Vorlesungsmaterialfr das Seminar Zuckertechnologie 2010 in Casablanca / Marokko auf der Grundlage des Skriptes von Hr. Prof. Dr. K. Bohn Documents de la prsentation pour le sminaire Technologie du Sucre 2010 tenu Casablanca / Maroc sur la base du cahier du cours de Mr. Prof. Dr. K. Bohn Gnter Witte 2.2 Extraktgewinnung Extraction du jus 2.2 Extraktgewinnung Extraction du jus Gliederung Sommaire Teil A:Einfhrung Grundlagen der Extraktgewinnung Partie A :Introduction Bases de l'extraction du jus Teil B:Technologie der Extraktgewinnung Partie B :Technologie de l'extraction du jus Teil C:Extraktgewinnungsverfahren Partie C :Procds de l'extraction du jus Teil D: Weiterentwicklung Partie D :Evolution future 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus (partie A) Einfhrung Introduction - Extraktgewinnung aus Zuckerrben Extraction du jus partir de la betterave sucrire - Anforderungen bei der Extraktgewinnung aus Zuckerrben Exigences prendre en compte pour l'extraction du jus de betterave - Rohsaftgewinnung aus Zuckerrohr Extraction du jus brut partir de la canne sucre Grundlagen der Extraktgewinnung Bases de l'extraction du jus Einfhrung: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Introduction : Extraction du jus partir de la betterave Rbenentladung und -Lagerung Saftreinigung SaftgewinnungEntl adungRbenlagerRbenerdeVorflutervol l stndig gerei nigtesbers chuwas serRc knahmewass erBi ol og.Wass eraufberei tungAbs etzbeckenWsc he Sc hni tzel mai s che Extraktions turmSc hneide-masc hi neRohsaftExtrahierteSc hni tzel tSc hni tzel -press ePress -s chni tzelBrenn-s toff Trocken-trommelPel l eti erungPelletsCarbonatati onPress fil terKal kungKal kmil c hKohlendi oxi dKal ks tei nKoksKal kofen undKal kmil c haufbereitungDnns aft zur Saftei ndi ckungSchnitzeltocknungCarbokalkVerdampfungs -kri stall i satorenDi c k-s aftfi l terWei-zuckerRaf f i-nadeMai sc henZentri fugenTrocken-trommel nSi l o-l agerungAbs iebungVerpackung VersandEnergieerzeugung SafteindickungDnns aft von der Saftrei ni gungDampfkess elAbdampfzur Saftanwrmung und Kri s tal l is ati onMehrs tufi ge Verdampfs tationKristallisationMelasseRoh-zuckerNach-produktKl refi lterAufl s ungKondens atorKhlwas serWeiz ucker RaffinadePressWass erPressWass erEi ndi c kfi l terTurbogeneratorenAbl aufLuftRc k-khl ungBi ol ogis cheAbwaser-aufbereitungKondens atPress-schnitzelAbl aufAbl aufEinfhrung: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Introduction : Extraction du jus partir de la betterave Allgemeines Ziel des Verfahrensabschnittes Extraktion (sptl. extractio = das Herausziehen, lat. extrahere = herausziehen) ist der weitestgehende Entzug der in der Zellstruktur der Zuckerrbe als wssrige Lsung (Zellsaft) vorliegenden Saccharose mittels Wasser (Extraktionswasser) durch ein wirtschaftlich effektives Verfahren (Extraktgewinnungsverfahren). L'objectif gnral de la section de procd Extraction du jus ou Diffusion (latin tardif extractio = action d'extraire, latin extrahere = extraire) est d'extraire le maximum du saccharose prsent dans la structure cellulaire de la betterave sous forme de solution aqueuse (suc cellulaire) l'aide d'eau (eau de diffusion) et par le biais d'un procd conomiquement efficace (procd de l'extraction du jus) Die heute blichen Extraktgewinnungsverfahren beruhen grundstzlich auf der kontinuierlich betriebenen wssrigen Gegenstromextraktion von Rbenschnitzeln (Fest-Flssig-Extraktion): Les procds d'extraction du jus courants reposent tous sur la diffusion aqueuse continue de cossettes de betteraves ralise en contre-courant (extraction solide-liquide) - Die Rbenschnitzel treten an einem Ende in die Extraktionsanlage ein, die extrahierten Schnitzel verlassen sie am anderen Ende. Les cossettes de betteraves entrent dans l'installation de diffusion une extrmit, les pulpes la quittent l'autre extrmit. - An diesem Ende wird auch das fr die Extraktion bentigte Wasser zugegeben, das im Gegenstrom zu den Schnitzeln die Anlage passiert, sich mit Extraktstoffen (Saccharose und Nichtsaccharosestoffe) anreichert und an der Seite, an der die Rbenschnitzel zugefhrt wurden, als Rohsaft (Extrakt) die Extraktionsanlage verlsst. A cette extrmit, on ajoute l'eau ncessaire la diffusion. L'eau traverse l'installation en contre-courant aux cossettes, s'enrichit des substances extraites (saccharose et non-saccharose) et quitte l'installation de diffusion sous forme de jus brut (jus extrait) l'extrmit o les cossettes de betteraves ont t alimentes. Einfhrung: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Introduction : Extraction du jus partir de la betterave Zur Extraktionsanlage gehren: L'installation de diffusion comprend : - Schnitzelherstellung (Schneidmaschinen) Production des cossettes (coupe-racines) - Schnitzelanwrmung(Denaturieren oder Brhen) Rchauffage des cossettes (dnaturation ou chaudage) - Anlagen fr den Transport der Schnitzel in den oder aus dem Extraktionsapparat Installations pour acheminer les cossettes dans et hors de l'appareil de diffusion - Gegenstrom-Extraktionsapparat Appareil de diffusion en contre-courant PressschnitzelRbenSchnitzelherstellungSchnitzelDenaturierungSchnitzel/Saft-MischungGegenstromextraktionExtrahierte SchnitzelSchnitzelpressenRohsaftFrischwasserPresswasserBlockdiagramm der Zuckerrbenextraktion Bloc-diagramme de la diffusion de betteraves Rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie (2000) - Frischwasserzugabe Addition d'eau frache - Schnitzelpressen (mechanische Entwsserung der extrahierten Schnitzel) Presses pulpes (dshydratation mcanique des pulpes) - Presswasserrckfhrung Recyclage de l'eau de presses - Hilfsstoffdosierung Dosage d'adjuvants Einfhrung: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Introduction : Extraction du jus partir de la betterave Der zeitliche Verlauf der Extraktion wird durch eine Reihe von Parametern bestimmt Le droulement de la diffusion dans le temps est dtermin par un certain nombre de paramtres - Eigenschaften des Rbenmaterials Proprits de la matire premire "betterave" Zellstruktur der Zuckerrben, abhngig von La structure cellulaire de la betterave dpend de Sorte varit Erntezeitpunkt moment de la rcolte Lagerungsbedingungen conditions de stockage Krankheiten und sonstige Schdigungen (Frostschden) maladies et autres dtriorations (dgts dus au gel) - Prozessparameter, die durch betriebliche Manahmen beeinflussbar sind Paramtres de processus pouvant tre influencs par des mesures de la sucrerie Schnitzelqualitt (Form, Oberflche, Durchlssigkeit, Musanteil) qualit des cossettes (forme, surface, permabilit, rpure) pH-Wert pH Temperatur Temprature Fllgrad der Extraktionsanlage Degr de compacit dans l'installation de diffusion Abzug (aus der Extraktionsanlage abgefhrte Rohsaftmenge in % a. Rbe) Soutirage (quantit de jus brut sortie de l'installaton de diffusion en % betteraves) - Apparative Parameter der Extraktionsanlagen Paramtres lis l'quipement de l'installation de diffusion Anlagenart Type d'installation Auslegungsdaten Donnes d'tude Anforderungen: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Exigences : Extraction du jus partir de la betterave Restzuckergehalt der extrahierten Schnitzel Teneur en sucre rsiduelle dans les pulpes - Als Richtwert gilt ein Zuckergehalt der Pressschnitzel von La valeur de rfrence prendre en compte pour la teneur en sucre dans les pulpes presses est de .. -Ein Restzuckergehalt der Pressschnitzel von 1Zentspricht bei einem Pressschnitzel-anfall von20 25 kg / 100 kg Rben einem Extraktionsverlust von 0,20 0,25 kg Zucker/100 kg Rben. Bei einem Zuckergehalt der Rben von wZ,R = 17Z entsprechen diese Werte einem Zuckerverlust von 1,2 1,5 % des Zuckers in den Rben. Pour une production de pulpes presses de 20 25 kg / 100 kg betteraves, une teneur en sucre rsiduelle de 1Z dans les pulpes presses correspond une perte de diffusion de 0,20 0,25 kg sucre/100 kg betteraves. Pour une richesse des betteraves de wZ,R = 17Z, ces valeurs correspondent une perte du sucre prsent dans la betterave de l'ordre de 1,2 1,5 %. Z 1 w'PrSn Z, ~- Ein Unterschreiten dieser Werte ist mglich (z. B. durch einen hheren Abzug), aber unwirtschaftlich, weil dadurch ein erhhter Extraktanfall und eine verstrkte Extraktion von Nichtsaccharosestoffen (hherer Aufwand bei Saftreinigung und Kristallisation, Melasseanfall hher) eintreten wrde. Il est possible de rester en dessous de ces valeurs (p. ex. par le biais d'un soutirage plus lev), mais ce n'est pas conomique parce que ceci se traduirait par la production d'une plus grande quantit de jus et une extraction plus importante de non-saccharose (dpenses plus leves au niveau de l'puration du jus et de la cristallisation, augmentation de la quantit de mlasse. - Generell muss die Hhe der noch zulssigen Zuckerverluste unterBercksichti-gung der vorhandenen apparativen Ausstattung auf der Basis von betriebswirt-schaftlichen berlegungen festgelegt werden. D'une manire gnrale, la hauteur des pertes de sucre acceptables devra se dfinir sur la base de rflexions conomiques et compte tenu de l'quipement disponible. Anforderungen: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Exigences : Extraction du jus partir de la betterave Betriebsbedingungen Conditions de service Whrend des gesamten Prozesses der Extraktion, d. h. von der Schnitzelherstellung bis zur mechanischen Reinigung des Extraktes (Entplpung), der mechanischen Schnitzelentwsserung (Schnitzelpressenstation) sowie der Presswasseraufbereitung sind solche Betriebsbedingungen - Temperatur - pH-Wert - Aufenthaltsdauer einzuhalten, dass die unbestimmten Zuckerverluste durch chemischen und/oder mikrobiologischen Saccharoseabbau im wirtschaftlich optimalen Bereich bleiben. Pendant tout le processus de la diffusion, c..d. depuis la production des cossettes jusqu' l'puration mcanique du jus (pulpage), la dshydratation mcanique des pulpes (atelier des presses pulpes) et la prparation de l'eau de presses, il faut respecter des conditions de service concernant - temprature - pH - temps de sjour de manire ce que les pertes de sucre indtermines provoques par la dcomposition du saccharose par voie chimique et/ou microbienne restent dans le domaine optimal du point de vue conomique. mglichst hohe Extraktreinheit Puret du jus de diffusion aussi leve que possible Einflussgren auf die Extraktreinheit sind: - Zuckerrbenqualitt (Haupteinflussgre) - Extraktionsgrad - Neubildung von Nichtsaccharosestoffen Les grandeurs influenant la puret du jus de diffusion sont : - Qualit de la betterave (facteur d'influence principal) - Taux d'extraction - Nouvelle formation de non-saccharose Anforderungen: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Exigences: Extraction du jus partir de la betterave Abzug Soutirage Die bisherigen Forderungen sollen durch einen Abzug 110 % a. Rbe erreicht werden: - TS-Gehalt im Extrakt (Rohsaft) hher - Saftdurchsatz in den nachfolgenden Prozessabschnitten geringer - Senkung des Wrmeenergiebedarfs (Anwrmung, Wasserverdampfung) Les exigences mentionnes doivent se raliser avec un soutirage de 110 % betterave : - Teneur en MS plus leve dans le jus brut - Dbit de jus moins important dans les sections de processus suivantes - Baisse du besoin en nergie calorifique (rchauffages, vaporation d'eau) niedrige Extrakttemperatur Jus de diffusion basse temprature - Die Energiewirtschaft der Extraktion wird von der Ausnutzung der im Kondensat und/oder Kristallisationsbrden enthaltenen Wrme bestimmt. - Die Wrmeausnutzung ist umso hher, je niedriger die Rohsafttemperatur am Ausgang der Extraktionsanlage gehalten werden kann. - Rohsafttemperatur ca. 10 - 15 K ber Frischschnitzeltemperatur - Le bilan nergtique de la diffusion dpend de la bonne utilisation de la chaleur contenue dans les condensats et/ou dans les vapeurs de cuite. - L'utilisation de la chaleur est d'autant plus bonne que la temprature du jus brut est faible la sortie de l'installation de diffusion. - Temprature du jus brut env. 10 15 K au-dessus de la temprature des cossettes Anforderungen: Extraktgewinnung aus Zuckerrben Exigences : Extraction du jus partir de la betterave Extrahierte Schnitzel Pulpes - hoher Trockensubstanzgehalt (grer 10 % TS-Gehalt) vorteilhaft De prfrence : matire sche leve (suprieure une teneur en M.S. de 10 %) - gute Abpressbarkeit der Schnitzel: Trockensubstanzgehalt der Pressschnitzelca. 