WO2011100956A2 - Verwendung eines siliermittels zur behandlung von unzerkleinerten rüben - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to the use of an ensiling agent for the treatment of
  • the invention relates to a method for sugar and Bioethanol tabung from sugar beets.
  • Beta vulgaris plants of the species Beta vulgaris. These include, for example, beets, sugar and fodder beets and Swiss chard.
  • Sugar beets are basically used for sugar production. For this they are harvested and processed in special sugar factories. In addition, sugar beets are important as a substrate for biogas and bioethanol production.
  • sucrose stored sugar
  • Substrate surface for the rapid propagation of microorganisms especially lactic acid bacteria and yeast, which degrade the available water-soluble carbohydrates (mono- and oligosaccharides) to organic acids and alcohol.
  • endogenous plant enzymes also break down carbohydrates into acids and alcohols. By the resulting pH drop, the growth of unwanted microorganisms and the activity of endogenous
  • Disinfectant provides. Burnt lime (CaO) is sprayed onto the sugar beets, or the beets are passed through a Kalkmilchbad. As a result, the sugar beets receive a disinfecting "coating", which under aerobic conditions at wound sites should reduce sugar degradation processes.
  • DD 226 764 A1 Another method of preserving sugar beets is proposed in DD 226 764 A1, according to which silosicker juice is provided instead of bactericidal or fungicidal chemicals for ensiling. This method does not involve the storage of preferably freshly sliced beets in the preservation liquid draining silos without air seal. Full coverage of the beets with preservative liquid is necessary.
  • DD 59 467 provides to treat the crushed sugar beets with sodium benzoate as a preservative. With this method, the alcohol and acetic acid fermentation should be limited and the drainage of seepage juice can be prevented.
  • Preservative The preservative was added to the silage. After a 6-month storage period of the silage, the treated beet pulp showed an increased total sugar content compared to the untreated control. However, no information is given on the preservation of sucrose and the relative retention of total sugar.
  • ensiling of crushed and uncrushed sugar beets can be beneficial for subsequent biogas production, because ensiled sugar beets can be further fermented well, the ensiling is as a precursor to sugar or
  • Ethanol production undesirable because in conventional silage sugar beet loses significant amounts of sugar. This sugar loss is not limited to a sucrose loss. Glucose and fructose are also lost.
  • the object of the present invention is therefore to further simplify and improve the storage of beets, in particular sugar beet, and thus also a
  • the treatment Uncultivated beets with an ensiling compared to the treatment of crushed beets has the further advantage that less seepage juice is produced, which must be removed technically complex and that the thus treated beets are easy to handle.
  • Uncultivated beets for the purposes of this application are also understood to be beets which are freed during the harvest or subsequent treatment of certain fruit or plant parts. Sugar beets are often beheaded or defoliated during harvest. The remaining beet body is then considered as untrimmed turnip.
  • silage agents come into consideration as ensiling agents. Suitable silage agents therefore include biological and chemical silage agents. Organic silage agents usually contain lactic acid bacteria. Chemical silage agents are used for
  • Chemical silage agents include organic and inorganic acids or their associated salts as well as compositions with one or more of these substances.
  • Preferred silage agents are or contain: adipic acid, sodium adipate,
  • potassium adipate Malic acid, potassium malate; Ascorbic acid, sodium L-ascorbate, calcium L-ascorbate; Succinic acid; Acetic acid, potassium acetate, sodium acetate, calcium acetate;
  • Metatartaric acid calcium tartrate
  • Lactic acid lactate
  • Phosphoric acid
  • Seignette salt sodium potassium tartrate
  • Tin (II) chloride Citric acid, sodium citrate, potassium citrate, calcium citrate
  • Sulfite Sulfate
  • Nitrite hexamethylenetetramine
  • formic acid formate
  • Propionic acid propionate
  • Acetic acid acetate
  • Sorbic acid sorbate
  • Benzoic acid, benzonate Citric acid; Sulfuric acid; Hydrochloric acid and nitric acid.
