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Zuckergewinnung

Ab September steht die Ernte an. Die Zuckerrüben kommen in die Fabriken. Die Zuckerfabriken waschen den Zucker mit heißem Wasser aus der Rübe heraus und kristallisieren ihn aus. Die Zeit ab der Ernte nennt man auch Rübenkampagne. Sie dauert bis ungefähr Mitte Januar.

Ist das jetzt Industriezucker?

Industriezucker wird manchmal als anderer Begriff für Haushaltszucker genutzt. Also für den ganz normalen Zucker, den es im Supermarkt gibt. Zwar kommt der aus einer Zuckerfabrik (und vielleicht wird er deshalb „Industriezucker“ genannt), dennoch ist Haushaltszucker ein Produkt aus der Natur.

Die Zuckerrübe selbst macht den Zucker

Hierzulande entsteht Zucker direkt in der Zuckerrübe auf dem Feld. Die Rübe bildet ihn aus Wasser, CO2 und Sonnenenergie und speichert ihn. In der Zuckerfabrik wird der Zucker mit heißem Wasser aus der Rübe herausgelöst und auskristallisiert. So landet er in der Zuckerpackung. Er wird dabei weder chemisch verändert noch enthält er andere Stoffe.

Bei Zucker handelt es sich also um ein Produkt direkt aus der Natur. In Ländern mit gemäßigtem Klima – vor allem in Europa, den Vereinigten Staaten aber auch in China und Japan – wird Zucker aus Zuckerrüben gewonnen.  Die Zuckerfabriken verarbeiten Zuckerrüben ausschließlich im Herbst und Winter. Denn die Rübe ist eine Sommerfrucht, sie wird im Frühjahr gepflanzt und braucht ungefähr 7 Monate zum Wachsen. Durch Fotosynthese wandelt sie Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid in Zucker um und speichert ihn. Die Zuckerrübe ist dann im Schnitt 700-1000 Gramm schwer und enthält rund 17-19 Prozent Zucker. Aus rund 7 Zuckerrüben wird am Ende 1 kg Zucker.

Mehr zur Zuckerrübe gibt’s übrigens hier: Die Zuckerrübe

Wie kommt der Zucker aus der Rübe?

Man nennt die Zeit der Rübenverarbeitung und Zuckergewinnung auch „Kampagne“. In dieser Zeit wird 24 Stunden täglich und an sieben Tagen in der Woche in der Zuckerfabrik gearbeitet. Eine rasche Weiterverarbeitung der geernteten Zuckerrüben ist wichtig, denn sie sind nur begrenzt lagerfähig und verbrauchen nach der Ernte kontinuierlich einen Teil des gespeicherten Zuckers für ihren Stoffwechsel.

Bei der Gewinnung von Zucker handelt es sich um einen Vorgang, in dessen Verlauf der in den Pflanzenzellen der Rübe vorhandene Zucker von den übrigen Pflanzenbestandteilen durch Extraktion getrennt und anschließend auskristallisiert wird. Der auf diese Weise herausgelöste Zucker (die Saccharose) wird weder chemisch verändert noch enthält er andere Stoffe.

Die Schritte im einzelnen

Wenn die Rüben nach der Ernte in der Fabrik ankommen, werden sie im ersten Schritt gewaschen – die abgewaschene Erde wird wieder zurück auf das Feld gebracht. Die gereinigten Rüben werden in Schneidemaschinen von rotierenden Messern zu dünnen Rübenschnitzeln zerkleinert (Schnitzelmaische). Sie sind 3 bis 4 cm lang und 2 bis 3 mm dünn.

Von der Reinigung zu Rübenschnitzeln
Hof mit gelagerten Zuckerrüben
Auf dem Rübenhof vor der Fabrik werden Zuckerrüben zwischengelagert, bis sie weiterverarbeitet werden.
Rübenwäsche
Bevor es in die Fabrik geht, werden Rüben gewaschen.

Die Rübenschnitzel werden auf Förderbändern zu ca. 20 m hohen Extraktionstürmen geleitet. Dort bewegen sich die Schnitzel von unten nach oben, während von oben im Gegenstrom 70° C heißes Wasser an den Schnitzeln vorbeifließt. Durch die Hitze des Wassers öffnen sich die Zellwände der Schnitzel und die enthaltenen Zuckermoleküle treten ins Wasser über. Dieses Verfahren wird auch Gegenstromextraktion genannt. Am unteren Ende des Extraktionsturmes wird der sogenannte „Rohsaft“ abgepumpt. Er hat eine graue bis schwarze Farbe und einen Zuckeranteil von 13 – 15 Prozent.

