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pH-Messungen in der Carbonatation bei der Zuckergewinnung

Der Hintergrund:
Zucker zählt heute zu den wichtigsten Grundnahrungsmitteln des Menschen. Auch die ökonomische Bedeutung ist enorm:
Zucker wird in 127 Ländern erzeugt. Weltweit beträgt die Anbaufläche von Zuckerrohr und Zuckerrüber etwa 25
Mio Hektar bei einer Zuckerproduktion von ca. 120 Mio Tonnen. Dabei stellt die Produktion aus Zuckerrohr mit fast 2/3 den Hauptanteil gegenüber der Zuckerrübe.
Die größten zuckerproduzierenden Länder sind: Indien (> 12 Mio t), ehemalige UdSSR, Kuba, Brasilien, USA, China, Frankreich, Australien, Thailand, Mexiko, Deutschland (4 Mio t), Türkei, Italien und Polen (2 Mio t).
Der pro Kopf Verbrauch beträgt in Deutschland etwa 35 kg pro Jahr.

Das Verfahren:
Zuckerrohr und Zuckerrübe enthalten bis zu 20 % Zucker (chemisch Saccharose). Ob nun Zuckerrohr oder Zuckerübe als Ausangsmaterial dient, die Produktionsprozesse unterscheiden sich nur am Anfang, bei Anlieferung, Zerkleinerung und durch verschiedene Waschprozesse.

Die zerkleinerten Pflanzenteile werden mit etwa 70 °C heißem Wasser im sogenannten Extraktionsturm ausgelaugt. Der so gewonnene Rohsaft enthält fast 99% des ursprünglichen Zuckers, jedoch noch diverse  organische und anorganische Bestandteile, sogenannte Nichtzuckerstoffe.

Zur Saftreinigung benötigt man Kalk und Kohlensäure. Hierzu betreiben die Zuckerfabriken Kalköfen, in denen durch Erhitzen von Kalkstein (Calciumcarbonat) gebrannter Kalk (Calciumoxid) und Kohlendioxid entsteht.

 

Der Kalk wird als Kalkmilch dem Rohsaft beigegeben. Hierbei bilden sich lockere Nierderschläge von Calciumhydroxid an denen die Nichtzuckerstoffe gebunden werden.



In diese Mischung wird nun das Kohlendioxid eingeleitet, dabei fällt Kalk einschließlich der Nichtzuckerstoffe stabil aus und kann durch Filtration abgetrennt werden.

Diesen Schritt nennt man Carbonatation, den man in einer zweiten Stufe wiederholt.

Übrig bleibt ein klarer hellgelber Dünnsaft mit einem Zuckergehalt von etwa 16%, der zur Eindickung weiterverarbeitet wird. Der abfiltrierte sogenannte Carbokalk wird als Düngemittel in der Landwirtschaft verwendet. Der Zucker wird durch ausschließlich physikalische Prozesse (Umkristallisierung und Zentrifugation) gereinigt. Auch weißer Zucker wird entgegen weit verbreiteter Annahmen nicht gebleicht, brauner Zucker ist lediglich noch stärker mit (immer braunem) Sirup verunreinigt....

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