22 % (bei Pressschnitzelabgabe) und deutlich grer 25 % (bei nachfolgender Schnitzeltrocknung) Bonne pressabilit des pulpes : matire sche des pulpes presses env. 22 % (si les pulpes presses sont vendues) et nettement suprieure 25 % (si les pulpes sont sches) - Arbeitsweise ohne Abwasseranfall Mode de travail sans production d'eau de rejet - Extraktionsverfahren mit vollstndiger Presswasserrcknahme (kologische und betriebswirtschaftliche Grnde) - Procd de diffusion avec recyclage de la totalit des eaux de presses (raisons cologiques et conomiques) Allgemeine Anforderungen Exigences gnrales - geringst mglicher Energiebedarf - hohe Verarbeitungsleistung bei geringen Investitionskosten und Kosten fr Wartung und Instandhaltung - Geringer Hilfsstoffverbrauch (Desinfektionsmittel, Schaumdmpfungsmittel, Schnitzelmesser, etc.) - Rduction maximale du besoin nergtique - Capacit de traitement leve bas cots d'investissement et de faibles cots pour l'entretien et la maintenance prventive - Faible consommation de produits consommables (dsinfectants, produits anti-mousse, couteaux de coupe-racine, etc.) Unterschiede in der Technologie Rbe / Rohr Diffrences technologiques betterave / canne Die Zuckergewinnung aus Zuckerrohrerfolgt im Prinzip ber die gleichen Verarbeitungsschritte wie bei der Zuckergewinnungaus der Rbe: La fabrication du sucre partir de la canne sucre se droule en principe selon les mmes tapes de procd que la fabrication du sucre partir de la betterave Gewinnung eines Rohsaftes Production du jus brut Reinigung des Rohsaftes Epuration du jus brut Eindampfen des Dnnsaftes zu Dicksaft Concentration du jus lger en vue d'obtenir le sirop Kristallisation des Dicksaftes im Zuckerhaus Cristallisation du sirop dans l'atelier de cristallisation Gewinnung des auskristallisierten Zuckers durch Zentrifugieren Sparation du sucre cristallis par centrifugation

Technologische Unterschiede bestehen hauptschlich bei der Les diffrences technologiques rsident surtout au niveau de la Rohsaftgewinnung Production du jus brut Reinigung des Rohsaftes Epuration du jus brut Rohsaftgewinnung aus Zuckerrohr Production du jus brut partir de la canne sucre Zerkleinern und Zerbrechen bzw. Zerfasern der Rohrstngel Coupage et broyage ou dfibrage des cannes Vorbrecher Pr-broyeur rotierende Messer (Rohrmesser) Couteaux rotatifs (coupe-cannes) Schredder (Hammermhlen) Dfibreurs (moulins marteaux) Auspressen auf Rohrmhlen Pressage dans des moulins canne Walzenmhlen (2 - 6) in Reihe Moulins cylindres (2 6) en batterie vor letzter Mhle Zugabe von Wasseraufdas Pressgut (Inhibierung) oderEintauchen (Wasser bzw. Saft) der Bagasse (Mazeration) zwischen denMhlen Avant le dernier moulin, addition d'eau sur le produit press (imbibition) ou trempage du bagasse dans de l'eau ou du jus (macration) entre les moulins

Gegenstrom-Verfahren Procd en contre-courant Rohsaftgewinnung aus Zuckerrohr Production du jus brut partir de la canne sucre Fliedigramm fr eine Rohrmhlenstrae (5 Rohrmhlen) mit Inhibition Schma fonctionnel d'une batterie de moulins (5 moulins) avec imbibition Quelle/Rf.: Peter Rein, Cane Sugar Engineering, Berlin 2007, S/p.131, Abb/fig. 5.20. Mi = Massenstrom zur Rohrmhle i // = Flux massique vers le moulin i Ji=Saftstrom von Mhle i // = Flux de jus provenant du moulin i Bi =Rohr / Bagasse-Massenstrom von Mhle i // Flux massique cannes/bagasse provenant du moulin i Extraktion von Zuckerrohr Diffusion de la canne sucre Rohr Canne 100 t/h Extraktion wird seit etwa 1972 praktiziert La diffusion s'opre depuis 1972 environ mechanische Vorbereitung des Zuckerrohrs (bis zu 90 % der zuckerhaltigen Zellen geffnet) Prparation mcanique de la canne (permettant d'ouvrir jusqu' 90 % des cellules contenant du sucre) Quelle/Rf.: Peter Rein, Cane Sugar Engineering, Berlin 2007, S/p.153, Abb/fig. 6.3,oben. Modellierung analog zur Zuckerrbenextraktion (Brniche-Olsen 1969, Rein und Woodburn 1974) Modlisation par analogie la diffusion des betteraves sucrires (Brniche-Olsen 1969, Rein et Woodburn 1974) 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus (partie A) EinfhrungIntroduction Grundlagen der ExtraktgewinnungBases de l'extraction du jus de diffusion Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Denaturierung Structure du tissu vgtal dans la racine principale de la betterave Dnaturation Chemie der ExtraktgewinnungChemische Zusammensetzung des Zuckerrbenwurzelkrpers Pektinstoffe und deren Reaktionen Chimie de l'extraction du jus de diffusion Composition chimique de la racine de la betterave Pectines et leurs ractions Mikrobiologie der Extraktgewinnung Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Mikroorganismen Microbologie de l'extraction du jus de diffusion Dcomposition enzymatique et microbienne du saccharose Microorganismes Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Bilan de la diffusion (bilan matires - Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matires) - Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Pertes de sucre (pertes de saccharose) - Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Bilan de la diffusion (bilan matires) Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Structure du tissu vgtal dans la racine principalede la betterave Der technologisch wichtigste Teil der Zuckerrbe ist der Wurzelkrper. Er ist aus einer groen Anzahl verschiedener Zellen zusammengesetzt: La partie la plus importante du point de vue technologique est la racine principale. Elle est constitue d'un grand nombre de cellules diffrentes. Parenchymzellen (Durchmesser 40 - 60 m; etwa 16 Millionen Zellen / cm Gewebe) machen etwa 2/3 bis 3/4 aller Zellen der Zuckerrbenwurzel aus und dienen als Speichergewebe fr den saccharosehaltigen Zellsaft. Les cellules parenchymales (diamtre 40 60 m; env. 16 millions de cellules / cm tissu) reprsentent les 2/3 aux 3/4 environ de toutes les cellules de la racine de betterave. Elles sont le magasin de rserve o s'accumule le suc cellulaire qui contient le saccharose. Leitbndel dienen dem Transport von gelsten Stoffen. Man unterscheidet: Les tissus conducteurs assurent le transport de matires dissoutes. On distingue : - Phloemzellen (Siebrhrengewebe) fr den Transport gelster organischer Stoffe (besonders der Assimilate). Sie bestehen aus Les cellules du phlome (tubes cribls) servent au transport de matires organiques dissoutes (surtout des assimilats). Elles sont constitues greren, sehr langen Siebzellen, die durch Siebplatten voneinander getrennt sind (bei der reifen Rbe sind die Poren der Siebplatten geschlossen) des cellules cribles allonges, grandes, spares les unes des autres par des cloisons transversales perfores (les pores des cloisons transversales d'une betterave mre sont fermes) kleineren Geleitzellen des cellules compagnes, plus petites -Tracheen (Durchmesser 20 40 m, Zellwnde mit Lignin versteift) bilden ein rhrenfrmiges System, das Xylem (Gefe), fr den Transport von Wasser und gelsten IonenLes trachides (diamtre 20 40 m, parois cellulaires paissies par des dpts de lignine) forment un systme tubulaire, le xylme (vaisseaux), assurant le transport d'eau et d'ions dissous Epidermiszellen bilden die Auenhaut der Zuckerrbe. Les cellules pidermiques forment la peau extrieure de la betterave Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Structure du tissu de la racine principale de la betterave Quelle / Rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie (2000) Bau eines kollateralen Leitbndels(nach / selon Strasburger 1991) Architecture d'un tissu conducteur collatral Py Parenchymgewebe / tissu parenchymal, Sk Sklerenchym / sclrenchyme (Sttzgewebe / tissu de support) pX Protoxylem / protoxylme, X Xylem / xylme, K Kambium / Cambium (Bereich zwischen Phloem und Xylem / zone entre phlome et xylme), P Phloem / phlome, s Siebrhren / tubes cribleurs, g Geleitzellen / cellules compagnes Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Structure du tissu de la racine principale de la betterave Quelle: F.Schneider, Technologiedes Zuckers (1968) Verteilung des Xylems in der Rbe (schematisiert, nach Tullin 1951) Distribution du xylme dans la betterave (schma selon Tullin 1951) Phloem innerhalb des Parenchyms (nach Tullin 1951) Phlome dans le parenchyme (selon Tullin 1951) a) Parenchymzelle / cellule parenchymale, b) Geleitzelle / cellule compagne,c) Siebplatte / cloison transversale perfore, d) Siebzelle / cellule crible Parenchymgewebe (1) Tissu parenchymal (1) Die Parenchymzellen bestehen aus dem Zellinhalt (Protoplast) und der Zellwand. Les cellules parenchymales se constituent ducontenu de la cellule (protoplaste) et de la paroi cellulaire. Der Zellinhalt besteht ausLe contenu de la cellule se compose -Cytoplasma (enthlt Eiweistoffe, Nucleinsuren, Kohlenhydrate, Lipide, Mineralstoffe, Enzyme) du cytoplasme (contenant des protines, acidesnucliques, hydrates de carbone, lipide, sels minraux, enzymes) -Zellkern (Trger der Erbmasse, enthlt hauptschlich Nucleinsuren, Enzyme) du noyau cellulaire (porteur de l'information gntique, comprenant surtout des acides nucliques, enzymes) -Vakuolen (Hohlrume), die den saccharose-haltigen Saft aufnehmen und bei der reifen Rbe zu 95 % den Zellraum fllen. des vacuoles (espaces creux) reprsentant dans la betterave mre jusqu' 95 % du volume cellulaire. Elles accumulent le suc de saccharose Parenchym (schematisiert) Parenchyme (schmatis) a) Interzellularrume ( espaces intercellulaires, b) Mittellamelle / lamelle mdiane, c) Zellkern / noyau cellulaire, d) Cytoplasma / cytoplasme, e) Plasmalemma / plasmalemme, f) Tonoplast / tonoplaste,g) Zellwand / paroi cellulaire, h) Vakuole / vacuole, i) Kernkrperchen / nuclole Quelle: F. Schneider, Technologie des Zuckers (1968) Die Zellwand (Dicke ca. 2 m) besitzt einen mehrschichtigen Aufbau La paroi cellulaire (paisseur env. 2 m) est constitue de plusieurs couches -primre Zellwand la paroi cellulaire primaire -sekundre Zellwand la paroi cellulaire secondaire -Mittellamelle ( besteht vorwiegend aus Pektin) la lamelle mdiane (constitue surtout depectine) An Tpfel genannten Stellen ist die Zellwand deutlich dnner (0,2 bis 0,5 m). In den Tpfeln stellen Plasmodesmata (kleine Kanle mit 30 nm Durchmesser) die Verbindung zwischen den einzelnen Zellen her.Aux endroits appels "lacunes", la paroi cellulaire est nettement plus mince (0,2 0,5 m). La liaison entre les diffrentes cellules est tablie au sein des lacunes par les plasmodesmes (petits canaux de 30 nm de diamtre) Parenchymgewebe (2) Tissu parenchymal (2) Das Cytoplasma wird durch zwei semipermeable Membranen (Dicke 4-7 m, Lipiddoppel-schicht mit 35-40 % eingelagertem Protein) abgegrenzt: Le cytoplasme est dlimit par deux membranes semi-permables (paisseur 4 7 m, lipides en double couche avec 35 40 % de protines)-Tonoplast (gegen die Vakuole) le tonoplaste (sparation par rapport aux vacuoles) -Plasmalemma (gegen die Zellwand),le plasmalemme (sparation par rapport la paroi cellulaire) die das Austreten des Zellsaftes verhindern. qui renferment le suc cellulaire. Durchlssigkeit der Vakuolenmembran fr Saccharose besonders gering: La permabilit de la membrane vacuolaire est particulirement faible pour le saccharose. -berwindung durch aktiven Transport mit Energieverbrauch Passage par le biais d'un transport actif avec consommation d'nergie -hohe Saccharosekonzentration von 175 g/l mglich; verursacht osmotischen Druck(Turgor) von 0,4 0,8 MPa ; erhhte mechanische Stabilitt. Des concentrations leves de saccharose de 175 g/l sont possibles; ceci est l'origine d'une pression osmotique (turgor) de 0,4 0,8 MPa; stabilit mcanique accrue

Interzellularrume (reich versteltes Kanalsystem) dienen dem Transport von Gasen. Espaces intercellulaires (systme de canaux abondamment ramifi) servant au transport de gaz.

