imported>SteKrueBe: Laut Produktbeschreibung ist da im Wesentlichen anderes Zeug drin. Siehe zudem: WP:AI - "Die Bebilderung eines Artikels sollte immer dem besseren Verständnis des Textes dienen, nie allein der Zierde."

2026-04-23T06:53:55Z

Laut Produktbeschreibung ist da im Wesentlichen anderes Zeug drin. Siehe zudem: WP:AI - "Die Bebilderung eines Artikels sollte immer dem besseren Verständnis des Textes dienen, nie allein der Zierde."

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{{Weiterleitungshinweis|Zuckerfabrik|Zum Gemeindeteil von Bad Freienwalde siehe [[Zuckerfabrik (Bad Freienwalde (Oder))]].}}
[[Datei:Zuckerraffinerie Halle.jpg|mini|Neue Actien-Zucker-Raffinerie in Halle (Saale)]]
[[Datei:Zuckerfabrik01.jpg|mini|Zuckerplantage und -fabrik in Costa Rica]]
Bei der '''Zuckerfabrikation''' wird aus Pflanzen mit hohem Zuckergehalt ([[Zuckerrübe]], [[Zuckerrohr]]) der [[Zucker]] [[Extraktion (Verfahrenstechnik)|extrahiert]] und in verschiedenen Formen und [[Stoffreinheit]]en verbrauchsfähig hergestellt.

== Rübenzucker-Erzeugung ==
=== Reinigen und Zerkleinern ===
[[Datei:Harvested and cleaned sugar beet.jpg|mini|Zuckerrübe vor und nach dem Waschen, daneben die weiter verwendbare Rübenwascherde]]
Die geernteten Zuckerrüben werden in der Zuckerfabrik zunächst gewaschen, von anhaftenden Bodenbestandteilen (Lehm, Sand, Steine) gereinigt und unmittelbar danach zu „[[Zuckerrübenschnitzel]]n“ zerteilt. Das dabei entstehende Abwasser wird zum Beispiel über einen [[Bruckner (Absetzbecken)|Bruckner]] von der Erde befreit und zu einem großen Teil als [[Kreislaufwasser]] weiterverwendet. Ein über die Kampagnen größer werdender Teil wird der [[Abwasserbehandlung]] zugeführt und die Differenz mit Frischwasser aufgefüllt.

=== Auslaugen und Ausfällen von nichtlöslichen Begleitstoffen ===
Anschließend wird durch heißes Wasser im Extraktionsturm mithilfe des [[Gegenstromprinzip (Verfahrenstechnik)|Gegenstromverfahrens]], unter Nutzung des [[Diffusion]]sprozesses, der Rohsaft [[Auslaugung|ausgelaugt]] und damit die [[Saccharose]] zu 99 % herausgelöst. Der entstandene schwarz-blaue Rohsaft mit circa 14 % Rohzuckergehalt enthält noch viele andere organische und anorganische Stoffe, die vor dem [[Kristallisation]]sprozess [[Filter (Fluidtechnik)|entfernt]] werden müssen. Dies geschieht durch Einrühren von [[Calciumhydroxid|Kalkmilch]], die Säuren neutralisiert und den [[pH-Wert]] auf etwa 11 anhebt, um einer [[Invertzucker]]bildung (Spaltung der Saccharose zu [[Fructose]] und [[Glucose]]) vorzubeugen. Dabei können etwa 35 % der verunreinigenden Stoffe entfernt werden, z. B. fallen viele Metallionen als schwerlösliche Metallhydroxide aus. Der für die Kalkmilch benötigte [[Gebrannter Kalk|gebrannte Kalk]] wird direkt in den Fabriken [[Kalkbrennen|gebrannt]], denn auch das dabei entstehende Kohlendioxid wird benötigt, um die verbliebenen [[Calcium]]-Ionen zu [[Calciumcarbonat]] (Kalk) zu binden, wobei auch andere Fremdstoffe mitgebunden werden. Der Kalk wird in Kerzenfiltern und [[Filterpresse]]n vom Zuckerdünnsaft getrennt.<ref>[http://books.google.de/books?id=mnP2Gv4Z0GwC&pg=PA1268&dq=Römpp&ei=S7vpSbjOJpviygS1ueThCA#PPA1260,M1 ''Hans-Albert Kurzhals:'' Römpp Lexikon Lebensmitteltechnik, S. 1260].</ref> Der anfallende Kalk wird meistens an die umliegenden Landwirte abgegeben, die ihn als ''Carbokalk'' auf die Felder zur Einstellung des pH-Wertes des Bodens aufbringen.<ref>{{Toter Link |datum=2023-02 |url=http://www.agrarnet-mv.de/var/plain_site/storage/original/application/30d79f49b3567447027aabc8cf4cc19b.pdf |text=}}.</ref>

Beim Diffusionsprozess fallen als Nebenprodukt die ausgelaugten Schnitzel an, die in Schnitzelpressen mechanisch auf ca. 30–34 % Trockensubstanz abgepresst werden. Das Presswasser wird zurück in den Extraktionsturm gepumpt, die Schnitzel werden thermisch auf über 90 % Trockensubstanz getrocknet und anschließend unter Zugabe von [[Melasse]] zu [[Pellet]]s gepresst. Diese Pellets werden als [[Viehfutter]] verkauft.

=== Verdampfstation ===
Der gereinigte, nun klare, hellgelbe Zuckerdünnsaft wird in der Verdampfstation in einem mehrstufigen Prozess eingedickt. Der Abdampf aus der Verdampfstation wird an mehreren Stellen der Fabrik zum Anwärmen benutzt, z. B. für den Rohsaft nach der Gegenstrom-Schnitzelmaische. Außerdem werden die Kochapparate im Zuckerhaus mit Abdampf aus der Verdampfstation geheizt. Am Ausgang der Verdampfstation hat der Zuckerdicksaft einen Trockensubstanzgehalt von bis zu 70 %.

=== Kristallisation ===
[[Datei:00-vacuum-pan-sugar-factory.JPG|mini|Verdampfungskristallisatoren in einer Rübenzuckerfabrik]]Anschließend wird aus dem Dicksaft (Zuckergehalt 65–80 %) durch mehrmaliges [[Kristallisieren]] bei erhöhter Temperatur und Unterdruck der [[Zucker]] gewonnen. Als Zwischenprodukt entsteht hierbei das [[Magma (Zucker)|Magma]] als Mischung aus Dicksaft und Kristallzucker.

=== Raffinieren ===
[[Datei:Sugar-centrifugal.JPG|mini|Zuckerzentrifuge]]
Bei der Kristallisation entsteht in den „Kochapparaten“ eine Kristallsuspension. Die Kochapparate werden mit [[Brüden]] aus der Verdampfstation beheizt und stehen unter Vakuum, um eine energiesparende Verdampfung des Wassers unter niedrigen Temperaturen zu gewährleisten. Die Kristallsuspension aus den Kochapparaten enthält ca. 50 % Zuckerkristalle und wird in speziellen, vollautomatisch arbeitenden<ref name="Zentrifugensteuerung">{{Webarchiv|text=Zentrifugensteuerung |url=http://www.bma-worldwide.com/?id=2392&L=1 |wayback=20120322105610}}</ref> [[Zentrifuge]]n von der [[Mutterlauge]] getrennt, in der Zentrifuge gewaschen, und anschließend getrocknet. Dabei kann die Korngröße der Kristalle beeinflusst werden. Nach der Trocknung wird der Raffinadezucker in den meisten Fällen in einem klimatisierten [[Silo]] bis zum Versand gelagert.

Früher wurde der Zucker direkt nach der Kristallisation in Säcke verpackt und in Lagerhäusern gelagert. In vielen Fabriken in Entwicklungsländern geschieht dies auch heute noch auf diese Weise. Brauner Rohzucker stellt eine weniger reine Form des Zuckers dar, er ist durch die noch vorhandenen Nichtzuckerstoffe braun gefärbt.

Als Nebenprodukt entsteht die [[Melasse]] mit einem Zuckeranteil von etwa 50 Prozent, aus der kein Zucker mehr kristallisiert werden kann, da keine [[Übersättigung]] mehr vorliegt. Die Melasse findet Verwendung bei der [[Hefeproduktion]], in der [[Lebensmittelindustrie]], in der pharmazeutischen Industrie und bei der [[Rum]]herstellung.<ref>{{Webarchiv|url=http://www.diamant-zucker.de/fileadmin/dam/brochures/Wissenwertes_ueber_Zucker.pdf |wayback=20161229103301 |text="Wissenswertes über Zucker" }} (PDF-Datei; 1021 kB).</ref> Außerdem wird Melasse als „Presshilfsstoff mit Nährstoffgehalt“ bei der [[Futtermittel]]herstellung verwendet.

Zur Verbesserung der Ausbeute bei der Kristallisation wird die Melasse noch weiter aufbereitet. Eines der wirtschaftlichsten Verfahren hierfür ist das ''Quentin-Verfahren''. Hierbei wird die Melasse mit einem [[Ionenaustauscher|Kationenaustauscher]], der mit Magnesiumionen beladen ist, behandelt. Die Natrium- und Kaliumsalze der Melasse werden durch [[Ionenaustauscher#Verwendung von Ionentauschern|Umsalzung]] in Magnesiumsalze umgewandelt. Die Kristallisationsrate und damit die Ausbeute an Saccharose wird hierdurch gesteigert.

== Rohrzucker-Erzeugung ==
[[Datei:Cut sugarcane.jpg|mini|Geerntete Zuckerrohrstangen vor der Weiterverarbeitung.]]
[[Datei:Cane-truck-1.JPG|mini|Zuckerrohrtransport in die Fabrik per LKW]]
Das geerntete [[Zuckerrohr]] wird in der Fabrik oder bereits bei der Ernte geschnitten. In den meisten Fabriken wird das Rohr in Zuckerrohrmühlen verarbeitet. In den Mühlen wird der Saft aus dem Zuckerrohr herausgepresst („Pressextraktion“), als Restmaterial entsteht die [[Bagasse]]. In einigen Fabriken sind jedoch schon Diffuseure im Einsatz, die den Zucker mittels des [[Diffusion]]sprozesses extrahieren. Der gewonnene Saft wird in Absetzer geleitet. Dort werden durch Schwerkraft Schwebestoffe aus dem Saft entfernt. Diese einfache Art der Saftreinigung führt dazu, dass [[Rohrzucker]] oft braun ist.<ref>[http://books.google.de/books?id=mnP2Gv4Z0GwC&pg=PA1268&dq=Römpp&ei=S7vpSbjOJpviygS1ueThCA#PPA1259,M1 ''Hans-Albert Kurzhals:'' Römpp Lexikon Lebensmitteltechnik, S. 1259].</ref>

Aus einem Reisebericht des Missionsarztes [[Dan Beach Bradley]] um 1840 erfahren wir über die Zuckerproduktion in Siam nahe dem damaligen [[Nakhon Chaisi]]:
{{Zitat
|Text=… eine einzelne Zuckerfabrik besaß zwischen 60 und 80 Wasserbüffel, die das Rohr mahlten, etwa 50 bis 80 Cords [1 Cord = 3,62 m³, Anm. des Üb.] Holz, um den Saft zu erhitzen und zwischen 100 und 150 Arbeitern für die verschiedenen Tätigkeiten.
|Autor=Dan Beach Bradley (1804–1873)
|Quelle=Übers. nach Terwiel (1989), S. 69
|ref=<ref>[[Barend Jan Terwiel]]: ''Thorugh Travellers' Eyes: an approach to nineteenth century Thai history''. Bangkok: Duang Kamol 1989. ISBN 974-210-455-7.</ref>}}

Die Herstellung aus Zuckerrohr verläuft nach der Saftreinigung im Wesentlichen gleich wie in der Rübenzucker-Erzeugung.

== Energiewirtschaft in der Zuckerfabrikation ==
[[Datei:1-wanderrost-kohlekessel travelling grate.JPG|mini|Wanderrost eines stillgelegten Dampfkessels]]
Rübenzuckerfabriken nutzen in aller Regel die [[Kraft-Wärme-Kopplung]]. Dabei wird mit [[Fossile Energie|fossilen Brennstoffen]] wie [[Braunkohle]], [[Steinkohle]], [[Erdgas]] oder [[Heizöl]] in [[Dampfkessel]]n Wasser verdampft. Der erzeugte Wasserdampf wird über eine Turbine geleitet, an die ein [[elektrischer Generator]] angeschlossen ist. Der erzeugte Strom wird für die in der Fabrik vorhandenen [[Elektromotor]]en verwendet, z. B. an den Pumpen, den [[Zentrifuge]]n usw.

Nachdem der Dampf die Turbine passiert hat, wird er in der Verdampfstation genutzt, um den Saft einzudicken. Dabei wird der Dampf mehrfach genutzt: In der ersten Stufe der Verdampfstation entsteht durch die Verdampfung Brüden. Dieser Brüden der ersten Stufe wird als Heizdampf für die zweite Stufe der Verdampfstation genutzt und so weiter. In modernen Rübenzuckerfabriken sind bis zu achtstufige Verdampfstationen im Einsatz. So wird der Dampf sehr effizient genutzt. Der Heizdampf wird auch für die Kristallisation und zur Anwärmung von Säften benutzt.

In Rohrzuckerfabriken wird die Bagasse, d. h. der faserige Anteil des Zuckerrohrs, als Brennstoff genutzt. Die sonstigen Möglichkeiten des Einsatzes der Bagasse sind begrenzt (z. B. zur Erzeugung von Spanplatten). Zunehmend nutzen die Fabriken überschüssige Bagasse, um Strom für das öffentliche Netz zu erzeugen.

== Automatisierung in der Zuckerindustrie ==
Wie in vielen anderen Industrien ist auch in der Zuckerfabrikation die [[Automatisierung]] in den vergangenen Jahrzehnten stark vorangetrieben worden. Der Produktionsprozess wird im Allgemeinen zentral durch [[Prozessleitsystem]]e gesteuert, welche die meisten Maschinen und Anlagenteile direkt steuern. Lediglich für bestimmte Spezialmaschinen wie z. B. die [[Zentrifuge]]n werden aus Sicherheitsgründen [[Speicherprogrammierbare Steuerung]]en verwendet.<ref name="Zentrifugensteuerung" />

== Historische Zuckerfabrikation ==
[[Datei:Steam engine at the old sugar mill.jpg|mini|Dampfmaschine in einer Zuckerfabrik in [[Matanzas]], Kuba]]
In Schwellenstaaten wird Zucker vielfach noch mit Dampfantriebstechnik des frühen 20. Jahrhunderts gewonnen. Auf der [[Indonesien|indonesischen]] Hauptinsel [[Java (Insel)|Java]] sind in den Regionen Mittel-Java, Zentral-Java und Ost-Java noch etwa 50 teilweise über 100 Jahre alte Zuckerfabriken in Betrieb. Auch auf der [[Karibik]]insel [[Kuba]] sind noch solch alte Zuckerfabriken in Betrieb, allerdings etwas größer dimensioniert.

Zucker aus [[Zuckerrübe]]n wurde erstmals 1802 von dem deutschen Naturwissenschaftler [[Franz Carl Achard|Franz Karl Achard]] in einem [[Industrie|(vor)industriellen]] [[Franz Carl Achard#Zuckerherstellung|Verfahren]] hergestellt. Durch die [[Kontinentalsperre]] von Napoleon von 1806 bis 1813 wurde der Import von Zucker nach West- und Mitteleuropa unterbunden. Die industrielle Herstellung von Zucker aus Zuckerrüben war nun von großer Wichtigkeit, um diesen Ausfall der Importe auszugleichen. Hierdurch wurde die Einführung dieses neuen Verfahrens in die Praxis stark beschleunigt. 1813 stellten beispielsweise bereits 23 Unternehmen am linken Niederrhein Rübenzucker her.<ref>[http://www.digitalis.uni-koeln.de/ViebahnS/viebahns_index.html Johann Georg von Viebahn (Hrsg.): Statistik und Topographie des Regierungs-Bezirks Düsseldorf, zweiter Theil, Düsseldorf 1836, S. 173].</ref>

== Umweltprobleme von Zuckerfabriken ==
Zuckerfabriken haben früher durch unzureichende Reinigung der [[Abwasser|Abwässer]] die Gewässer mit großen Mengen organischen Materials belastet. Gerade die Anstrengungen zu einer immer effizienteren Nutzung der zur Verfügung stehenden Zuckerrübenmengen haben aber dazu geführt, dass immer größere Anteile der in den eingesetzten Wassermengen enthaltenen Zuckerbestandteile doch einer Nutzung zugeführt werden konnten, zugleich reduziert sich fortschreitend schon aus Kostengründen bei modernen Anlagen der Einsatz von Frischwasser, was auch zu einer Reduktion der Abwassermengen führt.

Das Problem besteht jedoch nach wie vor an Standorten in weniger entwickelten Ländern, wenn dort dem Umweltschutz sowie den Kosten für Wasser und Material geringere Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Rübenzuckerfabriken betreiben wegen des Energiebedarfs eigene Kraftwerke, insbesondere beim Einsatz von [[Liste von fossil-thermischen Kraftwerken in Deutschland|Braun- und Steinkohle]] tragen sie zum [[Globale Erwärmung|Klimawandel]] bei. Rohrzucker kann ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe, mit den Resten des Zuckerrohrs als Energiequelle, extrahiert werden.

Das Abwasser in der Zuckerfabrik enthält hohe Mengen an leicht abbaubaren Kohlenstoff und muss, um die Einleitwerte einzuhalten, behandelt werden. Entsprechend sind Zuckerfabriken in Deutschland mittlerweile mit großen [[Kläranlage]]n ausgestattet. Bereits Anfang der 80er Jahre wurde untersucht, wie der Kohlenstoff energetisch genutzt werden kann.<ref>[https://dserver.bundestag.de/btd/10/055/1005558.pdf Antwort des Bundesministers für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten vom 28. Mai 1986 zum Thema Nachwachsende Rohstoffe, Seite 39]</ref> Mittlerweile gibt es auf den Fabriken meist ein mehrstufiges System, bei dem in einem ersten Schritt der hohe [[Biochemischer Sauerstoffbedarf|BSB]] in einer [[Anaerobe Abwasserreinigung|Anaeroben Abwasserbehandlung]] zu [[Methan]] umgewandelt wird und so als nachhaltige Energiequelle genutzt werden kann. Das geringer belastete Abwasser aus diesem Prozess kann im Anschluss durch ein klassisches [[Belebtschlammverfahren]] auf die geforderten Werte gereinigt werden.

== Literatur ==
* G. von Koppy: ''Die Runkelrüben-Zucker-Fabrikation'' vom Freyherrn von Koppy auf Krayn in Schlesien. Korn, Breslau [u. a.] 1810 {{ULBDD|urn:nbn:de:hbz:061:1-508033}}
* Sigismund Friedrich Hermbstaedt: ''Anleitung zur praktisch-ökonomischen Fabrikation des Zuckers und eines brauchbaren Syrups aus den Runkelrüben, so wie zur anderweitigen Benutzung derselben''. Realschulbuchhandlung, Berlin 1811 {{ULBDD|urn:nbn:de:hbz:061:1-508005}}

== Siehe auch ==
* [[Zuckerindustrie]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Sugar factories|Zuckerfabriken}}
* {{Webarchiv | url=http://www.zuckerforschung.at/inhalt.php?titel=ZUCKERTECHNOLOGIE&nav=nzucker&con=czucker | wayback=20071206090920 | text=Zuckertechnologie}}
* [http://web.archive.org/web/20100301162208/http://www.zuckertechniker.de/fachsprache.htm Online-Glossar zuckertechnischer Fachbegriffe]
* [http://www.sucropedia.com/ Online-Enzyklopädie zum Thema Zuckerfabrikation in englischer Sprache]
* {{Webarchiv | url=http://www.koelner-zucker.de/344.php | wayback=20060220020523 | text=Zuckerherstellung auf der Website des Unternehmens „Pfeifer und Langen“}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Lebensmitteltechnologie]]
[[Kategorie:Herstellung von Zucker]]

Zuckerfabrikation - Versionsgeschichte

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