Wie wird Zucker aus Zuckerrüben hergestellt?
Zucker wird aus Pflanzen mit hohem Zuckergehalt gewonnen, wie der heimischen Zuckerrübe oder dem tropischen Zuckerrohr. In Österreich hat der Zuckerrübenanbau eine lange Tradition, und die Herstellung von Zucker aus Zuckerrüben ist ein komplexer, aber effizienter Prozess, der in mehreren sorgfältig aufeinander abgestimmten Schritten erfolgt.
Die Zuckerrübe - Ursprung und Anbau
Die Zuckerrübe ist eine Wurzelpflanze, die unter der Erde wächst und ungefähr die Größe eines Handballs hat. Optisch ähnelt sie einem großen Rettich oder Radieschen und ist innen weiß. Sie bildet aus Wasser, Kohlendioxid und Sonnenenergie mittels Photosynthese Zucker, den sie als Energiereserve speichert.
Die Samen der Zuckerrübe werden von Mitte März bis Mitte April ausgesät. Die Rüben benötigen etwa 120 bis 140 Tage zum Wachsen; sie erreichen im Herbst ihren höchsten Zuckergehalt von etwa 17 bis 20 Prozent. Die Zuckerrübe wiegt durchschnittlich zwischen 700 und 1000 Gramm. Zum Vergleich: Aus gut sechs Zuckerrüben lässt sich ein Kilogramm Zucker gewinnen.
Historische Entwicklung
Die Zuckerrübe wurde erstmals 1747 vom Berliner Naturwissenschaftler Andreas Sigismund Marggraf als Zuckerpflanze erkannt. Sein Nachfolger, der Chemiker Franz Carl Achard, züchtete eine Rübe mit doppelt so hohem Zuckergehalt. 1802 eröffnete die erste Rübenzuckerfabrik in Schlesien, 1803 folgte die erste Produktion in Österreich.
Die Ernte und der Transport
Geerntet werden die Zuckerrüben in Österreich von Mitte September bis Mitte Dezember, abhängig von der Witterung. Heute erfolgt die Ernte maschinell mit dem Rübenvollernter, der die Blätter abschneidet, die Rüben aus der Erde hebt und diese säubert.
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Nach der Ernte gelangen die Rüben entweder per LKW oder Bahn zu den Zuckerfabriken. Österreich verfügt über zwei Hauptverarbeitungsstandorte: Tulln - im Herzen des Rübenanbaugebiets - und Leopoldsdorf im Marchfeld. Die Transportwege sind dabei mit durchschnittlich 80 Kilometern überschaubar.
Der Verarbeitungsprozess in der Zuckerfabrik
Die Verarbeitung der Zuckerrübe zur Gewinnung von Zucker umfasst zahlreiche Schritte, die in der sogenannten „Kampagne“ stattfinden - einem Zeitraum von etwa 120 bis 140 Tagen im Herbst und Winter, während dem 24 Stunden täglich gearbeitet wird.
1. Reinigung und Zerkleinerung
Nach der Ankunft in der Fabrik werden die Rüben entladen und mit Wasserstrahlen gesäubert. Dabei werden Steine und Erde entfernt - die Erde wird später wieder auf die Felder zurückgebracht, und die gesammelten Steine werden für den Wegebau verwendet.
Im Anschluss werden die Rüben samt Schale von rotierenden Schneidemessern zu dünnen, streifenförmigen Rübenschnitzeln verarbeitet. Diese Schnitzel besitzen einen Zuckergehalt von 16 bis 20 Prozent.
2. Saftgewinnung (Extraktion)
Die Zuckerrübenschnitzel laufen in hohe Extraktionstürme, wo von oben heißes Wasser mit etwa 70 °C gegen den Strom der Schnitzel geleitet wird. Durch die Hitze öffnen sich die Zellwände, und der Zucker wird ins Wasser gelöst. Diese Methode nennt man Gegenstromextraktion.