Parenchym (schematisiert) Parenchyme (schmatis) a) Interzellularrume ( espaces intercellulaires, b) Mittellamelle / lamelle mdiane, c) Zellkern / noyau cellullaire, d) Cytoplasma / cytoplasme, e) Plasmalemma / plasmalemme, f) Tonoplast / tonoplaste,g) Zellwand / paroi cellulaire, h) Vakuole / vacuole, i) Kernkrperchen / nuclole Quelle: F. Schneider, Technologie des Zuckers (1968) Saccharosekonzentration in den unterschiedlichen Gewebe-arten der Zuckerrbe(Kursanov 1974, Saftner et al. 1983) Concentration de saccharose dans les diffrents types de tissu de la betterave *) Der durch diese Konzentration verursachte osmotische Druck (0,4-0,8 MPa) presst die Zellwnde zusammen (Turgor = Innendruck des Zellsaftes) und verleiht ihnen mechanische Stabilitt. La pression osmotique cause par cette concentration (0,4 0,8 MPa) exerce une pression sur les parois cellulaires (turgor = pression interne du suc cellulaire) et leur confre une stabilit mcanique Quelle / Rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie (2000) AnteilGewebeart AnteilZellbestandteil in % in % mol/l g/l70 - 75 Parenchym 70,2 Vakuole 0,51 175 *6,6 Cytoplasma 0,076 2610,2 Zellwand 0,063 2225-30 Phloem 0,2 - 0,3 68-103Xylem 0,0 0SaccharosekonzentrationDenaturierung Dnaturation Voraussetzung fr die Extraktion des saccharosehaltigen Zellsaftes ist die ffnung der Zellen. Dies kann erfolgen durch: La condition pralable l'extraction du suc cellulaire riche en saccharose est l'ouverture des cellules. Ceci peut se faire par -Mechanische ffnung der Zellen ( Schnitzelherstellung ) Bei mechanischen Beschdigungen und beim Schnitzeln der Rben werden 5-10 % der Zellen mechanisch geffnet bzw. zerquetscht. Ouverture mcanique des cellules (production des cossettes) Dans le cas d'endommagements mcaniques et lors du dcoupage des betteraves 5 10 % des cellules sontouvertes mcaniquement ou bien crases - Denaturierung Dnaturation Mit Denaturierung wird das Abtten des lebenden Pflanzengewebes bezeichnet. Dies kann erreicht werden durch La dnaturation est la destruction du tissu vgtal vivant. Ceci peut se faire par Temperatureinwirkung (Hitze, Gefrieren) Einwirkung von Chemikalien Elektroplasmolyse (s. F&E-Projekt Elektroporation) Einwirkung von Ultraschall Action de la temprature (chaleur, gel) Action de produits chimiques Electroplasmolyse (voir projet R&D "Electroporation") Action des ultrasons Bei der konventionellen Zuckertechnologie werden die Zellen des Rbengewebes durch Wrmeeinwirkung (70 - 78 C) abgettet und geffnet. Dans le processus sucrier conventionnel, les cellules du tissu cellulaire de la betterave sont dtruites et ouvertes par l'action de la chaleur (70 78 C). Thermische Denaturierung Dnaturation thermique Der Denaturierungsgrad, d. h. der Anteil der denaturierten Zellen an der Gesamtzahl der Zellen, ist abhngig von - Temperatur - Dauer der Temperatureinwirkung Le taux de dnaturation, c..d. le pourcentage des cellules dnatures par rapport au nombre totale des cellules dpend de - la temprature - de la dure de l'exposition la temprature Bei einer Temperatur - von 60 C sind nach 30 min - von 70 C sind nach 15 min - von 80 C sind nach 8 min 90 % der Zellen denaturiert. 90 % des cellules sont dnatures - aprs 30 min. une temprature de 60 C - aprs 15 min. une temprature de 70C - aprs 8 min. une temprature de 80 C Volumenanteil m thermisch denaturierter Rbenzellen des Parenchymgewebes (---) und des Phloems (---) Fraction volumique phi de cellules de betteraves chaudes du tissu parenchymal (---) et du phlome (---) Daten nach Schneider und Hofmann-Walbeck 1953 Donnes selon Schneider et Hofmann-Walbeck 1953) 0 5 10 15 20 2500,20,40,60,81,0Volumenanteil m70C70C50C50CZeit in min Wrmeempfindlichkeit der Zellwand-bestandteile (Pektin) begrenzt Temperatur nach oben: La sensibilit la chaleur des composants cellulaires (pectine) pose une limite a l'augmentation de la temprature Die optimale Extraktionstemperatur betrgt 72-74 C. La temprature de diffusion optimale est de 72 74 C. 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus de diffusion (partie A) EinfhrungIntroduction Grundlagen der ExtraktgewinnungBases de l'extraction du jus de diffusion Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Denaturierung Structure du tissu vgtal dans la racine principale de la betterave Dnaturation Chemie der ExtraktgewinnungChemische Zusammensetzung des Zuckerrbenwurzelkrpers Pektinstoffe und deren Reaktionen Chimie de l'extraction du jus de diffusion Composition chimique de la racine de la betterave Pectines et leurs ractions Mikrobiologie der Extraktgewinnung Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Mikroorganismen Microbologie de l'extraction du jus de diffusion Dcomposition enzymatique et microbienne du saccharose Microorganismes Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Bilan de la diffusion (bilan matires - Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) - Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Pertes de sucre (pertes de saccharose) - Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Bilan de la diffusion (bilan matires) Mittlere chemische Zusammensetzung des Zuckerrben-wurzelkrpers in g/100 g Rben Composition chimique moyenne de la racine de betterave en g/100 g betterave Wassergehalt ..73,0 - 76,5 Teneur en eau Trockensubstanzgehalt 23,5 - 27,0 Matire sche Saccharosegehalt14,0 - 20,0 Teneur en saccharose Gehalt an Nichtsaccharosestoffen ..7,0 - 9,5 Teneur en non-saccharose Wasserunlsliche Verbindungen (Mark) ...4,5 - 5,0 Composs insolubles dans l'eau (marc) Cellulose, Hemicellulosen, Pektinstoffe, Lignin Proteine, Saponine, Lipide, Anorganische Ver- bindungen (Asche) Cellulose, hmicelluloses, pectines, lignine, protines, saponines, lipides, composs anorganiques (cendre) Lsliche Verbindungen .~ 2,5 Composs solubles - Stickstofffreie organische Verbindungen 0,9 - 1,1 Composs organiques exempts d'azote Monosaccharide, Raffinose, Pektinstoffe,organische Suren, Lipide, Saponine, etc. Monosaccharides, raffinose, pectines, acides organiques, lipides, saponines etc. - Stickstoffhaltige organische Verbindungen 1,0 - 1,2 Composs organiques contenant de l'azote Proteine, Betain, Aminosuren, Amide Ammoniumsalze, Nitrate, Nitrite, etc. Protines, betaine, acides amins, amides, sels d'ammonium, nitrates, nitrites, etc. - Anorganische Verbindungen (Asche).0,4 - 0,5 Composs anorganiques (cendre) Qualittsbestimmende Inhaltsstoffe in Zuckerrben aus Nord- und Sdspanien (M. Ruiz-Holst et al. 2003) Substances dterminant la qualit dans lesbetteraves en Espagne du Nord et du Sud (M. Ruiz-Holst et al. 2003)Mittelwerte der Kampagnen 1980 -1997 Valeurs moyennes des campagnes 1980 1997 Qualittsbewertung von Zuckerrben ausNord- und Sdspanien (M. Ruiz-Holst et al. 2003) Evaluation de la qualit de betteraves de l'Espagne du Nord et du Sud(M. Ruiz-Holst et al. 2003) Effektive Alkalitt in mmol/100 g S; Nichtsaccharose im Dicksaft in g/100g S; Dicksaftreinheit in %; Dicksaftfarbe IE(420) x 10-2 Alcalinit effective en mmol/100 g S; non-saccharose dans le sirop en g/100g S; purets de sirop en %; coloration sirop IE(420) x 10-2 Quelle/ Rf.:: M. Ruiz-Holst et al., Bewertung der technischen Qualitt von Zuckerrben in Sdspanien, Zuckerind. 128 (2003), Nr. 12, 879 887. Mark- und Saftgehalt von Zuckerrben Teneur en marc et en jus dans la betterave Markgehalt von Zuckerrben Teneur en marc de la betterave Summe aller Rbenbestandteile, die nach vollstndiger wssriger Extraktion (festgelegte Bedingungen: Temperatur, pH-Wert, Dauer) zurckbleiben (Claassen 1916) Total de tous les composants de la betterave restant comme rsidus aprs une diffusion aqueuse complte (conditions dfinies: temprature, pH, dure) (Claassen 1916) Markgehalt der Zuckerrben liegt im Durchschnitt zwischen 4 % und 5 % (erhebliche Abweichungen je nach Sorte und Anbaubedingungen mglich) La teneur en marc des betteraves se situe en moyenne entre 4 % et5 % (pouvant prsenter d'importants carts en fonction de la varit et des conditions de culture) Pressschnitzelanfall wird durch den Markgehalt beeinflusst (s. Bilanz der Extraktion) La production de pulpes presses est influence par la teneur en marc (voir bilan de la diffusion) Technologisch bedeutsam ist der Gehalt an Pektinstoffen (Strukturelemente der primren Zellwand und der Mittellamelle). Der Pektingehalt der Zuckerrben liegt bei 1 - 2 % (25 30 % der Trockenmasse von extrahierten Schnitzeln) La teneur en pectines revt une grande importance technologique (lments structuraux de la paroi cellulaire primaire et de la lamelle mdiane) La teneur en pectine de la betterave varie entre 1 2 % (25 30 % de la matire sche des pulpes humides) Extrakt (Rohsaft) Jus de diffusion (jus brut) Der Rohsaft enthlt alle im Zellsaft der Zuckerrben echt oder kolloidal gelsten Stoffe. Le jus brut comporte toutes les substances contenues dans le suc cellulaire de la betterave en solution vraie ou colloidale. Pektinstoffe(Polysaccharide des Rbenmarks) Pectines(polysaccharides du marc de betterave) Pektinstoffe sind Polysaccharide (ebenso wie die anderen Markbestandteile Cellulose und Hemicellulosen) Grundbaustein ist die kettenfrmig angeordnete Polygalacturonsure (Pektinsure) Veresterung mit Methanol und Essigsure Les pectines sont des polysaccharides (de mme que les autres composants du marc, la cellulose et les hmicelluloses) - Le module de base est l'acide polygalacturonique dispos en forme de chane (acide pectique) - Estrification avec du mthanol et de l'acide actique Da das Rbenpektin pH- und temperaturempfindlich ist, mssen bei der Extraktion bestimmte Werte eingehalten werden Temperatur73 C pH-Wert5,0 - 5,5 (gemessen bei 20 C) Le pectine de la betterave tant sensible au pH et la chaleur, il est indispensable de respecter certaines valeurs Temprature73 C pH5,0 5,5 (mesure faite une temprature de 20 C) Mit zunehmender Extraktionszeit und -temperatur steigt der Pektin- bzw. der Polysaccharidgehalt im Rohsaft - Schwierigkeiten bei der Extraktion (Extraktionsverluste steigen) - Abpressbarkeit der Schnitzel durch Zellwand-Polysaccharidabbau schlechter (verbrhte Schnitzel) - Beeintrchtigung nachfolgender Verfahrensabschnitte (Saftreinigung, Kristallisation) La teneuer en pectine ou en polysaccharides du jus brut augmente avec l'augmentation du temps de diffusion - Problmes au niveau de la diffusion (les pertes diffusion augmentent) - La pressabilit des pulpes diminue due la dcomposition des polysaccharides du paroi cellulaire (cossettes chaudes) - Rpercussions ngatives sur les sections de procd suivantes (puration, cristallisation) Pektinstoffe( Polysaccharide des Rbenmarks ) Pectines (polysaccharides du marc debetterave) Quelle: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie (2000)Geschwindigkeitskonstante k der Pektinauflsung (Braunsteiner at al. 1983) Constante de vitesse k de la dissolution de pectine (Braunsteiner at al. 1983) Bildung von lslichen Anteilen aus der Schnitzelgerstsubstanz in Abhngigkeit vom pH-Wert (Cronewitz 1987) Formation de substances solubles provenant de la structure de base des cossettes en fonction du pH (Cronewitz 1987) Pektingehalt im Extrakt Teneur en pectine du jus de diffusion Begrenzender Faktor fr die Temperatur- und pH - Wertfhrung whrend der Extraktion ist die Wrme- bzw. pH Wertempfindlichkeit des Rbengewebes ( Pektinstoffe) La sensibilit la chaleur et au pH du tissu de la betterave (substances pectiques) est le facteur qui pose des limites la gestion de la temprature et du pH pendant la diffusion Pektinstoffe werden bei Temperaturen > 75 C abgebaut und gehen verstrkt in Lsung und verursachen Verarbeitungsschwierigkeiten Les substances pectiques sont dcomposes des tempratures > 75 C et ont tendance entrer en solution Extraktionstemperatur ca. 73 C Temprature de diffusion env. 73 C Bei einem pH Wert von 4,0 ist der Pektingehalt am geringsten. A une pH de 4,0, la teneur en pectine est au plus bas niveau Wegen der damit verbundenen Saccharosehydrolyse ist ein solcher pH Wert aber nicht anwendbar. Toutefois, il n'est pas possible de travailler un tel pH en raison de l'hydrolyse du saccharosepH Wert 5,0 5,5 pH de 5,0 5,5 Quelle: F. Schneider, Technologie des Zuckers (1968) Pektingehalt im Extrakt in Abhngigkeit von Temperatur und Zeit Teneur en pectine dans le jus de diffusion en fonction de la temprature et du temps Chemie des Pektinabbaus Chimie de la dcomposition de la pectine Quelle/Rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie (2000) Hauptreaktionen von Pektin (unter alkalischen Bedingungen) Ractions principales de la pectine (en milieu alcalin) Chemische Reaktionen des Pektins Ractions chimiques de la pectine Carboxylgruppen des Rbenpektins / Groupes carboxyliques de la pectine de betterave - zu etwa 55 % verestert estrifis pour environ 55 % - nicht veresterte Carboxylgruppen verhalten sich wie Kationenaustauscher Austauschkapazitt 66,7 mq/100 g Pressschnitzeltrockensubstanz (Schiweck 1971) Affinitt verschiedener Kationen La 3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > Li+ Aufnahmevermgen der Rbenschnitzel fr Ca2+-Ionen im Bereich 1,0 1,6 mq/g Marksubstanz les groupes carboxyliques non estrifis se comportent comme des changeurs de cations Capacit d'change 66,7 mq/100 g matire sche de pulpes presses (Schiweck 1971) Affinit de diffrents cations La 3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+ > Li+ Capacit d'absorption des cossettes de betterave d'ions Ca2+ : env. 1,0 1,6 mq/g substance de marc Austauschkapazitt von Rbenmark spielt bei Manahmen zur Verbesserung der Schnitzelabpressung eine bedeutende Rolle (Einsatz von Presshilfsmitteln) La capacit d'change de marc de betterave joue un rle important dans des actions visant amliorer le pressage des pulpes (utilisation d'adjuvants de pressage) Erhhung der Aufnahmekapazitt des Rbenmarks fr Calcium-Ionen durch alkalische Vorbehandlung der Rbenschnitzel (Alkalische Extraktion) La capacit d'absorption du marc de betterave pour des ions de calcium augmente suitei une prparation alcaline des cossettes (extraction alcaline) 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus de diffusion (partie A) EinfhrungIntroduction Grundlagen der ExtraktgewinnungBases de l'extraction du jus de diffusion Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Denaturierung Structure du tissu vgtal dans la racine principale de la betterave Dnaturation Chemie der ExtraktgewinnungChemische Zusammensetzung des Zuckerrbenwurzelkrpers Pektinstoffe und deren Reaktionen Chimie de l'extraction du jus de diffusion Composition chimique de la racine de la betterave Pectines et leurs ractions Mikrobiologie der Extraktgewinnung Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Mikroorganismen Microbologie de l'extraction du jus de diffusion Dcomposition enzymatique et microbienne du saccharose Microorganismes Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Bilan de la diffusion (bilan matires Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Dcomposition enzymatique et microbienne de saccharose Enzymatische Reaktionen /Raction enzymatiques Synthese und Verstoffwechselung der Saccharose (z. B. bei der Lagerung) laufen in der Rbe auf enzymatischem Weg ab. La synthse et la mtabolisation du saccharose (p. ex. au cours du stockage) se droulent dans la betterave par voie enzymatique - Saccharosehydrolyse ber Invertase-Enzyme zu Glucose und Fructose (Invertzucker-Bildung) als 1. Schritt dieser Verstoffwechselung L'hydrolyse du saccharose par le biais d'enzymes d'invertase le transformant en glucose et fructose (formation de sucre inverti) est la premire tape de cette mtabolisation - Saccharoseverluste durch Invertaseaktivitt unter Extraktionsbedingungen im Bereich 0,005 - 0,15 % a. Rbe (de Bruijn et al. 1991) Pertes de saccharose par l'activit de l'invertase dans les conditions rgnant pendant la diffusion de l'ordre de 0,005 0,15 % betterave (de Bruijn et al. 1991) Mikrobieller Saccharoseabbau / Dcomposition microbienne du saccharose Saccharose ist ein gutes Substrat fr Mikroorganismen / Le saccharose est un bon substrat pour les microorganismes - Eintragen von Mikroorganismen (Inokulation) in jedem Prozessschritt mglich L'entre de microorganismes (inoculation) peut avoir lieu chaque tape de processus - Unter Extraktionsbedingungen (Temperatur, pH-Wert, Aufenthaltszeit) knnen Mikroorganismen existieren Les conditions rgnant pendant la diffusion (temprature, pH, temps de sjour) permettent aux microorganismer d'exister - Saccharoseverluste durch Mikroorganismenttigkeit 0,2 - 0,4 % a. Rbe (Bidan et al. 1963); abhngig von Desinfektionsmanahmen Pertes de saccharose par l'activit de microorganismes : 0,2 0,4 % betterave (Bidan et al. 1963). Ceci dpend des mesures de dsinfection. Enzymatischer Saccharoseabbau Dcomposition enzymatique de saccharose 3 Invertasen 3 invertases An der Zellwand gebunden; Optimum der Aktivitt bei pH 4,5 relativ temperaturstabil (20 30 % Restaktivitt bei 70 Cund 90 min ) lis au niveau de la paroi cellulaire ;optimum de l'activit pH 4,5 ; relativement stables la temprature ; (20 30 % d'activit rsiduelle 70 C et 90 min) lslich, im Cytoplasma Optimum der Aktivitt bei pH 7,5 temperaturempfindlich, daher schnelle Inaktivierung unter Extraktionsbedingungen Solubles, dans le cytoplasme : optimum de l'activit pH 7,5; sensibles la temprature, donc inactivation rapide dans des conditions rgnant pendant la diffusion lslich, in Vakuolesolubles, dans les vacuoles Quelle/ Rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie ( 2000) Enzyme in der Parenchymzelle der Zuckerrbe Enzymes dans la cellule parenchymale de la betterave Eintrag von Mikroorganismen in den Produktionsprozess Entre de microorganismes dans le processus de production Mikroorganismen werden auf folgenden Wegen eingetragen, ber / L'entre des microorganismes a lieu de la manire suivante den Restschmutzgehalt (Bodenbakterien im Erd- und Sandanhang) der Rben Haupteintrag fr Mikroorganismen 1 - 5 Milliarden Keime / 1 g Ackerboden Rbenwsche La teneur rsiduelle en terre (bactries du sol dans la terre et le sable adhrents) arrivant avec les betteraves Source principales de microorganismes 1 - 5 milliards de germes / 1 g sol de champ Lavage des betteraves den Zuckerrben anhaftendes Wasch- und Transportwasser (Schwemmwasser) Wasserfhrung (Kreislufe) und Betriebsweise (pH-Wert, Temperatur) Wasserabscheider, Nachwsche der Rben L'eau de lavage et de transport adhrente aux betteraves Circuits de l'eau (recyclages) et mode de fonctionnement (pH, temprature) Sparateur d'eau, lavage de finition des betteraves das verwendete Betriebs- bzw. Extraktionswasser / L'eau de service ou de diffusion utilise die Luft / L'air Eine stndige Infektionsquelle ist die Kreislauffhrung des Presswassers. Le recyclage de l'eau de presses est une source d'infection permanente. Einteilung der Mikroorganismen Classement des microorganismes Die Einteilung erfolgt nach dem Temperaturbereich ihres optimalen Wachstums. Le classement se fait en fonction de la plage de temprature permettant leur croissance optimale Psychrophile Mikroorganismen optimales Wachstum zwischen 10 - 20 C oberhalb 30 C nicht lebensfhig keine Bedeutung fr die Extraktgewinnung (aber fr die Rbenlagerung) Microorganismes psychrophiles Temprature optimale de croissance entre 10 et 20 C Incapables de survivre des tempratures suprieures 30 C Ils n'interviennent pas pendant l'extraction du jus (mais pendant le stockage des betteraves) Einteilung der Mikroorganismen Classement des microorganismes Mesophile Mikroorganismen optimales Wachstum bei 30 C (20 - 37 C) oberhalb 45 C nicht lebensfhig machen 99 % der praktisch vorkommenden Spezies aus bei der Extraktion nur in Bereichen mit Temperaturen < 40 C von Bedeutung (Gegenstromschnitzelmaische, Auswurf der extrahierten Schnitzel, Schnitzelpressen) Leuconostoc mesenteroides, Hefen und Schimmelpilze Microorganismes msophiles Temprature optimale de croissance 30 C (20 - 37 C) Incapables de survivre des tempratures suprieures 45 C Ils reprsentent 99 % des spcies rencontrs en pratique En diffusion, ils n'interviennent que dans les zones de temprature < 40 C (malaxeur cossettes en contre-courant, pulpes humides rejetes, presses pulpes) Leuconostoc mesenteroides, levures et moississures Einteilung der Mikroorganismen Classement des microorganismes Unter den Bedingungen der Extraktgewinnung (Temperatur, pH-Wert, Saccharose-konzentration) haben folgende Mikroorganismen die grte Bedeutung: Sous les conditions d'extraction (temprature, pH, concentration de saccharose), la plus grande importance revient aux microorganismes suivants : Thermophile Mikroorganismen optimales Wachstum bei 55 C (50 - 65 C) oberhalb 70 C nachlassende Vermehrung und Stoffwechselaktivitt machen etwa 1 % der praktisch vorkommenden Spezies aus Bacillus subtilus, Bacillus coagulans, Saccharococcus thermophilus Microorganismes thermophiles Temprature optimale de croissanc 55 C (50 - 65 C) Au-dessus de 70 C, ralentissement de la multiplication et de l'activit mtabolique Ils reprsentent env. 1 % des spcies rencontrs en pratique Bacillus subtilus, Bacillus coagulans, Saccharococcus thermophilus Einteilung der Mikroorganismen Classement des microorganismes Hochthermophile Mikroorganismen optimales Wachstum im Bereich 65 - 70 C ber 70 C noch berlebensfhig machen etwa 0,05 % der praktisch vorkommenden Spezies aus Bacillus stearothermophilus (hauptschlich fr Saccharoseabbau in Extraktionsanlagen verantwortlich) Bacillus sphaericus, Bacillus thermodenitrificans Clostridien-Arten (Clostridium