Les principaux composants du tartre sont les sels de calcium, les silicates et parfois du charbon de sucre. D’autres composants inorganiques de la calamine sont de moindre importance ou se limitent à des cas particuliers. Outre l’influence de la composition chimique, l’élimination du tartre est aussi déterminée par sa structure. Une calamine composée de couches est souvent plus difficile à enlever et peut nécessiter un traitement chimique répété. Figure : Une calamine formée de plusieurs couches.

L’oxalate de calcium survient dans les usines de production de sucre de betterave et de canne et il est produit dans les cultures par diverses réactions à partir de substances précurseurs.

Il reste toujours le principal composant du tartre dans l’industrie sucrière et il limite le temps de fonctionnement si le jus n’est pas traité. Les dépôts contenant de l’oxalate de calcium présentent une grande variété de couleurs et de structures, dont des exemples sont présentés dans les figures 3 et 4.

L’oxalate de calcium n’est pas soluble dans des solutions de nettoyage alcalines ou acides, c’est pour cela que le nettoyage doit se faire dans deux étapes. Lors de la première étape alcaline, l’oxalate est transformé en carbonate de calcium par du carbonate de sodium, qui est ajouté en excès à la solution de nettoyage alcaline.

Le phosphate de calcium est le composé le plus important qui se produit dans les usines de production de sucre de canne dans la phase initiale et qui limite leur temps de fonctionnement. Il peut être éliminé par un nettoyage acide avec de l’acide formique ou chlorhydrique inhibé. La majeure partie du phosphate de calcium pénètre dans l’évaporateur sous forme de particules et non d’ions dissouts. Les dépôts contenant du phosphate de calcium présentent souvent une structure moins dense mais épaisse (fig. 5) et une couleur foncée, ce qui indique qu’ils proviennent de particules de boue et non de la cristallisation d’ions.

La prévention la plus efficace consiste donc à optimiser le processus d’épuration du jus, notamment lors de la sédimentation et de la filtration. Les dépôts de phosphate de calcium qui se forment plus tard par cristallisation peuvent être évités grâce à l’utilisation d’antitartre à base de polyacrylate.

L’aconitate de calcium est l’un des types de dépôts les plus répandus en Amérique du Sud (fig. 6), en particulier au Brésil et en Uruguay. Dans ces pays, si le jus n’est pas traité, il peut entraîner des interruptions de service importantes avec conséquences tardives.

Alors que les dépôts d’aconitate de calcium sont très difficiles à éliminer mécaniquement, ils sont faciles à enlever chimiquement (avec de l’acide formique et un inhibiteur). La formation d’aconitate de calcium peut être empêchée en utilisant des antitartres à base de polyacrylate

Au cours des dernières années, les <em>premiers effets</em> d’un tartre jusqu’alors inconnu a été trouvé dans certaines sucreries de betteraves. Outre un peu de charbon de sucre, il contient principalement du saccharate de calcium (fig. 7). L’origine de ces dépôts n’est pas encore claire, mais il semblerait que des composés dans le jus (qui provoquent la formation passagère d’un compartiment gélatineux dans le jus) pourraient produire ce type de dépôts en séparant le calcium et le sucre du flux principal du jus. Étant donné que le tartre peut être éliminé par alcalinisation du jus sans arrêt pour le nettoyage et qu’il persiste une incertitude concernant sa formation, aucune mesure de prévention n’a été tentée jusqu’à présent.

Les silicates sont rencontrés dans les sucreries de betterave et de canne. Alors que dans l’industrie du sucre de canne les silicates proviennent de la canne à sucre, la principale source de silicates dans l’industrie du sucre de betterave est le calcaire. Dans la calamine, le silicate n’est généralement pas présent sous forme de simple silicate monomère. Les silicates de la calamine ont des structures polymères complexes et se présentent souvent sous forme de silicates d’aluminium, de magnésium et/ou de calcium, en particulier dans les sucreries de betterave. 

• Prevention: The silicate content increases with decreasing pH at the point of use, therefore: do not use fresh milk of lime for second carbonation.
• Prevention for cane sugar factories: Use of polyacrylate-based antiscalant

Le charbon de sucre et le sucre caramélisé sont produits lorsque le sucre est brûlé sur des surfaces très chaudes. Cela se produit souvent sous la forme d’un accident lors d’une coupure de courant ou d’une autre panne inopinée. Ce type d’incrustation a tendance à augmenter, principalement parce que le risque d’accident augmente avec la durée de la campagne. Un nombre croissant d’usines signalent des pannes causées par des problèmes internes et externes au niveau des réseaux électriques. Par ailleurs, le succès des évaporateurs à film tombant et à plaques dans l’industrie sucrière a augmenté le risque de ce type de calamine, car ces types d’évaporateur sont plus sensibles à la formation de charbon de sucre en cas de panne (fig. 8).

Si les tuyaux ou l’espace entre les plaques ne sont pas complètement obstrués, le charbon de sucre peut être enlevé avec une solution alcaline contenant un agent de suspension et un agent mouillant. L’agent de suspension est important, car la solution élimine souvent le tartre de la surface, mais ne le dissout pas à 100 %. Les évaporateurs modernes disposent d’un système de secours pour l’alimentation en eau en cas de panne, afin d’éviter la formation de charbon de sucre. Dans les cas où le sucre caramélise pendant le fonctionnement standard de l’évaporateur, une optimisation de la distribution de jus du système de distribution de jus peut constituer un début de solution.

Les antitartes utilisés dans le jus de sucre sont à base de polyacrylate, dont l’emploi est soumis à des réglementations nationales et internationales. Un antitartre à base de polyacrylate empêche la formation de tartre par la stabilisation de petits microcristaux de sels de calcium encore invisibles qui se forment lors de l’évaporation et de la concentration du jus. En l’absence d’antitartre, les microcristaux croissent, s’agglomèrent et forment ainsi le tartre. L’antitartre peut fixer l’une des extrémités de sa chaîne moléculaire à la surface des microcristaux et empêcher la poursuite de leur croissance. Les microcristaux restent stables dans le jus, si bien que, d’un point de vue technique, ils se comportent comme s’ils étaient encore dissous.