Die entzuckerten Rübenschnitzel werden auch weitergenutzt. Und zwar als Futtermittel, etwa für Rinder.

Rübenschnitzel auf Weg in Extraktionsturm
Kleingeschnittene Rüben (Schnitzel) auf dem Weg in den Extraktionsturm.
Extraktionsturm Wasser löst Zucker
Im Extraktionsturm wird mit heißem Wasser der Zucker aus den Rübenschnitzeln gelöst.
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Der Rohsaft enthält neben dem Zucker auch verschiedene organische und anorganische Bestandteile der Rübe. Diese Nichtzuckerstoffe werden mit Hilfe von zugesetzter Kalkmilch und Kohlensäure gebunden und ausgeschieden. Zurück bleibt eine klare, hellgelbe Flüssigkeit – der Dünnsaft. Das übrigbleibende Kalkgemisch nennt sich Carbokalk – er wird abgepresst und als Kalk-Düngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt. Welche Produkte sonst durch die Verarbeitung von Zuckerrüben entstehen, erfahren Sie hier.

Filteranlage Rohsaft
Unter diesen Hauben wird der Rohsaft mit Kalk gereinigt, sodass klarer süßer Dünnsaft entsteht.
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In der Verdampfstation wird dem Dünnsaft in mehreren hintereinander geschalteten Verdampfungsapparaturen solange Wasser entzogen, bis er als dickflüssiger Sirup einen Zuckergehalt von 65 – 70 Prozent hat. Die Verdampfungsapparate sind so miteinander verbunden, dass der dabei entstehende Dampf stets die nächste Stufe heizt. So ist eine optimale Energieausnutzung gewährleistet.

Der gewonnene goldbraune Dicksaft wird in der Kochstation weiter eingedampft. Dies geschieht unter vermindertem Druck, da das Wasser dann bereits zwischen 65° und 80° C verdampft und der Zucker bei dieser schonenden Methode nicht karamellisiert. Bei einem bestimmten Verhältnis von Wasser zu Zucker wird die Kristallbildung häufig durch Zugabe von so genannten Impfkristallen in Form feinsten Zuckers angeregt. Dabei entsteht ein dickflüssiger Brei, der Füllmasse genannt wird.

Der Kristallbrei wird zum Abkühlen in Maischen abgelassen. Rührwerke halten den Brei dabei ständig in Bewegung, die Zuckerkristalle wachsen in dieser Zeit weiter.

Kochstation Zucker
So sieht die Kochstation von außen aus.
Zuckerkristalle in Kochstation
Wenn der Zuckersaft dickflüssig ist, bilden sich irgendwann Zuckerkristalle.

In hochtourigen Zentrifugen werden die Zuckerkristalle vom zähflüssigen Sirup durch Abschleudern getrennt. Dabei bleiben die Zuckerkristalle in einem Sieb hängen, während der Zuckersirup abfließt. Zum Schluss befreit Wasserdampf die Zuckerkristalle vom restlichen Sirup; so erhält man weißen Zucker.

Löst man diesen weißen Zucker erneut auf und lässt ihn nochmals kristallisieren, entsteht ein besonders reiner und hochwertiger Zucker – die Raffinade.

Der fertige Zucker wird getrocknet, gekühlt und auf Förderbändern in große Silos transportiert.

Der abgeschleuderte Sirup kommt wieder in die Kochstation zum Auskristallisieren. Dieser Vorgang wird insgesamt zweimal wiederholt.

Der dunkelbraune, zähflüssige Sirup, der nach der letzten Kristallisation zurückbleibt, wird Melasse genannt. Melasse enthält noch ca. 50 Prozent Zucker, der aber mit herkömmlichen Methoden nicht mehr auskristallisiert werden kann. Melasse wird überwiegend für die Viehfütterung verwendet, aber auch als Rohstoff in der Hefeindustrie, der Alkoholherstellung, der pharmazeutischen Industrie und der Biotechnologie eingesetzt.

Zentrifuge löst Zuckerkristalle von Sirup
Durch das Schleudern erhält man den weißen Zucker, den wir aus dem Supermarkt kennen.
Würfelzucker auf Band
Anschließend wird der Zucker zum Beispiel zu Würfelzucker.
Abpacken von Zuckerpaketen
Der Zucker wird zum Beispiel in 1-kg-Pakete für den Supermarkt verpackt.

Die Zuckerproduktion ist in der Regel im Januar vorbei. Doch was passiert dann eigentlich noch in einer Zuckerfabrik? Sehr viel. Unter anderem ist es dann Zeit für Instandhaltung oder die Modernisierung von Anlagen.

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Wie kommt der Zucker aus der Rübe: Ein Erklärfilm

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