thermohydrosulfuricum, Clostridium thermosaccharolyticum) bilden anaerobe Infektionen Microorganismes hautement thermophiles Temprature optimale de croissance dans une plage de 65 70 C Ils sont capables de survivre des tempratures suprieures 70 C Ils reprsentent env. 0,05 % des spcies rencontrs en pratique Bacillus stearothermophilus (responsable avant tout de la dcomposition du saccharose dans les installations de diffusion) Bacillus sphaericus, Bacillus thermodenitrificans Les espces du genre Clostridium (Clostridium thermohydrosulfuricum, Clostridium thermosaccharolyticum) sont l'origine d'infections anarobiesVermehrungsphasen von Mikroorganismen Phases de multiplication de microorganismes Mikroorganismen, die in ein Substrat bertragen werden, in dem sie alle lebensnotwendigen Voraussetzungen vorfinden, beginnen sich zu vermehren. Nach Monod knnen 6 Phasen unterschieden werden (ruhendes Medium, z. B. bei Betriebsstillstand oder in Totrumen): Les microorganismes poss dans un substrat qui leur offre les conditions ncessaires commencent se dvelopper. Selon Monod, on distingue 6 phases (milieu non agit, p. ex. arrt d'installation ou dans des zones mortes) : Latenzphase ( lag Phase) - Anpassungsphase der Mikroorganismen an das neue Milieu (Aktivierung des Stoffwechsels, keine Vermehrung) - Dauer etwa 4 h (Verlngerung durch Desinfektionsmittelanwendung und Temperaturerhhung) Phase de latence (phase lag) - Phase d'adaptation des microorganismes au nouvel environnement (activation du mtabolisme, aucun dveloppement) - Dure environ 4 h (prolongation par utilisation de bactricides et augmentation de la temprature Beschleunigungsphase (Akzelerationsphase) - Beginn mit erster Zellteilung und weiterer Vermehrung Phase d'acclration - Commence par la premire division cellulaire, puis dbut du dveloppement Vermehrungsphasen von Mikroorganismen Phases de multiplication de microorganismes Exponentielle Vermehrungsphase (log - Phase) - Vermehrungsgeschwindigkeit ist maximal und konstant Phase de croissance exponentielle (phase log) - La vitesse de dveloppement atteint un maximum et est constante Verzgerungsphase mit abnehmender Vermehrungsgeschwindigkeit - Substratverarmung, Anreicherung toxischer Stoffwechselprodukte Phase de ralentissement pendant laquelle la vitesse de croissance diminue - Appauvrissement du milieu, enrichissement en dchets mtaboliques toxiques Stationre Phase mit konstanter Keimzahl Phase stationnaire avec un nombre de germes constant Letale Phase mit Abnahme der Keimzahl Phase ltaleavec diminution du nombre de germes Vermehrungsphasen von Mikroorganismen Phases de multiplication de microorganismesQuelle/rf.: : Mller, Grundlagen der Lebensmittelmikrobiologie Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen Dchets mtaboliques des microorganismes Die Produkte mikrobieller Aktivitt sind sehr unterschiedlich. Folgende Stoffe werden gebildet (abhngig von Bakterienart und Infektionshhe): Les produits rsultation de l'activit microbienne sont trs divers : les substances suivantes se forment (selon le type de bactrie et le degr d'infection) Organische Suren - L-Milchsure (Hauptprodukt von mesophilen und thermophilen Mikroorganismen,z. B. 75 - 95 % der gebildeten Suren bei Bacillus stearothermophilus) - Fettsuren (Essigsure, Propionsure, Buttersure, Isobuttersure, Valeriansure) - Surebildung fhrt zu einem pH-Abfall Alkalittsminderer und Melassebildner (lsliche Calciumsalze) Verbesserung der Schnitzelabpressun Acides organiques - Acide lactique L (produit principal des microorganismes msophiles et thermophiles, p. ex. 75 95 % des acides produits par Bacillus stearothermophilus) - Acides gras (acide actique, acide propionique, acide butyrique, acide isobutyrique, acide pentanoique) - La formation d'acide entrane une chute du pH Rducteurs d'alcalinite et substances mlassignes (sels de calcium solubles) Amlioration de la pressabilit des pulpes Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen Dchets mtaboliques des microorganismes Reduzierende Substanzen Substances rductrices Polysaccharide ( Dextran, Lvan ) durch Leuconostoc-Arten Polysaccharides (dextrane, lvane ) par des espces du genre leuconostoc Nitrit (Reduktion von Nitrat ), z. B. durch Bacillus stearothermophilus Nitrite (rduction de nitrate), p. ex. par Bacillus stearothermophilus Gasfrmige Stoffwechselprodukte, besonders Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Wasserstoff ( H2 ), Schwefelwasserstoff ( H2S ), durch anaerobe, thermophile Clostridien ( Hemmung durch Zugabe von Luft ) Dchets mtaboliques gazeux, notammentdioxide de carbone (CO2), mthane (CH4), hydrogne ( H2 ), hydrogne sulfur ( H2S ), par des clostridies thermophiles anarobie, (inhibition par l'ajout d'air) Sauerstoffeintrag (1) Entre d'oxygne (1) Sauerstoffgehalt in der Extraktionsflssigkeit ist in allen Extraktionssystemen sehr gering: mehr oder weniger anaerobe Verhltnisse La teneur en oxygne du liquide de diffusion est trs faible dans tous les systmes de diffusion : conditions plus ou moins anarobies Groe Unterschiede hinsichtlich des Lufteintrages bei der Extraktion zwischen Trommelextraktionsanlage (RT) und Bandextraktionsanlage (De Smet) sowie dem Extraktionstrog (DDS) und dem Extraktionsturm. De grandes diffrences en ce qui concerne l'entre d'oxygne en diffusion existent entre l'installation de diffusion tambour (RT) et l'installation de diffusion bande (De Smet) ainsi qu'entre la cuve de diffusion (DDS) et la tour de diffusion Wachstum anaerober Bakterien mglich (z. B. Clostridien-Arten) La croissance de bactries anarobies est possible (p.ex. du genre clostridies) Der Sauerstoffgehalt des Schnitzel/Saft - Gemisches beeinflusst im Falle einer bakteriellen Infektion die Zusammensetzung der Stoffwechselprodukte La teneur en oxygne du mlange jus/cossettes influence la composition des dchets mtaboliques dans le cas d'une infection bactrienne. Sauerstoffeintrag (2) Entre d'oxygne (2) Bei strkeren Infektionen, vor allem mit Clostridien - Wasserstoff-Bildung (explosionsfhige Wasserstoff/Luft-Gemische); anaerobe Stmme bilden aus 1 mol Hexose: 1 mol Wasserstoff (H2), 1 mol Ethanol, 0,5 mol Essigsure, 0,5 mol Milchsure, 1,5 mol Kohlendioxid (CO2) - Schwefelwasserstoff-Bildung (H2S) bei Anwesenheit von ausreichend hohen Sulfit-Ionenkonzentrationen (Ansuerung des Extraktionsfrischwassers mit SO2) Dans le cas d'une forte infection, surtout avec des clostridies - Formation d'hydrogne (mlanges hydrogne/air explosibles) ; partir de 1 mol de hexose, les souches anarobies forment: 1 mol d'hydrogne (H2), 1 mol d'thanol, 0,5 mol d'acide actique, 0,5 mol d'acide lactique, 1,5 mol dioxyde de carbone (CO2) - Formation d'hydrogne sulfur (H2S) en cas de prsence de concentrations suffisamment leves d'ions de sulfite (acidification de l'eau frache de diffusion avec du SO2) Zugabe von feinverteilter Luft zum Schnitzel/Saft - Gemisch als Gegenmanahme Contre-mesure : ajout d'air finement rpartie dans le mlange jus/cossettes 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus de diffusion (partie A) EinfhrungIntroduction Grundlagen der ExtraktgewinnungBases de l'extraction du jus de diffusion Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der ZuckerrbeDenaturierung Structure du tissu dans la racine de la betterave Dnaturation Chemie der ExtraktgewinnungChemische Zusammensetzung des Zuckerrbenwurzelkrpers Pektinstoffe und deren Reaktionen Chimie de l'extraction du jus de diffusion Composition chimique de la racine de la betterave Mikrobiologie der Extraktgewinnung Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Mikroorganismen Microbologie de l'extraction du jus de diffusion Dcomposition enzymatique et microbienne du saccharose Microorganismes Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Bilan de la diffusion (bilan matires Theorie der Extraktion ( Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Die theoretische Betrachtung des Extraktionsprozesses ist kompliziert und wird dadurch erschwert, dass es sich um ein heterogenes Gemisch von Schnitzeln und Saft handelt und sich verschiedene Vorgnge berlagern. L'approche thorique du processus de diffusion est trs complexe et se trouve complique par le fait qu'il s'agit d'un mlange htrogne de cossettes et de jus et que plusieurs oprations se superposent. Stofftransport in den Schnitzeln Transport de matire dans les cossettes In der Anfangsphase erfolgt ein Auswaschen der verletzten bzw. geffneten Zellen durch die Extraktionsflssigkeit. Es tritt also ein konvektiver Stofftransport ein. La phase initiale consiste en une sparation par lavage par le liquide d'extraction des substances contenues dans les cellules lses et ouvertes. Il se produit donc un transport de matire convectif. Theorie der Extraktion ( Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Durch den Kontakt mit der Extraktionsflssigkeit tritt zunchst infolge Osmose Wasser in die Zellen ein. Dadurch steigt der Turgor. Durch die Denaturierung werden die Zell-membranen zerstrt. Der Druckausgleich fhrt zu einem Saftstrom, d. h. Zellsaft tritt aus. Suite au contact avec le liquide d'extraction, l'effet d'osmose fait entrer de l'eau dans les cellules. La pression osmotique augmente. La dnaturation dtruit les membranes cellulaires. L'quilibrage de la pression fait natre un flux de jus, c..d. le suc cellulaire sort. Infolge der Denaturierung bildet das Zellgewebe ein zusammenhngendes System verstelter Kanle und die im Zellsaft gelsten Rbeninhaltsstoffe, insbesondere die Saccharose, diffundieren in Richtung des Konzentrationsgeflles (Stofftransport durch Diffusion) und treten in die Extraktionsflssigkeit ber. Du fait de la dnaturation, le tissu cellulaire forme un systme reli de canaux ramifis et les substances contenues dans la betterave, notamment le saccharose, sont transportes par diffusion dans le sens du gradient de concentration (transport de matire diffusif) et passent dans le liquide d'extraction. Konvektiver Stofftransport auerhalb der Schnitzel Transport de matire convectif l'extrieur des cossettes Diffusionstheorie Thorie de la diffusion Die Stofftransportvorgnge in den Schnitzeln werden durch die innere Struktur des Zuckerrbengewebes (Anteil und Eigenschaften der Zellwnde; Interzellularume wichtig fr die berfhrung der gelsten Stoffe aus dem Zellsaft in die Extraktionsflssigkeit) La structure interne du tissu de la betterave (part et proprits des parois cellulaires; espaces intercellulaires) est importante pour les phnomnes de transport de matire l'intrieur des cossettes pour permettre le transfert des substances dissoutes depuis le suc cellulaire au liquide d'extraction. Der wesentliche und bestimmende Schritt des Stoffberganges bei der Extrakt-gewinnung ist die Diffusion. L'tape essentielle et dcisive du transfert de matire dans