Zuckerfabrikation

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 Diffusionsprozesses 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.

Aus einem Reisebericht des Missionsarztes Dan Beach Bradley um 1840 erfahren wir über die Zuckerproduktion in Siam nahe dem damaligen Nakhon Chaisi:

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

Rübenzuckerfabriken nutzen in aller Regel die Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei wird mit fossilen Brennstoffen wie Braunkohle, Steinkohle, Erdgas oder Heizöl in Dampfkesseln 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 Elektromotoren verwendet, z. B. an den Pumpen, den Zentrifugen 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.

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 Prozessleitsysteme gesteuert, welche die meisten Maschinen und Anlagenteile direkt steuern. Lediglich für bestimmte Spezialmaschinen wie z. B. die Zentrifugen werden aus Sicherheitsgründen Speicherprogrammierbare Steuerungen verwendet.

In Schwellenstaaten wird Zucker vielfach noch mit der Dampfantriebstechnik des frühen 20. Jahrhunderts gewonnen. Auf der Hauptinsel Indonesiens, Java, in den Regionen Mittel-Java, Zentral-Java und Ost-Java sind noch etwa 50 Zuckerfabriken in Betrieb, die zum Teil über 100 Jahre alt sind. Auch auf der Karibikinsel Kuba sind noch solch alte Zuckerfabriken in Betrieb, allerdings auch etwas größer dimensioniert.

Zucker aus Zuckerrüben wurde erstmals 1802 von dem deutschen Naturwissenschaftler Franz Karl Achard in einem (vor)industriellen Verfahren hergestellt. Durch die Kontinentalsperre von Napoleon Anfang des 19. Jahrhunderts 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.

Zuckerfabriken haben früher durch unzureichende Reinigung der 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 Braun- und Steinkohle tragen sie zum Klimawandel bei. Rohrzucker kann ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe, mit den Resten des Zuckerrohrs als Energiequelle, extrahiert werden.