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Der daraus gewonnene Zuckerwasser-Sud heißt Rohsaft. Fast der gesamte Zucker löst sich aus der Rübe, doch im Rohsaft befinden sich neben Zucker auch weitere organische und anorganische Stoffe.
3. Reinigung und Filtration des Rohsaftes
Der Rohsaft wird mit Kalkmilch und Kohlensäure behandelt, um Nicht-Zuckerstoffe zu binden und auszuflocken. Dieses Verfahren verändert den pH-Wert, wodurch unerwünschte Stoffe wie Carbokalk entstehen - ein Kalk-Dünger, der danach in der Landwirtschaft verwendet wird.
Nach der Filtration bleibt der sog. Dünnsaft übrig, eine klare, hellgelbe Flüssigkeit mit einem hohen Zuckergehalt.
4. Eindickung (Verdampfung)
Der Dünnsaft wird in mehreren Stufen verdampft, um Wasser zu entziehen. Die hierbei entstehenden Dämpfe werden genutzt, um Energie und Wärme im Produktionsprozess einzusparen.
So entsteht ein dickflüssiger Sirup mit einem Zuckergehalt von etwa 65 bis 70 Prozent, der als Dicksaft bezeichnet wird.
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5. Kristallisation
Der Dicksaft wird unter Vakuum weiter eingedickt und mit fein gemahlenem Zucker „geimpft“, um die Zuckerkristallisation anzuregen. Die Kristalle wachsen auf die gewünschte Größe heran.
Der entstandene Kristallbrei - eine Mischung aus Zuckerkristallen und Sirup - wird anschließend abgekühlt.
6. Zentrifugieren
In schnell rotierenden Zentrifugen werden die Zuckerkristalle vom Sirup getrennt. Während die Kristalle im Sieb verbleiben, fließt der Sirup, auch Melasse genannt, ab.
Dieser Sirup enthält noch etwa 6 bis 9 Prozent Zucker, der mit herkömmlichen Methoden nicht weiter kristallisiert werden kann. Die Melasse wird hauptsächlich in der Backhefeherstellung, Viehfutter und Bioethanolproduktion verwendet.
7. Trocknung, Kühlung und Lagerung
Die abgeschiedenen Zuckerkristalle werden getrocknet, gekühlt und in großen Silos gelagert, bevor sie weiterverarbeitet oder verpackt werden.
8. Verpackung und Weiterverarbeitung
Je nach Bedarf wird der Zucker in unterschiedliche Verpackungen abgefüllt: für den Haushalt üblicherweise in 500-Gramm- oder 1-Kilo-Packungen, für die Industrie in großen Verpackungseinheiten bis hin zu Lkw-Ladungen.
Aus dem Kristallzucker lassen sich auch verschiedene Zuckerarten herstellen, z. B. Würfelzucker durch Pressen, Staubzucker durch Mahlen, Gelierzucker durch Zugabe von Pektin und Citronensäure oder Braunzucker durch Veredlung mit Rohrzuckersirup.
Die nachhaltige Nutzung aller Nebenprodukte
- Die ausgepressten und getrockneten Rübenschnitzel werden als Viehfutter verkauft.
- Carbokalk, der während der Saftreinigung anfällt, dient als hochwertiger Kalkdünger, auch in der biologischen Landwirtschaft.
- Das aus den Rüben austretende Wasser wird im Prozess mehrfach für Reinigung und Transport wiederverwendet.
Fazit zur Zuckerproduktion aus Zuckerrüben
Die industrielle Herstellung von Zucker aus Zuckerrüben ist ein technisch hoch entwickelter Prozess, der viele Ressourcen schont, weil er nahezu alle Bestandteile der Pflanze verwertet. Die jahrhundertelange Erfahrung und moderne Produktionsverfahren gewährleisten eine hohe Qualität des Kristallzuckers, der den österreichischen Markt und die weitere Lebensmittelindustrie versorgt.
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