l'extraction du jus est la diffusion. Die Diffusion ist die Wanderung eines Stoffes durch einen anderen Stoff hindurch auf Grund der Molekularbewegung. Damit sich eine solche Wanderung als makroskopischer Stoffstrom bemerkbar macht, muss ein Konzentrations-geflle fr den diffundierenden Stoff bestehen. La diffusion est la migration d'une matire travers une autre matire en raison du dplacement molculaire. Pour qu'une telle migration puisse produire un flux de mtire macroscopique, le flux de diffusion a besoin d'un gradient de concentration. Die Diffusionsvorgnge werden mathematisch durch das 1. und 2. Ficksche Gesetz beschrieben (Analogie zu den beiden Fourierschen Gesetzen fr die Beschreibung von Wrmeleitvorgngen). La description mathmatique des phnomnes de diffusion est donne par les 1re et 2me lois de Fick (constituant le pendant des deux lois de Fourier qui dcrivent les phnomnes de conduction thermique).Diffusionstheorie Thorie de la diffusion Das 1. Ficksche Gesetz beschreibt stationre (zeitunabhngige) Diffusions-vorgnge. Fr den eindimensionalen Fall (Konzentration ist nur von einer Richtung abhngig) gibt es an, welche Stoffmenge n in der Zeit t durch die Quer-schnittsflche q wandert, wenn das Konzentrationsgeflle c/ x betrgt: n / t = -q D c / x bzw. dn / dt = -q D dc / dx Der Diffusionskoeffizient D (Dimension : Lngeneinheit / Zeiteinheit, z. B. m/s) ist eine Stoffkonstante. La 1re loi de Fick dcrit des phnomnes de diffusion stationnaires (indpendants du temps). Il indique pour le cas unidimensionnel (la concentration ne dpend que d'une seule direction) la quantite de matire n qui migre pendant le temps t travers la section q pour un gradient de concentration de c/ x : n / t = -q D c / x bzw. dn / dt = -q D dc / dx Le coefficient de diffusion D (dimension : unit de longueur / unit de temps, p. ex. m/s) est une constante de matire. Diffusionstheorie Thorie de la diffusion Falls das Konzentrationsfeld auch eine Funktion der Zeit ist, im eindimensionalen Fall also c = c(x, t), gilt das 2. Ficksche Gesetz, welches instationre Diffusions-vorgnge beschreibt: c / t = D c / x Dabei steht z. B. c / t fr den partiellen Differentialquotienten der Konzentration c nach der Zeit t. Si le champ de concentration est galement une fonction du temps, soit dans le cas unidimensionnel c = c(x, t), la 2me loi de Fick est applicable. Elle dcrit des phnomnes de diffusion non stationnaires : c / t = D c / x oc / t reprsente le quotient diffrentiel de la concentration c aprs coulement du temps t. Diffusionstheorie Thorie de la diffusion Der Diffusionskoeffizient D (Dimension:Lngeneinheit/Zeiteinheit, z. B. m/s) ist eine Stoffkonstante, abhngig von- der Art des diffundierenden Stoffes (z. B. Saccharose) - der Art des Lsungsmittels (z. B. Wasser) - der Temperatur Le coefficient de diffusion D (dimension:unit de longueur / unit de temps, p. ex. m/s) est une constante de matire qui dpend - du type de la matire transporte par diffusion (p. ex. saccharose) - du type du solvant (p. ex. eau) - de la temprature Diffusionstheorie Thorie de la diffusion Fr die Temperaturabhngigkeit des Diffusionskoeffizienten gilt die Einstein-BeziehungD = k T / nT = absolute Temperatur n = dynamische Viskositt des Lsungsmittels k =k (1/d) mit d = Durchmesser der kugelfrmig gedachten, diffundierenden Partikel Da die Viskositt mit steigender Temperatur abnimmt, wchst die Diffusionsgeschwindigkeit mit zunehmender Temperatur berproportional. La dpendance du coefficient de diffusion de la temprature est rgie par la relation d'EinsteinD = k T / nT = temprature absolue n = viscosit dynamique du solvant k =k (1/d) avec d = diamtre des particules, imagines sphriques, transportes par diffusion Etant donn que la viscosit diminue avec l'augmentation de la temprature, la vitesse de diffusion augmente de manire disproportionne avec l'augmentation de la temprature. Der effektive Diffusionskoeffizient der Saccharose in denaturiertem Rben-gewebe betrgt bei 75 C etwa 1 10-10 cm/s (unterschiedliche Literaturangaben) Le coefficient de diffusion effective du saccharose dans des cellules de betterave dnatures est de l'ordre de 1 10-10 cm/s 75 C (les indications dans la littrature varient) Schlussfolgerungen aus der Diffusionstheorie Conclusions tirer de la thorie de la diffusion Aus der Diffusionstheorie ergibt sich die groe Bedeutung - der Temperatur (Denaturierungs- und Diffusionsgeschwindigkeit) - der Schnitzelgeometrie wirksame Oberflche reziproke mittlere Wegstrecke eines Saccharosemolekls 1/x(abhngig von der Dicke der Schnitzel)- der Konzentrationsdifferenz c zwischen Zellsaft und Extraktionsflssigkeit (anzuwendende Wassermenge) - der Diffusionszeit tfr die Praxis der Extraktgewinnung La thorie de la diffusion montre la grande importance qu'il faut attribuer - la temprature (vitesse de dnaturation et de diffusion) - la gomtrie des cossettes surface efficace trajet moyen rciproque d'un molcule de saccharose 1/x(en fonction de l'paisseur des cossettes)- au gradient de concentration c entre le suc cellulaire et le liqude d'extraction (quantit d'eau utiliser) - au temps de diffusion tpour en tenir compte dans la pratique de l'extraction du jusSchlussfolgerungen aus der Diffusionstheorie Conclusions tirer de la thorie de la diffusion Die Erkenntnisse sind zu bercksichtigen bei - der Schnitzelherstellung - der Wahl der Prozessparameter (Temperatur, Abzug) Ces connaissances sont prendre en compte pour - La production des cossettes - Le choix des paramtres de processus (temprature, soutirage) Vereinfachte Modellierung der Gegenstromextraktion Modlisation simplifie de la diffusion en contre-courant Modell mit linearer Konzentrationsabnahme: Modle avec diminution linaire de la concentration dc1,m/dt = keff . (c1 * c2) c1,m= mittlere Konzentration im Gewebeconcentration moyenne dans le tissu t = Zeit temps keff= effektiver Extraktionskoeffizient coefficient de diffusion effectif c1 * = Konzentration im Gewebe (Stofftransport) concentration moyenne dans le tissu c2 = Konzentration im Extrakt concentration dans le jus

d(ln keff)/d(ln x) = -2 Rbe Rohr Rohr - Schichtdicke x (Platte) / Epaisseur de couche x (plaque) en mm Quelle/Rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie, Berlin 2000, S. 346, Abb. 6/12. Konvektiver Stofftransport Transport de matire convectif Konvektion ist die Bewegung ganzer Bereiche fluider Stoffe (Flssigkeiten und Gase): - Durchmischungsvorgnge (raumfest; Beispiel: Durchmischung in einem Behlter) werden in formaler Analogie zum 1. Fickschen Gesetz beschrieben: (dn / dt)mittel = - q DD (dc / dx)mittel DD = Durchmischungskoeffizient (Dispersionskoeffizient) - Konvektion durch gerichtete Strmung (laminar oder turbulente Strmung; Beispiel: Rohrstrmung) - Gerichtete Grundstrmung mit berlagerten Durchmischungseffekten La convection est le dplacement de quantits de matires fluides en "paquet" (liquides et gaz) : - Les phnomnes de mlange (localiss dans l'espace ; exemple: mlange dans un rcipient) sont dcrits par analogie de forme la 1re loi de Fick : (dn / dt)mittel = - q DD (dc / dx)mittel DD = coefficient de mlange (coefficient de dispersion) - Convection par coulement dirig (laminaire ou turbulent; p. ex. coulement dans un tube) - Ecoulement de base dirig avec des effets de mlange superposs Konvektiver Stofftransport Transport de matire convectif Im Extraktionssystem werden die Schnitzel, abhngig z. B. von der rtlichen Packungsdichte, von Extraktionsflssigkeit unterschiedlich durchstrmt. Die Gre der - axialen Durchmischung (DaxD = axialer Dispersionskoeffizient) - radialen Durchmischung (DradD = radialer Dispersionskoeffizient) beeinflusst die Effektivitt des Extraktionsprozesses. Dans l'appareil de diffusion, le flux du liquide d'extraction passant travers les cossettes varie, par exemple, en fonction de la compacit des cossettes. L'efficacit du processus de diffusion est influence par- Le mlange axial (DaxD = coefficient de dispersion axial) - Le mlange radial (DradD = coefficient de dispersion radial) Mathematische Modellierung des Extraktionsprozesses Modlisation mathmatique du processus de diffusion Zahlreiche Autoren (van Ginneken 1933, Silin 1937, Oplatka 1952,Brniche-Olsen 1963, Schneider et al. 1963, Genie 1976, Drago 1983, Buttersack und Schliephake 1997) haben die mathematische Modellierung des Extraktions-prozesses beschrieben: - Analyse des Einflusses verfahrenstechnischer und konstruktiver Manahmen - Simulation des Prozesses (Prozesskontrolle) - Optimierung der Extraktgewinnung De nombreux auteurs (van Ginneken 1933, Siline 1937, Oplatka 1952, Bniche-Olsen 1963, Schneider et al. 1963, Genie 1976, Drago 1983, Buttersack und Schliephake 1997) ont dcrit la modlisation mathmatique du processus de diffusion : - Analyse de l'influence de mesures technologiques et constructives - Simulation du processus (contrle du processus) - Optimisation de l'extraction du jus Von Silin wurde 1937 eine aus dem 1. Fickschen Gesetz abgeleitete mathematische Beziehung (Silinsche Gleichung) zwischen den Extraktionsbedingungen (Zuckergehalt der Rben, Abzug, Schnitzelqualitt, Temperatur, Extraktionsdauer) und dem Restzuckergehalt der extrahierten Schnitzel vorgeschlagen. Siline a propos en 1937 une relation mathmatique (quation de Siline), drive de la 1re loi de Fick. Cette quation tablit le rapport entre les conditions de diffusion (richesse de la betterave, soutirage, qualit des cossettes, temprature, temps de diffusion) et la teneur en sucre rsiduelle des pulpes. 