Technologie
Ob die Herstellung von Käse, Wein, Bier und vielen Anderen mehr - Die Natur macht es uns vor. Der Mensch hat nur gelernt diese "Technologien" nachzuahmen, deswegen werden diese dann auch Biotechnologie genannt. Natürlich soll auch von der Zuckergewinnung, biologisch abbaubaren Kunststoffprodukten oder die Verwertung der Nebenprodukte der Zuckergewinnung die Rede sein
Wie kommt der Zucker aus Pflanze?
Den Haushaltszucker (Saccharose) bekommen wir aus Zuckerohr und Zuckerrübe, weil in diesen beiden Pflanzen der Saccharose Anteil sehr hoch ist (bis 25%). Die Zuckerfabrik selbst macht also keinen Zucker, sie holt den Zucker nur aus der Pflanze raus und das Verfahren ist für Zuckerrohr und -Rübe gleich. Deswegen nennt man sie auch Zuckerraffinerie. Früher war die Zuckergewinnung eine schweißtreibende und zeitraubende Angelegenheit. Zudem kam auch nur wenig Zucker dabei raus. Mit der Hutreinigungsmethode die man seit 600 n. Chr. einsetzte, konnte Achard 1801/1802 in 6 Monaten Arbeit 800 Tonnen Rüben verarbeiten. 100 Jahre später wurden, mit der Zentrifugenmethode, schon 500 bis 1000 Tonnen Rüben pro Tag zu Zucker verarbeitet. Die Industrialisierung und der Erfindergeist machten es möglich. Eine Zuckerraffinerie von Heute schafft 8.000 bis 16.000 Tonnen Rüben am Tag bei einer Zuckerausbeute von bis zu 25%. Abfall ist eigentlich für eine Zuckerraffinerie kein Thema, denn sie hat kaum welchen. Das Brauchwasser wird in betriebseigenen Klärwerken gereinigt. Man kann alles aus Rübe und Rohr gebrauchen. Der Restsirup auch Melasse, genannt kann man essen oder zu Biosprit verarbeiten, Hefen darauf züchten, Kunststoffe damit herstellen und vieles mehr. Die harten Teile des Zuckerohrs auch Bagasse genannt, sind Grundstoff für Papier, Pressspanplatten oder Autotürinnenverkleidungen. Die Rübenschnitzel sind Viehfutter. Das Nebenprodukt aus Saftreinigung nennt sich Carbokalk und ist ein Dünger. Selbst die Rauchgase werden noch verwendet. In Deutschland beginnt die Zuckerrübenernte im September/Oktober, dann läuft die Zuckerfabrik rund um die Uhr, 7 Tage die Woche unter Volllast. Denn Rüben sind nicht lange lagerfähig. Sie verlieren schnell an Zucker. Nach ausgeklügelten Ernte- und Anlieferungsterminen werden die Rüben aus dem Boden geholt und in die Fabrik gefahren. Zu Weihnachten steht dann die Fabrik wieder still, die Rüben sind zu Zucker verarbeitet. Den Rest des Jahres braucht man, um die Maschinen zu reparieren, damit dann die Fabrik zur „Kampagne“, wie man diese Zeit nennt, wieder volle Leistung geben kann. Die Zuckerrübenernte des Vorjahres finden wir dann im neuen Jahr in den Regalen des Supermarktes.
Die Sache mit dem Zuckerhut (Hutreinigungsmethode)
Hutreinigungsmethode wird ca. um 600 n. Chr. von den Persern entwickelt und bis ca. 1850 eingesetzt um den Zucker aus Zuckerrohr und –Rübe zu reinigen. Das Kristall-Sirup-Gemisch (auch Magma genannt) wurde in einen Trichter aus Ton gefüllt. Dieser Trichter hatte unten ein kleines Loch. Oben wurde der Trichter mit feuchtem Ton verschlossen. Das Wasser im Ton verdrängt dann ganz langsam den Sirup nach unten. Ein Vorgang, der viele Male wiederholt werden musste und ca. 6 Monate dauerte. War der Zucker gereinigt wurde er aus dem Trichter geholt und als Zuckerhut verkauft. Ein Zuckerhut hatte etwa 2,5 bis 5kg Gewicht und war äußerst stabil. Der halbgereinigte Zucker (Rohzucker) wurde vor Ort gewonnen. Die Rohzuckerhüte wurden dann in die Weißzuckerraffinerien der großen Städte transportiert. Dort wurde der Zucker wieder in Wasser aufgelöst und weiter, mit der Hutreinigungsmethode, gereinigt bis man den fast weißen Zuckerhut hatte. Mit Zangen und Hämmern wurde der Zuckerhut dann zerkleinert und im Mörser zerstoßen. Daher war früher Streuzucker selten. Mit Aufkommen der Zentrifugenreinigung (1850) verliert dieses Verfahren an schnell an Bedeutung, da die Zentrifugenreinigung schneller und billiger ist.