  • sugar beets are sown in the spring. During the growing season, they form a thick root body that stores the sugar until the end of September. The sugar beet is cleared from September to mid-November. The cleared sugar beet can then be in unreduced form with the
  • the ensiling agent contains formate, in particular tetraformate
  • Another, likewise preferred embodiment of the invention provides that the ensiling agent contains propionate.
  • Formates are salts of formic acid, propionates salts of propionic acid. If the ensiling agent is an aqueous solution, the salt contained should be water-soluble. Since water-soluble salts of acids dissociate in water and form acid anions, instead of the salts and the respective acids can be used.
  • the preferred concentration of ammonium tetraformate in the ensiling agent is in the range of 60-90% by weight that of ammonium propionate in the range of 10-30% by weight.
  • a particularly suitable silage (hereinafter referred to as "AFP") contains
  • the ensiling agent is used in liquid form.
  • the unripe beets are sprayed with the silage or immersed in the ensiling agent.
  • the immersion of the untrimmed beets in the liquid silage has the advantage that the beets completely, that is come in contact with the silage from all sides. After a short exposure time, which may take only a few seconds, for example, the treated beets are then removed from the liquid silage. Then the beets are stored.
  • the storage of the beets takes place under exclusion of air.
  • the beets are transferred into a container or the like, which is subsequently closed. Due to the rapid drop in pH on the beet surface and in the beet interior, microorganisms on the beet surface and endogenous plant enzymes in the interior of the beet bodies are largely inactivated. The result is a stable system, whereby total sugars and especially sucrose remains predominantly.
  • a storage can be done in particular in closed facilities such as in silos or in film tubes.
  • the present invention further relates to a method for obtaining sugar from sugar beet, which comprises the following steps: a. Treatment of untrimmed sugar beet with an ensiling agent
  • the invention relates to a method for the production of bioethanol from sugar beets. This procedure involves the following steps: a. Treatment of untrimmed sugar beet with an ensiling agent
  • Application rate was about 2 LJt fresh mass.
  • the uncrushed sugar beets were then transferred to Silierfässer with a volume of 120 L and sealed airtight.
  • the barrels were made of plastic and were provided below with a stainless steel floor at about 15 cm height, could drain through the leachate. Fermentation gas could escape via an attached fermentation tube. The storage of the barrels took place at 10 ° C.
  • the T 0 sample is a subset of the beets used for treatment and ensiling immediately before treatment / storage. As a control served beets, which had been treated with water instead of the ensiling agent. pH total sugar sucrose
  • the treatment of the beets with the ensiling agent AFP remains about 95% of the total sugar or about 60% of the sucrose.
  • the inventive method for the production of sugar from unreduced sugar beets uses the possibility of sugar beet storage, in which compared to storage without silage treatment significantly less sugar is lost.
  • cleared sugar beets are treated with ensiling agent as indicated above and then stored in silos or in film hoses. The treated and stored sugar beet can then be used depending on the free capacity of the
  • Narrow schnitzel then pass into a brewing trough in which they are heated in hot water to about 70 ° C. At this temperature, the cell walls of the chips become permeable, so that the sugar can be extracted from the chips. This is done in tower plants, in which the chips are desugared in countercurrent process with hot water.
  • the raw juice obtained contains, in addition to sugar, so-called non-sugar substances, which make it difficult to crystallize the sugar and are largely removed in the juice purification.
  • the raw juice is mixed with milk of lime.
  • the added lime is then reprecipitated by the introduction of carbon dioxide and the sludge is completely separated after filtration by filtration.
  • the juice cleaning creates a clear, light yellow thin juice.
  • the thin juice is concentrated to thick juice in a multi-stage evaporation station.
  • the further thickening is continued in steam-heated cooking apparatus until crystallization.
