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Zucker

Die Trocknung und Kühlung von Zucker ist eine der Spezialanwendungen, bei denen Ingetecsa einen guten Ruf genießt. Unsere erste Referenz für Zuckertrockner reicht bis zum Anfang des vergangenen Jahrhunderts zurück.

Es hat angefangen, als wir die ersten Trommeltrockner für Rübenschnitzel geliefert haben. Wenig später haben wir den ersten Trockner für Kristallzucker, einen Trommeltrockner, installiert. Im Laufe der Zeit haben wir jahrzehntelang Erfahrungen mit Zuckerrohr und Zuckerrüben gesammelt, wovon unsere Kunden und wir noch immer profitieren.

Sugar cubes
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Prozessübersicht

Tafelzucker kann aus zwei Quellen stammen: aus Zuckerrüben oder aus Zuckerrohr. Die Grundlage ist Sucrose (Saccharose). Unabhängig vom Rohstoff sind beide Prozesse im Prinzip fast identisch.

Nach der Reinigung und Sortierung des Rohmaterials wird die Saccharose durch Kochen der Zuckerrüben bzw. durch Pressen des Zuckerrohrs extrahiert. Dabei entstehen zwei unterschiedliche Ströme: der Zuckersaft und der Strom aus Zuckerrohrfasern bzw. Rübenschnitzeln, je nach Quelle.

ZUCKERSAFT

Der Zuckersaft, der reich an Saccharose ist, wird weiter raffiniert und gereinigt. Darauf folgen die Schritte Kristallisation und Zentrifugieren. Die entwässerten Kristalle aus der Zentrifuge müssen getrocknet und gekühlt werden. Nach der Kühlung folgen Verpackung, Lagerung und Transport.

Zuckerrohrfasern

Sowohl die Trocknung als auch die Kühlung sind wichtige Prozessschritte, die das gewünschte Aussehen, die Funktion und die Fließfähigkeit des endgültigen Zuckerkristalls bestimmen. Hier liegt der Grund, warum diesen Prozessschritten so viel Aufmerksamkeit zuteilwird.

ANFORDERUNGEN AN ZUCKERKRISTALLE

Von größter Bedeutung beim Trocknen und Kühlen ist das Vermeiden von Wassereinschlüssen im Kristall. Wichtig ist des Weiteren das Erreichen von kristalliner Brillanz und eines glänzenden Aussehens.
Schließlich müssen die Kristalle sorgfältig behandelt werden, um ihre Kanten nicht durch mechanische Einwirkungen zu beschädigen.

DREHTROMMEL

Zur Trocknung der Zuckerkristalle kommt eine Gegenstrom-Drehtrommel zum Einsatz.

Am häufigsten wird für den Trocknungsschritt die Drehtrommel verwendet. Gegenstromtrocknung eignet sich am besten für eine kontrollierte Verdampfungsgeschwindigkeit und damit zum Vermeiden von Wassereinschlüssen. Die Drehtrommel schafft ideale Bedingungen für diesen Prozessschritt: Sie lässt die Zuckerkristalle langsam trocknen, während der an der Kristalloberfläche haftende Sirup auskristallisiert. Dieser Prozessschritt braucht Zeit. Tatsächlich findet der letzte Schritt der Kristallisationsphase im Kühler, nicht im Trockner statt.

Hier erfahren Sie mehr über unseren Drehtrommeltrockner als Trocknungstechnologie.

 

Inside the rotary drum dryer where the wet feed comes in

Einspeisepunkt der feuchten Zuckerkristalle in den Trockner.

 

Typische vereinfachte Flussdiagramme der Zuckerverarbeitung.

Vorteile des Trommeltrockners

Eine Drehtrommel als Zuckertrockner bietet mechanisch wie prozesstechnisch einige Vorteile:

≡  Ein robuster und unkomplizierter Prozess
≡  Kein klebriges Verhalten
≡  Effiziente Energienutzung
≡  In Edelstahl erhältlich
≡  Ideal für Schüttgutströme mit Schwankungen im Ausgangsmaterial

 

Wechsel der Technologie

Seit langem ist es üblich, nach dem Trommeltrockner einen Trommelkühler einzusetzen. Auch der Kühler arbeitet aus den gleichen Gründen wie der Trockner im Gegenstromverfahren: Es bietet die besten kontrollierbaren Prozessbedingungen für die Zuckerkristalle.

Während der Trommeltrockner zweifelsohne immer noch die bevorzugte Technik für den Trocknungsschritt ist, wurden Bedenken mit Blick auf den Trommelkühler laut.

