La surface des cristaux est dtermine par le contenu en cristaux et la taille des cristaux.

Le contenu en cristaux est limit par la vis-cosit maximale possible ; la granulomtrie a une influence dcisive sur le travail des centrifugeuses. Lpuisement pouvant tre atteint en absolu temprature finale gale dpend des conditions spcifiques de saturation. Il augmente avec laugmentation du rapport non sucre/eau et avec la baisse de la sursaturation rsiduelle. En pratique, il faut cependant sattendre plutt des sur-saturations rsiduelles croissantes lorsque les rapports de non sucre/eau augmentent, sauf si lon augmente en mme temps le temps de sjour.

Lexprience acquise dans des ateliers de bas produit modernes et des recherches faites par la Chaire pour la technologie des hydrates de carbones lInstitut de chimie technique de lUniversit Technique de Braunschweig (Institut Sucrier) ont montr quen sucrerie betteravire, la plage de processus optimale prsente un rapport non sucre/eau de 3,8 4,0. Mais dans ces conditions, les viscosits augmentent tel point quil est judicieux de contrler tous les quipements de latelier.

La courbe de temprature, le temps de sjour et la dispersion du temps de sjour sont des paramtres sur lesquels on peut influer par la conception du matriel. La vitesse de la diminution de temprature de la masse cuite doit tre adapte la vitesse de croissance des cristaux. Sinon, il y a risque dune augmentation trop forte de la sursaturation de leau mre ce qui entrane-rait la formation de grains fins. En pratique, la valeur de la vitesse de refroidissement caractrisant le bon dimensionnement de matriel est denviron 1 K/h.

Types de constructionLors du dveloppement de ses cristalliseurs refroidisseurs pour des masses cuites de bas produit, BMA a pris en compte tous les fondements thoriques dcrits ci-dessus et a mis au point des cristalliseurs permettant de refroidir sans problme des masse cuites viscosit leve jusqu une temprature finale de 40C, mme si le ratio non sucre/eau est de 4. Les cristalliseurs refroidis-seurs BMA sont utiliss avec succs tant en sucrerie de betteraves quen sucrerie de cannes. Aujourdhui, les cristalliseurs refroi-disseurs BMA sont raliss exclusivement en construction verticale.

La srie des photos

montre le mouvement

vertical des tubes deau de

refroidissement la

surface de la masse

cuite avant le refroidis-

sement (niveau abaiss)

Cristalliseur refroidisseur vertical avec faisceau

tubulaire de refroidissement oscillant

11

Cristalliseur

refroidisseur dun

volume net

de 600 m3

Le succs de ce cristalliseur refroidisseur est d au principe de conception suivant : Le systme de refroidissement est constitu dlments-blocs de refroidissement standar-diss, dans lesquels leau de refroidissement coule en guidage forc en contre-courant la masse cuite. Lensemble du systme de refroidissement oscille sur 1m dans le sens vertical. Ceci, combin la disposition symtrique des tubes de refroidissement, assure une dispersion du temps de sjour et un refroidissement optimaux de la masse cuite. La vitesse de levage du systme de refroidissement est variable en deux tapes. Lentranement est assur par six vrins hydrauliques, rpartis de manire symtrique sur le couvercle du cristalliseur refroidisseur. Il est possible de grouper les lments-blocs de refroidissement moiti-moiti en deux groupes qui sont connectables et dconnectables sparment. Dans ce type de construction, la masse cuite avance toujours de haut en bas. La masse cuite alimente est rpartie uniformment sur toute la section du cristalliseur grce un rpartiteur en rotation lente. Ct masse cuite, le cristalliseur refroidisseur na ni roulement ou palier lisse, ni presse-toupe. Leau de refroidissement peut tre refroidie de nouveau dans une installation de refroi-dissement installe part. Mais il y a aussi la possibilit de raliser ce refroidissement de leau dans un refroidisseur air, mont sur le systme de levage et dcrivant avec celui-ci les mouvements doscillation. Dans ce cas, le circuit deau secondaire complet peut tre supprim.

Avantages et caractristiques : Rendement lev grce la dispersion du temps de sjour dfinie

Excellent effet dautonettoyage sur les surfaces de refroidissement oscillantes

Utilisation sans problme mme dans le cas de masses cuites viscosit leve

Possibilit de raliser des units trs grandes; actuellement jusqu 1000 t de

contenu net et 1200 m2 de surface de refroidissement

Faible encombrement au sol grce la ralisation verticale, installation mme lextrieur, donc pas de cots de btiment Bon transfert de chaleur entre la masse cuite et le fluide de refroidissement assur par le mouvement relatif rgulier de la masse cuite sur les tubes de refroi-dissement.

Possibilit de raliser une surface de refroidissement spcifique leve

Vrins hydrauliques assurant seuls len-tranement du systme de refroidisse-ment oscillant

Utilisation de pompes hydrauliques engrenage intrieur silencieuses ren-dement lev et usure rduite

Protection de linstallation par une sou-pape de limitation de pression hydrauli-que, donc surcharge impossible

Puissance dentranement spcifique rduite

Tailles standard des cristalliseurs refroidisseurs avec tubes de refroidissement oscillantsVolume utile m3 220 300 340 400 467 533 600 667Hauteur cylindrique m 15,5 19,5 21,5 24,7 27,5 30,1 33,5 36,4Surface de refroidissement min. m2 406 406 580 580 638 754 870 870Surface de refroidissement max. m2 406 580 638 754 870 986 1.102 1.218

Entre masse cuite

Entre eau de refroi-dissement

Sortie eau de refroi-dissement

Sortie masse cuite

12

Les pompes masse cuite BMA sont parfaitement appropries pour refouler des masses cuites de viscosit leve. Des vitesses maxi allant jusqu 40 tr/min permettent de raliser des pressions de refoulement allant jusqu` 10 bars. Grce ces faibles vitesses, lusure des pompes est minime. BMA construit les types suivants :

Type Dbit m3/hF 150 1 - 10F 350 5 - 25F 500 25 - 40F 800 30 - 65F 1000 65 - 100

Cristalliseur refroidisseur

vertical avec faisceau

tubulaire de refroidisse-

ment oscillant

Pompes masse cuite

Pompe masse

cuite F 1000 F

Avantages et caractristiques : Scurit de fonctionnement trs leve Dbit lev basse vitesse de piston Garniture mcanique sans fuites Espace libre entre la garniture dtan-chit et le carter du roulement emp-chant des dommages de roulement et facilitant le contrle

Mode de construction permettant un entretien facile

Faible perte de charge grce aux tubulu-res largement dimensionnes

Refoulement fiable de masses cuites de viscosit leve

Bonne accessibilit des lments cons-tructifs des pompes grce au logement du piston rotatif en porte--faux

Bon rapport prix/performance

Braunschweigische Maschinenbauanstalt AGPostfach 32 25D-38022 BraunschweigAllemagneTlphone +49 531 804-0Fax +49 531 804-216www.bma-de.comsales@bma-de.com

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