Zentrifugenreinigungsmethode
Was ist eine Zentrifuge? Eigentlich etwas was wir jeden Tag sehen aber als solches nicht erkennen. Der Schleuderwaschgang in unserer Waschmaschine ist eine Zentrifuge. Durch die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit wird das Wasser aus der Wäsche geschleudert und über die Löcher in der Trommel abgeleitet. Mit Zucker kann man das genauso machen. Das Kristall-Sirup-Gemisch wird in eine Zentrifuge gegeben und durch hohe Umdrehungsgeschwindigkeit wird der Sirup abgeschleudert und reines Zuckerkristall bleibt in der Trommel zurück. Dafür braucht es aber mindestens eine Dampfmaschine als Antrieb, mit Muskelkraft von Menschen und Tier ist das nicht möglich. Ab ca. 1850 entsteht das Gewinnungsverfahren für Zucker, so wie wir es heute kennen. Dieses Verfahren lässt den Zucker dann noch einmal billiger werden, weil viel mehr Zucker in kürzerer Zeit gewonnen werden kann. Letztendlich ist es die Kombination aus Zuckerrübe, Eisenbahn und Fabrik, die um 1900 den Zucker zum Volksnahrungsmittel werden lässt.
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Alkoholisches
Alkohol kann in der Natur entstehen. Dazu braucht es nur Ein- oder Zweifachzucker und Hefe. Davon sind wir umgeben. Es gibt ein paar tausende verschiedener Hefen in der Natur. Die sog. „Zuckerpilze“ fressen dann unter Luftabschluss den Zucker und scheiden dabei 2 Teile Alkohol und 2 Teile Kohlendioxid aus. Schon recht früh war der Mensch in der Lage diesen Prozess kontrolliert ablaufen zu lassen. Alle alten Hochkulturen konnten Bier und/oder Wein herstellen. Das Reinheitsgebot für Bier ist schon uralt. König Hammurapi, von Babylonien erlies ca. 1800 v. Chr. ein Gesetz: „Bierpanscher werden im eigenen Bier ersäuft“. Auch die schädlichen Folgen des Alkoholgenusses kennt man schon seit dieser Zeit. Schnaps oder Branntwein gibt es noch nicht solange. Zwar war das grundlegende Verfahren zur Destillation schon lange bekannt, aber erst um 1000 n. Chr. Konnte man aus Wein und Bier Schnaps herstellen. In Europa waren das zuerst schottische Mönche. Bier war lange Zeit, Teil der alltäglichen Ernährung. Wein war immer teuer. Auch im alten Rom wurde Wein nur zu besonderen Anlässen getrunken. Der römische Normalbürger musste sich mit Essigwasser oder mit Wasser verdünnten Wein begnügen. Noch der alte Fritz (Friedrich II von Preußen) behauptete von sich: „Ich brauchte das Neumodische Frühstück nicht. ich bin mit Biersuppe großgeworden“. Alkohol gilt bei den Ärzten als Betäubungsmittel. Deswegen bekam man im wilden Westen vor einer Operation als Patient eine halbe Flasche Schnaps zu trinken. Damit man dann von der Operation nichts mitbekam. Der Alkoholkonsum war früher viel höher als heute. Erst als, um 1900 Kaffee, Tee, Brausen und Limonaden Volksgetränke wurden, ging der Alkoholkonsum stetig zurück.