Mit der Zeit wurden die Anforderungen an den endgültigen Kristall immer strenger. Das Trocknen und Kühlen in Drehtrommeln wurde zur ungünstigeren Technologie, denn man kam zu dem Schluss:

„Im Trommelkühler können die
Kristalle zu stark erodieren“.

Im Wirbelschichtkühler erodieren die Kristalle weniger. Das führt zu einem glänzenderen, brillanteren Kristall, gleichzeitig wird Grus aus dem Prozess abgeschieden.

Zuckerkristall in Makroaufnahme.

Es musste eine andere Technologie gefunden werden, die dieses Problem behebt.

In enger Zusammenarbeit mit Zuckerherstellern konnte Ingetecsa zeigen, dass die optimale prozesstechnische Anordnung eine Kombination aus einer Drehtrommel und einer statischen Wirbelschichttechnologie ist. Das Ergebnis war ein Zuckerkristall, der die strengsten aktuellen Anforderungen erfüllt im Hinblick auf:

≡  Kristallbrillanz
≡  Glänzendes Aussehen der Kristalle
≡  Minimale Partikelschäden

Die Kombination des Drehtrommeltrockners mit dem Wirbelschichtkühler bietet das Beste aus beiden Welten: eine energieeffiziente, zuverlässige Anlage, flexibel mit variierenden Ausgangsstoffen einsetzbar und schonendes Polieren der Kristalle.

Example PFD of a rotary drum dryer with fluidised bed cooler for sugar processing

Beispiel für Flussdiagramm eines Trommeltrockners mit Wirbelschichtkühler.

 

 

 

Der statische Wirbelschichtkühler als Kühltechnologie, ideal für eine schonende Behandlung der Kristalle.

Zuckerrübenschnitzel, wo alles angefangen hat...

Vor über hundert Jahren hat Ingetecsa seinen ersten Trockner für Zuckerrüben-schnitzel geliefert. Auch heute sind Zuckerrübenschnitzel noch ein Produkt, das wir trocknen. Auch wenn sich am Konzept der Rübenschnitzeltrocknung nicht viel geändert hat, unsere Trocknungstechnologie hat sich erheblich verbessert.

Rotary drum dryer for sugar during installation

Drehtrommeltrockner bei der Installation.

 

Rübenschnitzel werden in großen Mengen produziert: 1 Tonne Zuckerrüben ergeben ca. 160-170 kg Zucker und 500 kg feuchte Rübenschnitzel (bzw. 210 kg gepresste Rübenschnitzel oder 50 kg dehydrierte Rübenschnitzel).

Bei der Zuckerherstellung werden die Rüben zunächst gereinigt, gesiebt, gewaschen und gemahlen, woraus mit Hilfe von heißem Wasser der Saft gewonnen wird. Der Saft wird dann ähnlich wie Zuckerrohrsatz verarbeitet.

Feuchte Rübenschnitzel.

Feuchte Rübenschnitzel

Die feuchten Zuckerrübenschnitzel enthalten 10-15 % Trockensubstanz. Mechanische Entwässerung der Nassschnitzel zur Entfernung des überschüssigen Wassers erhöht die Trockenmasse auf 24–27 %. Der hohe Wassergehalt und die hohe Temperatur des zur Zuckerextraktion verwendeten Wassers beeinträchtigen die Konservierung der feuchten Rübenschnitzel. Sie verderben schnell, in Gegenwart von Sauerstoff sogar noch schneller. Für eine längere Lagerung werden die gepressten Rübenschnitzel siliert. Das muss mit sorgfältiger Planung unter den richtigen Bedingungen erfolgen.

Der typische hohe Durchsatz in Kombination mit dem relativ geringen Wert macht den Transport von Rübenschnitzeln kostspielig. Gängige Praxis ist die Verarbeitung der Pressschnitzel vor Ort oder in Nähe der Zuckerfabrik (teilweise entnommen aus Legrand, 2015).

 

Trocknung von feuchten Rübenschnitzeln

Auch wenn die Silierung als eine etwas wirtschaftlichere Alternative erscheint, verlangt Silierung gutes Timing, saubere Arbeitsbedingungen und große Lagerflächen mit mehr Handling.
Deshalb ist die Trocknung nach wie vor die erste Wahl, weil sie Folgendes bietet:

≡  Lange Produkthaltbarkeit
≡  Sofortige Verarbeitung möglich
≡  Keine großen Zwischenlagerflächen notwendig
≡  Keine Gefahr des Verderbens
≡  Starke Volumenreduktion zwischen feuchtem und
trockenem Produkt

 

 

Ballenpressen von silierten Zuckerrübenschnitzeln

Ingetecsa Rotary Drum Dryer for sugar

Installation eines Trommeltrockners für Rübenschnitzel.

 

Die gepressten Schnitzel enthalten noch viel Wasser und 1–3 % Zucker. Die Trocknung der feuchten Rübenschnitzel bzw. Rübenfasern erfordert daher große Mengen an Energie. Bis zu umgerechnet 33 % des Energieverbrauchs einer Zuckerfabrik entfallen auf die Rübenschnitzeltrocknung.

Heiße Luft strömt in gleicher Richtung wie der Produktstrom durch den Trockner. Nachdem die feuchten Fasern in den Trockner eingeführt wurden, heben speziell konstruierte Hebeplatten das Produkt an. Während sich die Trommel dreht, lassen die Hebeplatten das Produkt kontinuierlich wie einen Vorhang in den heißen Gasstrom fallen. Das Produkt strömt dann in eine Sektion mit kreuzförmigen Kammern. Diese speziell geformten Innenplatten wirken wie Wärmetauscher. Sie ergeben ein sehr gleichmäßiges Endprodukt und vergrößern die Wärmeaustauschfläche erheblich. Nach der kreuzförmigen Sektion wird das Produkt getrocknet und aus dem Trockner ausgetragen. Die Abgase werden teilweise rezirkuliert, um den Energiebedarf erheblich zu senken.

Durch die Trocknung der Fasern entsteht ein rieselfähiges Endprodukt. Das getrocknete Produkt ist lagerfähig, sofern es richtig verpackt bzw. gelagert wird.

Da die Fasern der Zuckerrübenschnitzel lang sind, ist die Drehtrommel die ideale Technologie zum Trocknen. Viele andere Trocknungstechnologien sind für die langen Fasern weniger gut geeignet.

Nach dem Trocknen können die Rübenschnitzel pelletiert werden, um Futtermittelpellets herzustellen.

 

Lagerung von getrockneten Zuckerrübenschnitzeln.

Feuchte Bagasse (Zuckerrohrfasern)

Im Gegensatz zur Zuckerrübe wird Bagasse nicht als Futtermittel genutzt. Außerdem wird Bagasse nicht in einem speziellen Trockner getrocknet. Sie ist auch im feuchten Zustand stabil. Das macht die Lagerung wesentlich einfacher.

Bei der Zerkleinerung von 10 Tonnen Zuckerrohr fallen fast drei Tonnen feuchte Bagasse an. Dieses Nebenprodukt ist wegen seines hohen Feuchtigkeitsgehalts (typischerweise 40–50 %) nur schwer direkt als Brennstoff nutzbar. Der zerkleinerte Zuckerrohrrückstand wird vorzugsweise zunächst mechanisch entwässert. Nach diesem Pressschritt geht er als Brennstoffquelle zu Kraftwerken. Die erzeugte Wärme reicht zum Betrieb einer typischen Zuckermühle aus, und es bleibt sogar noch etwas Energie übrig.

In manchen tropischen Ländern wird die Bagasse zur Kompostierung oder zur Herstellung von Zellstoff, Papier und Pappe verwendet. Die Bagasse wird feucht gelagert, damit eventueller Restzucker und kurze Markfasern später einfacher entfernt werden können. Diese Fasern würden in der Papierherstellung nur stören.

 

Zerkleinertes Zuckerrohr.

Überholung und Wiederverwendung Ihrer Anlagen

Wir bei Ingetecsa sind überzeugt, dass bestehende Anlagen oft wiederverwendet werden können. Wir haben eine solide Erfolgsbilanz bei der Umrüstung von Maschinen für einen längeren Betrieb oder einen anderen Prozessablauf.

Möglicherweise können wir Ihren vorhandenen Zuckertrockner umbauen und einen statischen Wirbelschichtkühler hinzufügen. Der statische Wirbelschichtkühler sorgt dafür, dass die Nachtrocknungs- und Abkühlungsschritte mit minimaler mechanischer Einwirkung stattfinden.

Auf der Grundlage von Pilotprojekten, Referenzen und Know-how hilft Ihnen Ingetecsa, ein hochwertiges Produkt kostengünstig und mit hoher Verfügbarkeit herzustellen. Vollständig durch umfangreiche Garantien abgedeckt.

 

Sind Sie interessiert, wie wir Ihnen helfen können? Nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf. Unser erfahrenes Prozessteam freut sich darauf, Ihre Fragen zu besprechen.

Kontaktieren Sie uns – wir helfen Ihnen gern mit Ihrer Frage.

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