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus de diffusion (partie A) EinfhrungIntroduction Grundlagen der ExtraktgewinnungBases de l'extraction du jus de diffusion Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Denaturierung Structure du tissu vgtal dans la racine principale de la betterave Dnaturation Chemie der ExtraktgewinnungChemische Zusammensetzung des Zuckerrbenwurzelkrpers Pektinstoffe und deren Reaktionen Chimie de l'extraction du jus de diffusion Composition chimique de la racine de la betterave Pectines et leurs ractions Mikrobiologie der Extraktgewinnung Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Mikroorganismen Microbologie de l'extraction du jus de diffusion Dcomposition enzymatique et microbienne du saccharose Microorganismes Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Bilan de la diffusion (bilan matires Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Zuckerbilanz Bilan sucre Zuckergehalt wZ,R [Z] der frischen Schnitzel (hinter den Schneidmaschinen) entspricht der mit100 kg Rben eingebrachten Zuckermenge [kg Zucker/100 kg Rben = % Zucker a. Rbe = % Z a.R.] La teneur en sucre wZ,R [Z] des cossettes (en aval des coupe-racines) correspond la quantit de sucreapporte avec 100 kg de betteraves [kg sucre kg betteraves = % sucre betterave = % Z.a.R.] Die Zuckerbilanz lautet / Le bilan sucre se prsente ainsi Der Fabriksverlust (fr berschlgige Berechnungen 0,6 % Z a. R) setzt sich zusammen aus La perte usine (pour un calcul approximatif 0,6 Z a.R.) se compose de Bestimmte (besser bestimmbare) und unbestimmte (besser unbestimmbare) Zuckerverluste Pertes de sucre dtermines (mieux : dterminables) et indtermines (mieux : indterminables) R Z,mm m m mges Z, Me Z, WZ Z, R Z, A + + =rausbeute Weizucke mWZ Z,=lust Fabriksver mkeranfall Melassezuc mges Z,Me Z,= A=| || || || | a.R Z %a.R Z %R a. Z %R a. Z %uste Zuckerverl e unbestimmt m uste Zuckerverl bestimmte m m m m ub Z,b Z,ub Z, b Z, ges Z,==+ = | || | a.R Z %a.R Z %R Z,mBestimmte Zuckerverluste (1) Pertes de sucre dtermines (1) Zu den bestimmten (aus analytischen Daten bestimmbaren) Zuckerverlusten gehren die Restzuckermengen [kg Zucker/100 kg Rben = % Z a. R] Font partie des pertes de sucre dtermines (dterminables partir de donnes analytiques), les quantits de sucre rsiduel [kg sucre/100 kg betteraves = % Z a. R] contenues- in den Pressschnitzeln (Extraktionsverlust) dans les pulpes presses (pertes diffusion) sverlustExtraktion m tzel Pressschni deraltZuckergeh w'tzelanfall Pressschni m 100 /w' m mPrSn Z,PrSn Z,PrSnPrSn Z, PrSn PrSn Z,= A== = A| || || || | R a. Z %ZR a. %R a. Z %Bestimmte Zuckerverluste (2) Pertes de sucre dtermines (2) Restzuckergehalt in den Pressschnitzeln (Extraktionsverlust) stellt keinen echten Verlust dar (Futtermittel) Le teneur en sucre rsiduel dans les pulpes presses (pertes diffusion) n'est pas une "vraie" perte (alimentation btail) - im Carbonatationsschlamm (Extraktreinigungsverlust) dans les cumes de carbonatation (pertes puration) R] a. Z [%lust nigungsver Extraktrei m Z] [ Schlamms des lt Zuckergehaw'R] a. [%m ionsschlam Carbonatat Anfall mR] a. Z [% 100 /w' m m ExR Z,Sm Z,SmSm Z, Sm ExR Z,= == = Unbestimmte Zuckerverluste Pertes de sucre indtermines Ursachen fr unbestimmte Zuckerverluste sind - Mikrobiologischer, enzymatischer und chemischer (thermischer und hydrolytischer) Saccharoseabbau - Mechanische Zuckerverluste (Leckagen, berlaufen von Behltern, Restentleerung von Behltern bei Stillstnden und am Kampagneende etc.) - Scheinbare Verluste aufgrund von Analysenfehlern (z. B. durch Vernderungder optischen Aktivitt von Nichtsaccharosestoffen whrend des Produktionsprozesses; ungenaue Bestimmung des Melassezuckeranfalls,infolge Raffinosegehalt und Gehalt an reduzierenden Stoffen) - Sonstige Zuckerverluste - Les causes des pertes indtermines sont - La dcomposition du saccharose par voie microbiologique, enzymatique et chimique (thermique et hydrolytique) - Pertes de sucre mcanique (fuites, dbordements de bacs, vidange complte de bacs dues des arrts et en fin de campagne, etc.) - Pertes apparentes en raison d'erreur d'analyse (p. ex. changement de l'activit optique de substances de non-saccharose au cours du processus de production, dtermination inexacte du sucre mlasse suite la teneur en raffinose et en substances rductrices) - Sonstige Zuckerverluste Autres pertes Unbestimmte Zuckerverluste Pertes de sucre indtermines Die unbestimmten Zuckerverluste [kg Zucker/100 kg Rben = % Z a. R] knnen lediglich als Summe aus der Zuckerbilanz (sehr ungenau) ermittelt werden - Angaben mit Werten zwischen 0,05 - 0,5 % Z a. R Les pertes indtermines [kg sucre / kg betterave = % Z a. R] ne peuvent tre dtermines que sous forme du total partir du bilan sucre (grande inexactitude) - Les indications donnent des valeurs entre 0,05 et 0,5 % Z a. R Unbestimmte Zuckerverluste whrend der Extraktgewinnung Pertes indtermines pendant l'extraction du jus Unbestimmte Zuckerverluste whrend der Extraktgewinnung Pertes de sucre indtermines pendantl'extraction du jus Enzymatische Saccharosehydrolyse - Erhhte Invertaseaktivitt bei der Verarbeitung von gelagerten, alterierten, verletzten und kranken Rben - Inaktivierung der Invertase durch schnelle Anwrmung auf Temperaturen > 70 C - Werte fr die enzymatische Saccharosehydrolyse zwischen 0,005 - 0,15 % a. R(de Bruijn et al. 1991) Hydrolyse enzymatique du saccharose - Activit accrue de l'invertase en cas du traitement de betteraves stockes, dgrades, lses, ou atteintes par une maladie - Inactivation de l'invertase par un rchauffage rapide des tempratures> 70 C - Les valeurs de l'hydrolyse enzymatique du saccharose se situent entre 0,005 - 0,15 % betterave(de Bruijn et al. 1991) Unbestimmte Zuckerverluste whrend der Extraktgewinnung Pertes de sucre indtermines pendantl'extraction du jus Mikrobiologischer Saccharoseabbau - Bestimmung ber die Milchsurebildung 1 g gebildeter Milchsure MiS entspricht einem Zuckerverlust von 1,4 - 2,0 g Saccharose (50 - 70 % Milchsureausbeute) Die Zunahme des Milchsuregehaltes im Extrakt (19 kg TS pro 100 kg Rben) betrgt bei geringen Infektionen< 0,2 g MiS/100 g TS: bei mittleren Infektionen0,3-0,5 g MiS/100 g TS: bei starken Infektionen> 0,5 g MiS/100 g TS:Dcomposition microbiologique du sccharose - Dtermination par le biais de la formation d'acide lactique 1 g d'acide lactique (MiS) form correspond une perte de sucre de 1,4 2,0 g saccharose (50 - 70 % rendement acide lactique) L'augmentation de la teneur en acide lactique dans le jus de diffusion (19 kg MS par 100 kg Rben) se prsente de la manire suivante : Faibles infections < 0,2 g MiS/100 g MS: Infections moyennes0,3-0,5 g MiS/100 g MS: Fortes infections> 0,5 g MiS/100 g MS:- Erhhung des Melassezuckeranfalls durch die Milchsurebildung Augmentation du sucre mlasse due la formation d'acide lactique 2.2 Extraktgewinnung (Teil A) Extraction du jus de diffusion (partie A) EinfhrungIntroduction Grundlagen der ExtraktgewinnungBases de l'extraction du jus de diffusion Struktur des Gewebes im Wurzelkrper der Zuckerrbe Denaturierung Structure du tissu vgtal dans la racine principale de la betterave Dnaturation Chemie der ExtraktgewinnungChemische Zusammensetzung des Zuckerrbenwurzelkrpers Pektinstoffe und deren Reaktionen Chimie de l'extraction du jus de diffusion Composition chimique de la racine de la betterave Pectines et leurs ractions Mikrobiologie der Extraktgewinnung Enzymatischer und mikrobieller Saccharoseabbau Mikroorganismen Microbologie de l'extraction du jus de diffusion Dcomposition enzymatique et microbienne du saccharose Microorganismes Theorie der Extraktion (Stofftransport) Thorie de la diffusion (transport de matire) Zuckerverluste (Saccharoseverluste) Bilanz der Extraktion (Stoffbilanz) Pertes de sucre (pertes de saccharose) Bilan de la diffusion (bilan matires Bilanz der Extraktion Bilan de la diffusion Massenbilanz Bilanzierung der Eingangsmassenstrme (Rbenschnitzel und Extraktionsfrischwasser) und der Ausgangsmassenstrme (Pressschnitzel und Rohsaft) unter der Annahme einer verlustfreien Arbeitsweise und vollstndiger Presswasserrcknahme: Bilan massique Etablissement du bilan des flux massiques entrants (cossettes et eau frache de diffusion) et des flux massiques sortants (pulpes presses et jus brut) dans l'hypothse d'un mode de travail sans pertes et d'un recyclage de la totalit des eaux de presses :

tzelanfall Pressschnimug Extraktabzmsermenge sfrischwas Extraktion mRbenmenge mm m m mPrSnExFWRPrSn Ex FW R + = +Rben kg 100 /kg 35 ... 15Rben kg 100 /kg 115 ... 105Rben kg 100 /kg 45 ... 20kg 100Bilanz der Extraktion Bilan de la diffusion Ermittlung von Pressschnitzel- und Presswasseranfall, Extraktionsverlust und Abzug sowie des Extraktionsfrischwasserbedarfs: Massenbilanz fr Saccharose und Trockensubstanz unter Verwendung der jeweiligen Saccharosegehalte wS und Trockensubstanzgehalte wTS Dtermination de la quantit produite de pulpes presses et d'eau de presses, des pertes diffusion et du soutirage ainsi que du besoin en eau frache de diffusion : Bilan massique du saccharose et de la matire sche compte tenu des teneurs en saccharose correspondantes wS et des teneurs en matire sche wTS PrSn TS, PrSn Ex TS, Ex R TS, R TS, RPrSn S, PrSn Ex S, Ex R S, R S, R w m w m m w m w mw m mw m + = = + = = Bilanz der Extraktion Bilan de la diffusion Saccharosemasseim Extrakt/ masse de saccharosedans le jus bzw. analog zur Beziehung von Hulla und Suchomelfr die Kristallausbeute aus Magmen ou par analogie la rlation tablie par Hulla et Suchomel pour le rendement en cristaux de masses cuites Darin bezeichnen q die Reinheiten (= 100 wS / wTS in %) der Rben (R), des Extraktes (Ex) und der Pressschnitzel (PrSn) und bzw.die mit den Rben eingefhrte Saccharose- bzw. Trockensubstanzmasse O : q dsigne les purets (= 100 wS / wTS in %) des betteraves (R), du jus (Ex) et des pulpes presses (PrSn) und ou.la masse de saccharose ou de matire sche introduite avec les betteraves Pressschnitzelanfallaus SaccharosebilanzProduction de pulpes pressesissu du bilan saccharose Presswasseranfall aus Massenbilanz und TS- oder SaccharosebilanzProduction d'eau de pressesissu du bilan massique et du bilan matire sche ou saccharose ( ) ( )bett par% enq /w 100 - ww m - w mmEx PrSn S, PrSn TS,PrSn S, R TS, PrSn TS, R S,Ex S, =( ) bett par% en/ w m - m mPrSn S, Ex S, R S, PrSn =Ex S,mbett. par% en ) q /q - (1 /) q /q - (1 m mEx PrSn R PrSn R S, Ex S, =PrSnmPrWmbett. par% en ) w - (w /) w - (w m mPrW TS, exSn TS, exSn TS, PrSn TS, PrSn PrW =R S,mR TS,mEx S,mR S,mR TS,mPrSnmPrWmBilanz der Extraktion Bilan de la diffusion Extraktionsverlust(bestimmte Extraktionsverluste) Pertes diffusion (pertes diffusion dtermines) aus Pressschnitzelanfall und deren Zuckergehalt wS,PrSn partir des pulpes presses et leur teneur en sucre wS,PrSn Extraktabzug (Abzug)Soutirage in % par bett aus mit der Rbe eingefhrter Zuckermenge , Extraktionsverlust(eigentlich Summe aus bestimmten und unbestimmten Extraktionsverlusten) und Saccharosegehalt wS,Ex des Extraktes partir de la quantit de sucreintroduite avec les betteraves, les pertes diffusion(en fait le total des pertes diffusion dtermines et indtermines) et la teneur en saccharose wS,Ex du jus Extraktionsfrischwasserbedarf aus Massenbilanz Besoin en eau frache de diffusion partir du bilan massique Zahlenbeispiel Exemple bett. par% en100 /w m mPrSn S, SnPr, Ex SV, = ARbe a. % in m - m m mR PrSn Ex Ex W, + =Ex SV,mA/ w ) m - m ( 100 mEx S, Ex SV, R S, Ex A =PrSnmExmR S,mEx SV,m Ex W,mR S,mEx SV,m Ex W,mBilanz der Extraktion : Zahlenbeispiel Bilan de la diffusion : exemple Rbenschnitzel Saccharosegehalt 17% Markgehalt4,5% Cossettes betteraves Teneur en saccharose 17% Teneur en marc4,5% Extrahierte Schnitzel TS Gehalt 10,55% Pulpes humides Teneur en mat. sche10,55% Pressschnitzel TS Gehalt 25,0% Pulpes presses Teneur en M.S.25,0% Presswasser Reinheit80% Eau de presses Puret80% Extrakt ( Rohsaft) Abzug120% a. R Reinheit89,5 % Jus (jus brut) Soutirage120% betterave Puret 89,5 % Extraktionsverluste Bestimmt0,27% a. R