Nicht jede Ablagerung ist gleich
Mechanische und chemische Reinigungsverfahren für Fallfilmverdampfer im Vergleich
Welche Reinigung ist die richtige für Fallfilmverdampfer? Die Antwort hängt davon ab, welche Ablagerungen sich an welcher Stelle der Verdampferstation bilden. Untersuchungen von BMA zeigen deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Stufen – von weichen, leicht entfernbaren Schichten bis zu sehr harten, kompakten Belägen. Der Beitrag ordnet die wichtigsten mechanischen und chemischen Verfahren ein und vergleicht sie im Hinblick auf Reinigungsdauer, Wasser- und Chemikalienverbrauch sowie Betriebsdruck.
In Verdampfern und Saftwärmern der Zuckerindustrie bilden sich solche Ablagerungen auf den Rohrinnenflächen. Sie bestehen aus anorganischen und organischen Bestandteilen, verringern die Wärmeleitfähigkeit der Heizrohre und erhöhen dadurch den Wärmeübertragungswiderstand. Je stärker diese Beläge wachsen, desto deutlicher sinkt der Wärmedurchgangskoeffizient (HTC) – und damit die Saftverarbeitungsleistung der Verdampferanlage.
Zusammensetzung je nach Verdampferstufe
Die Zusammensetzung der Ablagerungen variiert je nach Position des Verdampfers innerhalb der Anlage und wird vor allem durch Safttemperatur und Saftkonzentration bestimmt. Australische Forscher haben beobachtet, dass sich Beläge insbesondere in der ersten und in der letzten Verdampferstufe schneller bilden, weil die dortigen Bedingungen ihre Entstehung begünstigen. Im Allgemeinen bestehen die Ablagerungen aus Phosphaten, Silikaten und organischen sauren Salzen.
Einige Länder stellen Rohzucker in einem einfachen Klärverfahren her, bei dem Kalksaccharat – hergestellt aus Kalkmilch und Sirup – oder Kalkmilch als Hauptklärungsmittel eingesetzt wird. In Ländern wie Indien und Kolumbien wird Plantagen-Weißzucker im Einfach- oder Doppel-Sulfitationsprozess hergestellt; auch hier kommt Kalkmilch im Klärungsprozess zum Einsatz. Der gekalkte Saft – bei Einfach- oder Doppel-Sulfitation – sowie der Sirup bei Doppel-Sulfitation werden anschließend mit SO₂-Gas gebleicht, um färbende Verbindungen zu reduzieren.
BMA-Analyse in einer indischen Zuckerfabrik
Wie unterschiedlich solche Ablagerungen zusammengesetzt sein können, zeigt eine Untersuchung von BMA in einer Plantagen-Weißzuckerfabrik in Indien. Die dortige Verdampferstation arbeitete ausschließlich mit Fallfilmverdampfern. Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung und Struktur der Ablagerungen in den einzelnen Verdampferstufen.
Die Analyse zeigt deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Verdampferstufen. In den ersten Stufen ist der Anteil an Calciumphosphat und schwefelbasierten Verbindungen besonders hoch; Calciumsulfat ist über alle Stufen hinweg vertreten. Silikate treten dagegen vor allem in den letzten Stufen verstärkt auf. Parallel dazu verändert sich auch die Struktur der Ablagerungen: Während die Beläge in den ersten Stufen noch weich und leicht zu entfernen sind, bilden sich in den späteren Stufen sehr harte, kompakte Schichten, die mechanisch nur schwer entfernt werden können.
Reinigung je nach Belag und Betriebsbedingungen
Um die Ablagerungen auf den Rohrinnenflächen zu entfernen, werden Verdampfer je nach Fabrik, Zuckerrohrqualität und eingesetztem Klärungsverfahren chemisch und/oder mechanisch gereinigt. Bei Fallfilmverdampfern muss dafür der obere Rohrboden zugänglich sein. Dies wird in der Regel durch Öffnen des Deckels und Herausnehmen des Saftverteilers erreicht. Optional kann eine Domerhöhung vorgesehen werden; in diesem Fall bleibt der Deckel geschlossen und der Saftverteiler kann im Dom verbleiben. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die unterschiedlichen Reinigungsverfahren.
Die Auswirkungen mechanischer und chemischer Reinigungsverfahren auf die Betriebsleistung und Wirtschaftlichkeit von Fallfilmverdampfern standen auch im Mittelpunkt der Präsentation von Dr. Omkar Thaval auf der diesjährigen Konferenz der Australian Society of Sugar Cane Technologists (ASSCT) vom 21. bis 24. April 2026 in Mackay, Australien. Die folgenden Fotos zeigen Eindrücke vom BMA-Stand auf der Konferenz.