  • a mixture of sugar crystals and adhering syrup to cool and continue the crystallization in mash (vessels with
  • Raw juice, thin juice and Dick syrup are suitable substrates for ethanol production by microbial fermentation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Siliermittels zur Behandlung von unzerkleinerten Rüben. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zucker- und Bioethanolgewinnung aus Zuckerrüben. Durch die Verwendung des Siliermittels lässt sich der Zuckerabbau in den Rüben während ihrer Lagerung deutlich verringern.

Description

VERWENDUNG EINES SILIERMITTELS ZUR BEHANDLUNG VON
UNZERKLEINERTEN RÜBEN
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Siliermittels zur Behandlung von
unzerkleinerten Rüben. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zuckerund Bioethanolgewinnung aus Zuckerrüben.
Rüben im Sinne dieser Anmeldung sind alle Pflanzen der Art Beta vulgaris. Hierzu gehören zum Beispiel Rote Rüben, Zucker- und Futterrüben sowie Mangold.
Zuckerrüben dienen grundsätzlich zur Zuckergewinnung. Hierzu werden sie geerntet und in speziellen Zuckerfabriken verarbeitet. Darüber hinaus sind Zuckerrüben als Substrat für die Biogas- und Bioethanolproduktion von Bedeutung.
Das Problem insbesondere bei der Verwertung von Zuckerrüben besteht jedoch darin, dass diese Rüben aufgrund lokaler klimatischer Bedingungen in der Regel nicht ganzjährig geerntet werden können. In vielen Anbaugebieten werden Rüben im Herbst eines Jahres geerntet, sie können jedoch nicht alle zur gleichen Zeit verarbeitet werden. So wird zum Beispiel ungefähr die Hälfte der in Deutschland verarbeiteten Zuckerrüben vor der Verarbeitung gelagert. Dies geschieht zum einen direkt auf dem Gelände einer Zuckerfabrik, der größte Teil der Rüben wird aber dezentral in Feldrandmieten gelagert. Die Lagerung erfolgt aerob.
Diese Lagerungsform geernteter Zuckerrüben ist aber problematisch, weil insbesondere verletzte Rüben während der Lagerung nicht unerhebliche Mengen ihres gespeicherten Zuckers (Saccharose) verlieren. Als primäre Saccharose-Abbauprodukte enstehen insbesondere Glukose und Fruktose, die nachfolgend teilweise weiter metabolisiert werden. Dies führt insgesamt zu einem deutlich verminderten Zuckergehalt von
Lagerrüben, eine wirtschaftliche Weißzucker- oder Ethanolproduktion ist bei längerer Lagerdauer daher nicht gegeben. Die resultierenden„Verarbeitungskampagnen" für Zuckerrüben (in Deutschland ca. 100 Tage) begrenzen sehr maßgeblich die
Wettbewerbsfähigkeit der Weißzucker- und Ethanolproduktion aus Zuckerrüben. Man hat daher versucht, geerntete Zuckerrüben z. B. in Folienschläuchen zu silieren. Der Prozess der Silierung wird in unterschiedliche Phasen unterteilt: Nach Einlagerung des Pflanzenmaterials und Luftabschluss wird der im Silo enthaltene Restsauerstoff schnell veratmet. Unter dann anaroben Bedingungen kommt es auf der
Substratoberfläche zur raschen Vermehrung von Mikroorganismen, insbesondere Milchsäurebakterien und Hefen, die die verfügbaren wasserlöslichen Kohlenhydrate (Mono- und Oligosaccharide) zu organischen Säuren und Alkohol abbauen. Im Inneren des Pflanzenmaterials bauen endogene Pflanzenenzyme Kohlenhydrate ebenfalls zu Säuren und Alkoholen ab. Durch den hierbei resultierenden pH-Wert-Abfall wird das Wachstum von unerwünschten Mikroorganismen und die Aktivität endogener
Pflanzenenzyme begrenzt, es entsteht eine stabile Silage.
Gemäß dem Stand der Technik sind zur Silierung eine sehr feine Häckselung und hohe mechanische Verdichtung des Pflanzenmaterials notwendig, um
1. möglichst wenig Lufteinschluss zu erzielen, damit schnell anaerobe Bedingungen geschaffen werden können,
2. durch Zerstörung von Zellstrukturen Kohlenhydrate für Mikroorganismen besser verfügbar zu machen und
3. eine schnelle Diffusion von Säuren und damit eine pH-Wert-Absenkung im
Pflanzenmaterial zu erreichen.
Insgesamt entstehen aber auch bei der Silierung hohe Zuckerverluste, zumal der Silierprozess nicht nur an der Oberfläche der Rüben stattfindet, sondern die Rüben "durchsilieren". Der Zucker wird also über den gesamten Rübenquerschnitt abgebaut.
Aus DE-OS 2 404 462 ist ein Verfahren zur Konservierung des Zuckergehaltes von aerob gelagerten Zuckerrüben bekannt, das den Einsatz von verdünnter Kalkmilch als
"Desinfektionsmittel" vorsieht. Gebrannter Kalk (CaO) wird hierzu auf die Zuckerrüben aufgesprüht, oder die Rüben werden durch ein Kalkmilchbad geführt. Dadurch erhalten die Zuckerrüben einen desinfizierenden "Überzug", der unter aeroben Bedingungen an Wundstellen Zucker-Abbauprozesse verringern soll.
Ein weiteres Verfahren zur Konservierung von Zuckerrüben wird mit DD 226 764 A1 vorgeschlagen, wonach Silosickersaft anstelle bakterizid oder fungizid wirkender Chemikalien zur Silierung vorgesehen ist. Dieses Verfahren beinhaltet die Lagerung von vorzugsweise frisch geschnitzelten Rüben in der Konservierungsflüssigkeit in nicht ablaufenden Silos ohne Luftabschluss. Ein vollständiges Bedecken der Rüben mit Konservierungsflüssigkeit ist notwendig.
Auch eine Silierung von fein zerkleinerten Zuckerrüben für Futterzwecke ist beschrieben. Um Nährstoffverluste zu verringern, sieht DD 59 467 vor, die zerkleinerten Zuckerrüben mit Natriumbenzoat als Konservierungsmittel zu behandeln. Mit diesem Verfahren soll die Alkohol- und Essigsäuregärung eingeschränkt und das Abfließen von Sickersaft verhindert werden können.
Laube et al. (Laube, W.; Weissbach, F.; Budizer, H. H.: Untersuchungen zur
Konservierung von Hackfrüchten durch Silierung, 1. Mitteilung: Die Silierung von
Zuckerrüben unter Zusatz verschiedener Konservierungsmittel. In: Archiv für
Tierernährung, Bd. 18, Heft 3, 1968, Seiten 229-238. ISSN: 003-942x) beschreiben ebenfalls die Silierung fein geschnitzelter Zuckerrüben mit Natriumbenzoat als
Konservierungsmittel. Das Konservierungsmittel wurde der Silage beigemischt. Nach einer 6-monatigen Lagerdauer der Silage zeigten die behandelten Rübenschnitzel eine gegenüber der unbehandelten Kontrolle erhöhten Gehalt an Gesamtzucker. Über den Erhalt von Saccharose und den relativen Erhalt des Gesamtzuckers werden jedoch keine Angaben gemacht.
Während eine Silierung von zerkleinerten und unzerkleinerten Zuckerrüben vorteilhaft für eine anschließende Biogasgewinnung sein kann, weil sich silierte Zuckerrüben gut weiter vergären lassen, ist die Silierung als Vorstufe zur Zuckergewinnung oder
Ethanolproduktion unerwünscht, denn bei der herkömmlichen Silierung verliert die Zuckerrübe erhebliche Mengen an Zucker. Dieser Zuckerverlust ist nicht auf einen Saccharoseverlust beschränkt. Auch Glukose und Fruktose gehen verloren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Lagerung von Rüben, insbesondere von Zuckerrüben, weiter zu vereinfachen und zu verbessern und damit auch eine
Möglichkeit zu schaffen, die Ausbeute bei der Zucker- und Bioethanolgewinnung aus gelagerten Zuckerrüben zu steigern.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Verwendung eines Siliermittels zur Behandlung von unzerkleinerten Rüben, um bei einer Lagerung der Rüben einen Abbau von Zucker (Saccharose) zu reduzieren. Die Behandlung unzerkleinerter Rüben mit einem Siliermittel hat gegenüber der Behandlung von zerkleinerten Rüben den weiteren Vorteil, dass weniger Sickersaft entsteht, der technisch aufwändig abgeführt werden muss und dass die so behandelten Rüben problemlos handhabbar sind.
Überraschender Weise wurde gefunden, dass durch äußere Applikation eines
Siliermittels auf unzerkleinerte Rüben die Zuckerabbauprozesse von der Rinde bis ins Zentrum des Rübenkörpers deutlich vermindert werden. Im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen wird in den behandelten Rüben bei vergleichbarer pH-Wert-Erniedrigung deutlich weniger Zucker zu organischen Säuren und Alkoholen abgebaut. Sowohl Saccharose- als auch Gesamtzuckergehalt bleiben nach erfindungsgemäßer Behandlung hoch. Allerdings ist der Mechanismus der Signaltransduktion von der Rübenoberfläche bis in die inneren Bereiche des Rübenkörpers hierbei jedoch unbekannt.
Als unzerkleinerte Rüben im Sinne dieser Anmeldung werden auch solche Rüben verstanden, die während der Ernte oder anschließender Behandlung von bestimmten Frucht- oder Pflanzenteilen befreit werden. So werden Zuckerrüben bei der Ernte häufig geköpft oder entblättert. Der verbleibende Rübenkörper gilt dann als unzerkleinerte Rübe.
Als Siliermittel kommen im Grunde alle bekannten Siliermittel in Betracht. Geeignete Siliermittel umfassen daher biologische und chemische Siliermittel. Biologische Siliermittel enthalten in der Regel Milchsäurebakterien. Chemische Siliermittel dienen zur
chemischen Ansäuerung des Gärsubstrats und damit zur Unterdrückung von
Gärschädlingen. Chemische Siliermittel umfassen organische und anorganische Säuren oder deren zugehörigen Salze sowie Zusammensetzungen mit einem oder mehreren dieser Stoffe.
Bevorzugte Siliermittel sind oder enthalten daher: Adipinsäure, Natriumadipat,
Kaliumadipat; Apfelsäure, Kaliummalat; Ascorbinsäure, Natrium-L-Ascorbat, Calcium-L- Ascorbat; Bernsteinsäure; Essigsäure, Kaliumacetat, Natriumacetat, Calciumacetat;
Fumarsäure; Metaweinsäure, Calciumtartrat; Milchsäure, Lactat; Phosphorsäure,
Natriumphosphat, Kaliumphosphat, Calciumphosphat; Weinsäure, Natriumtartrat,
Seignettesalz (Natrium-Kalium-Tartrat); Zinn(ll)-Chlorid; Zitronensäure, Natriumeitrat, Kaliumeitrat, Calciumcitrat; Sulfit; Sulfat; Nitrit; Hexamethylentetramin; Ameisensäure, Formiat; Propionsäure, Propionat; Essigsäure, Acetat; Sorbinsäure, Sorbat;
Benzoesäure, Benzonat; Zitronensäure; Schwefelsäure; Salzsäure und Salpetersäure.
Die erfindungsgemäße Verwendung bezieht sich insbesondere auf die Behandlung von Zuckerrüben. In der Regel werden Zuckerrüben im Frühjahr gesät. Sie bilden im Laufe der Vegetationsperiode bis Ende September einen dicken Wurzelkörper, der den Zucker speichert. Eine Rodung der Zuckerrüben erfolgt dann ab September bis Mitte November. Die gerodeten Zuckerrüben lassen sich sodann in unzerkleinerter Form mit dem
Siliermittel behandeln und bis zu ihrer späteren Weiterverarbeitung unter Luftabschluss, z.B. in Folienschläuchen, lagern.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung enthält das Siliermittel Formiat, insbesondere Tetraformiat
Eine andere, ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Siliermittel Propionat enthält.
Formiate sind Salze der Ameisensäure, Propionate Salze der Propionsäure. Sofern es sich bei dem Siliermittel um eine wässrige Lösung handelt, sollte das enthaltene Salz wasserlöslich sein. Da wasserlösliche Salze von Säuren in Wasser dissoziieren und Säureanionen bilden, können anstelle der Salze auch die jeweiligen Säuren eingesetzt werden.
Die bevorzugte Konzentration von Ammoniumtetraformiat im Siliermittel liegt im Bereich von 60 - 90 Gew.-%, die von Ammoniumproprionat im Bereich von 10 - 30 Gew.-%.
Ein besonders geeignetes Siliermittel (nachfolgend "AFP" genannt) enthält
60 - 90 Gew.-% Ammoniumtetraformiat,
10 - 30 Gew.-% Ammoniumproprionat,
5 - 10 Gew.-% Milchsäure,
1 - 5 Gew.-% Glycerol sowie
0,1 - 0,5 Gew.-% Formamid.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Siliermittel in flüssiger Form eingesetzt. Hierbei werden die unzerkleinerten Rüben mit dem Siliermittel besprüht oder in das Siliermittel getaucht. Das Eintauchen der unzerkleinerten Rüben in das flüssige Siliermittel hat den Vorteil, dass die Rüben vollständig, das heißt von allen Seiten mit dem Siliermittel in Kontakt kommen. Nach einer kurzen Einwirkungszeit, die beispielsweise nur wenige Sekunden zu betragen braucht, werden die behandelten Rüben dann dem flüssigen Siliermittel entnommen. Anschließend erfolgt die Lagerung der Rüben.
Die Lagerung der Rüben findet unter Luftabschluss statt. Hierzu werden die Rüben in einen Behälter oder dergleichen überführt, der anschließend verschlossen wird. Durch den schnellen pH-Wert-Abfall auf der Rübenoberfläche und im Rübeninneren werden Mikroorganismen auf der Rübenoberfläche und endogene Pflanzenenzyme im Inneren der Rübenkörper weitgehend inaktiviert. Es entsteht ein stabiles System, wodurch Gesamtzucker und insbesondere Saccharose überwiegend erhalten bleibt.
Eine Lagerung kann insbesondere in verschlossenen Einrichtungen wie in Silos oder in Folienschläuchen erfolgen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben, das die folgenden Schritte umfasst: a. Behandlung von unzerkleinerten Zuckerrüben mit einem Siliermittel
b. Lagerung der unzerkleinerten Zuckerrüben unter Luftabschluss
c. Zerkleinerung der Zuckerrüben
d. Gewinnung von Rohsaft aus den zerkleinerten Zuckerrüben
e. Gewinnung von Zucker aus dem Rohsaft
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Gewinnung von Bioethanol aus Zuckerrüben. Dieses Verfahren sieht folgende Schritte vor: a. Behandlung von unzerkleinerten Zuckerrüben mit einem Siliermittel
b. Lagerung der unzerkleinerten Zuckerrüben unter Luftabschluss
c. Zerkleinerung der Zuckerrüben
d. Gewinnung von Ethanol aus den zerkleinerten Zuckerrüben
Die obigen Ausführungen zur Zusammensetzung sowie zur Art des Einsatzes des Siliermittels gelten auch für die Verfahren zur Zucker- und Bioethanolgewinnung. