Von der Rübe zum Zucker

Ab September geht es um die Rübe. Denn dann beginnt die Ernte auf den deutschen Zuckerrübenfeldern. Aber was passiert eigentlich danach? Wie kommt der Zucker aus der Rübe?

Vom Feld geht es für die Rüben in die Zuckerfabriken. Die Zeit der Rübenverarbeitung und Zuckergewinnung nennt man auch Rübenkampagne. Sie beginnt im September mit der ersten Ernte und dauert bis ungefähr Mitte Januar. In diesen Monaten herrscht in den Zuckerfabriken Hochbetrieb. Die Mitarbeiter:innen arbeiten in Schichten 24 Stunden an sieben Tagen in der Woche. Wieso sie das tun? Eine schnelle Weiterverarbeitung der geernteten Zuckerrüben ist essenziell. Denn die Pflanze ist nur begrenzt lagerfähig und verbraucht nach der Ernte Stück für Stück Teile des gespeicherten Zuckers für ihren Stoffwechsel. Und weil man natürlich so viel Zucker aus der Rübe gewinnen möchte wie möglich, muss es schnell gehen.

Wenn die Rüben in der Fabrik ankommen, wiegen sie durchschnittlich 700 bis 1000 Gramm und enthalten etwa 17 bis 20 Prozent Zucker. Anders formuliert: Aus circa sieben Rüben gewinnt man ein Kilogramm Zucker. Bei dem Prozess wird der in den Pflanzenzellen vorhandene Zucker von den übrigen Pflanzenbestandteilen durch Extraktion getrennt und danach auskristallisiert. Dabei wird der herausgelöste Zucker (die Saccharose) übrigens weder chemisch verändert noch werden andere Stoffe hinzugesetzt. Das ist die stark zusammengefasste Version. Wie es ganz genau abläuft in einer Zuckerfabrik, erklären wir euch in fünf Schritten:

1. Die Rüben werden gewaschen und zerkleinert.

Bei der Ankunft sind die Rüben dreckig und werden erstmal gewaschen. Die Erde, die dabei abfällt, geht wieder zurück aufs Feld. Wenn die Rüben sauber sind, kommen sie in die Schneidemaschinen. Darin befinden sich rotierende Messer, die die Rüben zu dünnen Schnitzeln mit drei bis vier Zentimetern Länge und zwei bis drei Millimetern Dicke – die sogenannte Schnitzelmaische – zerkleinern.

2. Der Rohsaft wird gewonnen.

Diese Rübenschnitzel kommen dann auf Förderbänder und werden zu den etwa 20 Meter hohen Extraktionstürmen geleitet. Dort wendet man ein Verfahren an, dass sich Gegenstromextraktion nennt. Dabei bewegen sich die Schnitzel von unten nach oben, während von oben im Gegenstrom 70° C heißes Wasser an ihnen vorbeifließt. Durch die Hitze des Wassers öffnen sich die Zellwände der Schnitzel. Die darin enthaltenen Zuckermoleküle treten ins Wasser über. Am unteren Ende des Extraktionsturms kann dann der sogenannte Rohsaft abgepumpt werden. Er ist gräulich bis schwarz und hat einen Zuckeranteil von 13 bis 15 Prozent. Für die nun entzuckerten Rübenschnitzel geht es auch weiter: Sie werden als Futtermittel genutzt, beispielsweise für Rinder.

3. Aus Rohsaft wird Dünnsaft.

Der dunkle Rohsaft enthält zu diesem Zeitpunkt nicht nur Zucker, sondern auch noch verschiedene organische und anorganische Bestandteile der Rübe. Die werden mit Hilfe zugesetzter Kalkmilch und Kohlensäure gebunden und entfernt. Übrig bleibt eine klare, hellgelbe Flüssigkeit: der sogenannte Dünnsaft.
Das Rübenreste-Kalkgemisch nennt sich Carbokalk; es wird abgepresst und als Kalk-Düngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt.

4. Der Dünnsaft verdampft und es entstehen Zuckerkristalle.

Als nächstes geht es für den hellgelben Dünnsaft in die Verdampfstation. Hier wird ihm in mehreren hintereinander geschalteten Verdampfungsapparaturen so lange das Wasser entzogen, bis er als dickflüssiger Sirup einen Zuckergehalt von 65 bis 70 Prozent hat. Spannend ist, dass die Verdampfungsapparate so miteinander verbunden sind, dass der entstehende Dampf immer die nächste Stufe heizt – eine optimale Energieausnutzung.
Der jetzt gewonnene goldbraune Sirup heißt Dicksaft. Er wird in der Kochstation weiter eingedampft. Und zwar mit einer schonenden Methode unter vermindertem Druck, da das Wasser dann bereits zwischen 65 °C und 80 °C verdampft und der Zucker so nicht karamellisiert. Der Dicksaft wird reduziert, bis sich Zuckerkristalle bilden. Wenn ein bestimmtes Verhältnis von Wasser zu Zucker erreicht ist, wird die Kristallbildung oft unterstützt, indem man sogenannte Impfkristalle in Form feinsten Zuckers dazugibt. So entsteht ein dickflüssiger Brei, die Füllmasse, der eine Mischung aus Kristallen und Sirup ist. Für den Kristallbrei geht‘s dann zum Abkühlen in Maischen. Darin befinden sich Rührwerke, die ihn die ganze Zeit in Bewegung halten. Währenddessen wachsen die Zuckerkristalle weiter.

5. Die Kristalle werden vom Sirup getrennt und getrocknet.

Aus den Maischen fließt die Füllmasse in hochtourige Zentrifugen. In diesen werden die Zuckerkristalle vom zähflüssigen Sirup durch Abschleudern, also durch Zentrifugalkraft, getrennt. Die Kristalle bleiben in einem Sieb hängen, der Zuckersirup fließt ab. Zum Schluss kommt noch einmal Wasserdampf zum Einsatz. Er befreit die Zuckerkristalle vom restlichen Sirup – der Zucker ist nun weiß. Wenn man jetzt diesen weißen Zucker noch einmal auflöst und kristallisieren lässt, entsteht ein ganz besonders reiner und hochwertiger Zucker: die Raffinade. Zum Abschluss wird der fertige Zucker getrocknet, gekühlt und über Förderbänder in große Silos transportiert.

Der Zucker ist nun also fertig. Was jetzt noch übrig ist, ist der in den Zentrifugen abgeschleuderte Sirup. Er kommt noch einmal zum Auskristallisieren in die Kochstation. Diesen Vorgang wiederholt man insgesamt zweimal. Den dunkelbraunen, zähflüssigen Sirup, der nach der letzten Kristallisation zurückbleibt, nennt man Melasse. Sie enthält noch ungefähr 50 Prozent Zucker, den man mit herkömmlichen Methoden nicht mehr auskristallisieren kann. Deshalb wird die Melasse hauptsächlich zur Viehfütterung verwendet. Zum Teil wird sie aber auch als Rohstoff in der Hefeindustrie, der Alkoholherstellung, der pharmazeutischen Industrie und der Biotechnologie eingesetzt.

Wenn ihr den Prozess der Zuckerherstellung noch einmal kurz und bündig ansehen möchtet, dann schaut euch dieses Video an:

Hier könnt ihr den gesamten Prozess auch noch einmal Schritt für Schritt erklärt und mit Zeichnungen bebildert nachvollziehen. Außerdem findet ihr hier weitere interessante Erklärvideos rund um die Zuckerrübe und die Zuckerproduktion. Und wie immer könnt ihr eure Fragen natürlich auch uns stellen. Schickt dafür einfach eine Mail an moin@deichdeern.com.

Fotos: Forum Moderne Landwirtschaft (14)

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