Unbestimmt0,10% a. R Pertes diffusion dtermines0,27% betterave indtermines0,10%betterave Quelle / rf.: P.W. van der Poel et al., Zuckertechnologie (2000) Massenbilanz der Extraktion Bilan massique de la diffusion Zusammenhang Pressschnitzel- undPresswasseranfall, Verluste und Abzug La relation entre production de pulpes presseset eau de presses, pertes et soutirage Extraktgewinnung aus Zuckerrohr Extraction du jus partir de la canne Quelle/Rf.: Peter Rein, Cane Sugar Engineering, Berlin 2007, S.153, Abb. 6.3. Massenbilanz Bilan massique Energiebilanz Bilan nergtique 100 t/h Cane 2.2 Extraktgewinnung (Teil B) Extraction du jus (partie B) Technologie der Extraktgewinnung Technologie de l'extraction du jus - Schnitzelherstellung und Schnitzelqualitt Production des cossettes et qualit des cossettes - Extraktionswasser Eau d'extraction - Bekmpfung von Infektionen Lutte contre les infections - Mechanische Schnitzelentwsserung Dshydratation mcanique des pulpes - Prozessparameter der Extraktion Paramtres de process de la diffusion - Extraktgewinnung aus alterierten Rben Extraction de jus de betteraves dgrades - Die Zusammensetzung desExtraktes (Rohsaft ) Composition du jus brut Schnitzelherstellung und Schnitzelqualitt Production des cossettes et qualit des cossettes Eine wirtschaftliche Extraktgewinnung ist nur aus zerkleinerten Rben mglich - Zerreiben der Rben (Presssaftgewinnung, Breiextraktion: haben sich in der Vergangenheit im grotechnischen Mastab nicht bewhrt) - Zerschneiden der Rben (s. Schneidmaschinen) bei der heute blichen Schnitzelherstellung Toute mthode d'extraction conomique exige des betteraves rduites en morceaux - Rpage des betteraves (l'extraction du jus par rpage et expression de la pulpe n'ont pas fait leur preuve l'chelle industrielle) - Dcoupage des betteraves (voir coupe-racines) : le mode de production de cossettes mis en oeuvre aujourd'hui Voraussetzung fr eine gute Schnitzelherstellung sind sauber gewaschene, von Fremdkrpern (Kraut, Steinen, Metallteilen etc.) befreite Zuckerrben mit einem geringen Anteil an Rbenbruchstcken. Les prrequis d'une bonne production de cossettes sont des betteraves sucrires bien laves, ne comportant pas de corps trangers (herbe, pierres, pices de mtal etc.) et ne prsentant qu'un faible taux de morceaux de betteraves. Schnitzelherstellung und Schnitzelqualitt Production des cossettes et qualit des cossettes Die Schnitzelqualitt soll optimale Extraktionsergebnisse gewhrleisten. Sie wird bestimmt durch - eine mglichst hohe Feinheit, d. h. eine groe Oberflche und kurze Diffusionswege - Gleichmigkeit, d. h. geringen Anteil an Bruchstcken und Mus- ausreichende mechanische Festigkeit - La qualit des cossettes doit assurer des rsultats de diffusion optimaux. Elle est dtermine par - une paisseur aussi fine que possible, c..d. une grande surface et des trajets de diffusion courts - une bonne rgularit, c..d. un faible taux de bris et de rpure- une rsistance mcanique suffisante Schnitzelqualitt Qualit des cossettes Die heute blichen kontinuierlichen Gegenstromextraktionsverfahren erforderneinen hohen Stoffaustausch durch - hohe Schnitzeloberflche - ausreichende Permeabilitt des Schnitzelgewebes - hohe Durchlssigkeit (Perkolation) der Schnitzelschichten bzw. pakete Les procds mis en oeuvre aujoud'hui sont des procds continus en contre-courant. Ils demandent un change de matire important qu'il faut assurer par- une grande surface de cossette - une permabilit suffisante du tissu vgtal de la cossette - une importante percolation travers les couches ou paquets de cossettes Schnitzelqualitt Qualit des cossettes Silinwert (Silin 1937) Er ergibt sich als die Gesamtlnge von 100 g musfreier Schnitzel und charakterisiert die Oberflche bzw. die Feinheit der Schnitzel. Der angestrebte Wert der Silinzahl (beeinflussbar durch die Teilung der Messer,den Messertyp und den Abstand von der Vorlage) hngt von der Extraktionsanlageab. Bei starker mechanischer Beanspruchung der Schnitzel (z. B. in Extraktions-trmen) werden grobe Schnitzel geschnitten mit Silinzahlen < 15 m/100 g Schnitzel, z. T. zwischen 8-12 m/100 g Schnitzel oder noch grber (mit hherem Anteil an Kmmen). Indice de Siline (Siline 1937) Il reprsente la longueur totale de 100 g de cossettes sans rpure et caractrise la surface ou la finesse des cossettes. L'indice de Siline vis (pouvant tre influenc par la division des couteaux, le type de couteaux, l'cartement) dpend de l'installation de diffusion. Si la sollicitation mcanique des cossettes est importante (p. ex. dans des diffusions verticales) on coupe de grosses cossettes d'un indice de Siline < 15 m/100 g de cossettes, parfois8 12 m/100 g de cossettes ou mme encore plus gros (avec un taux de "peignes" relativement levs). Schnitzelqualitt Qualit des cossettes Schwedische Wertzahl (Bjerkhg 1948) Eine Schnitzelprobe von etwa 100 g wird nach der Schnitzelgre in 3 Klassen sortiert: 1. Schnitzel mit einer Lnge> 5 cm;Masse m1 [g] 2. Schnitzel mit einer Lnge1-5 cm;Masse m2 [g] 3. Schnitzel mit einer Lnge< 1 cm;Masse m3 [g] Die schwedische Wertzahl wird als Quotient m1/m3 = (Masse der Schnitzel > 5 cm Lnge) / (Masse der Schnitzel < 1 cm Lnge) ermittelt und charakterisiert die Lnge und Gleichmigkeit der hergestellten Schnitzel. Sie ist eine brauchbare Kennzahl fr die Saftdurchlssigkeit (Perkolation) eines Schnitzelpakets Coefficient sudois (Bjerkhg 1948) Un chantillon de cossettes d'environ 100 g est tri en 3 classes selon la taille des cossettes : 1. Cossetes d'une longueur> 5 cm;masse m1 [g] 2. Cossetes d'une longueur 1-5 cm;masse m2 [g] 3. Cossetes d'une longueur < 1 cm;masse m3 [g] Le coefficient sudois se dtermine comme tant le quotientm1/m3 = (masse des cossettes > 5 cm de longueur) / (masse des cossettes < 1 cm de longueur) Il caractrise la longueur et la rgularit des cossettes produites. Il est un nombre caractristique utile pour juger des proprits que prsente un paquet de cossettes pour permettre le passage du jus (percolation) Schnitzelqualitt Qualit des cossettes Musanteil Der Musanteil ergibt sich als Massenanteil der Schnitzel < 1 cm in Prozent. Normalwerte liegen bei 2 %. Der Musanteil sollte 5 % nicht berschreiten. Taux de rpure Le taux de rpure donne le pourcentage de masse des cossettes < 1 cm. Les valeurs normales se situent aux environs de2 %. Le taux de rpure ne devrait pas dpasser 5 %. Schnitzelqualitt Qualit des cossettes Die Durchlssigkeit der Schnitzelpakete frdie Extraktionsflssigkeit hngt von den vorhandenen Anteilen langer oder kurzer Schnitzel ab. Schwedische Wertzahl < 10 rapide Abnahme der Durchlssigkeit > 15 optimale Durchlssigkeit La percolation du liquide d'extraction travers les paquets de cossettes dpend du taux de cossettes longues ou courtes. Coefficient sudois < 10 diminution rapide de la percolation > 15percolation optimale Schwedische Wertzahl Coefficient sudois Quelle / Rf.:: F. Schneider; Technologie des Zuckers (1968) Abhngigkeit der Saftdurchlssigkeit einer Schnitzelsule von der schwedischen Wertzahl nach BJERKHG La percolation du jus travers une "colonne de cossettes" en fonction du coefficient sudois selon BJERKHG Schwedische Wertzahl / Coefficint sudois 23021019017015013011090704 8 12 16 20 24 28 32DurchlssigkeitP = kg Saft / 30 minSchnitzelqualitt Qualit des cossettes Festigkeit der Schnitzel / Rsistance des cossettes Elastische und plastische Eigenschaften beeinflussen das Schneiden der Zuckerrben und das Verhalten der Schnitzel whrend des Extraktionsprozesses. Diese Eigenschaften werden gekennzeichnet durch- Elastizittsmodul - Bruchlast und Bruchfestigkeit Les caractristiques lastiques et plastiques influencent le dcoupage des betteraves et le comportement des cossettes au cours du processus de diffusion. Ces caractristiques se reflten dans - le module d'lasticit - la rsistance la charge de rupture et la rsistance la rupture Zu den Prozessparametern, die die Schnitzelfestigkeit beeinflussen, gehren - die Temperatur und der pH-Wert in der Extraktionsanlage - der pH-Wert des Frischwassers und die Zusammensetzung der Kationen Les paramtres de processus influenant la rsistance des cossettes sont entre autres - la temprature et le pH dans l'installation de diffusion - le pH de l'eau frache et la composition des cations Infolge der mechanischen Beanspruchung der Schnitzel beim Durchlaufen der Extraktionsapparaturen nimmt der Musanteil zu. La sollicitation mcanique des cossettes lors de leur passage travers l'appareil de diffusion fait augmenter le taux de rpure Bei schlechter Schneidarbeit sowie bei hoher Schnitzelzerkleinerung in den Extraktionsapparaten ist ein hherer Plpe- und Kolloidgehalt im Extrakt (Rohsaft) zu erwarten. Un mauvais dcoupage et une forte apparition de morceaux de cossettes dans les appareils de diffusion se traduira par une augmentation de la teneur en pulpe folle et en colloides dans le jus brut Schnitzelherstellung Production des cossettes Die Herstellung der Schnitzel in der gewnschten Qualitt erfolgt in hochleistungsfhigen Schneidmaschinen La production des cossettes de la qualit souhaite s'effectue dans des coupe-racines trs performants Scheibenschneidmaschinen mit horizontal rotierenden Schneidscheiben (Durchmesser bis 2780 mm, 32 Messerksten, 400 mm Schneidlnge, Leistung bis etwa 4000 t Rben pro Tag) Coupe racines plateau avec des disques de coupage rotatifs (diamtre jusqu' 2780 mm, 32 porte-couteaux, 400 mm longueur de coupe, capacit de dcoupage allant jusqu' 4000 t betteraves par jour environ) Trommelschneidmaschinen rotierende Trommel (Durchmesser 2200 mm) mit eingehngten Messerksten (zwei- bzw. dreireihig, Kastenlnge 600 mm) mit einer Schneidleistung von bis zu 8000 t Rben pro Tag Coupe-racines tambour tambour rotatif (diamtre 2200 mm) avec des porte-couteaux introduits (deux ou trois ranges, longueur de porte-couteau 600 mm), capacit de dcoupage allant jusqu' 8000 t betteraves par jour Schnitzelherstellung Production des cossettes Zentrifugalschneidmaschinen mit fest am Mantelumfang angeordneten Messern (24 Messerksten, 334 mm Schneidlnge). Einfallende Rben werden durch einen Lufer (Schneidgeschwindigkeit 3,6-10,5 m/s abhngig von der Luferdrehzahl) beschleunigt, gegen die Messer gedrckt und daran vorbeigefhrt (Schneidleistung 3000 bis 4000 t Rben pro Tag) Coupe racines centrifuge avec des couteaux disposs de manire fixe au pourtour de l'envelope (24 porte-couteaux, 334 mm longueur de coupe). Les betteraves alimentes sont acclres par un lment rotatif (vitesse de coupe 3,6 - 10,5 m/s en fonction de la vitesse de cet lment), pousses contre les couteaux et coupes pendant leur passage (capacit de dcoupage 3000 4000 t de betteraves par jour) Verwendung spezieller Schnitzelmesser (Knigsfelder Messer) in Messerksten (Ausbau fr Reinigung und Messeraufbereitung) Utilisation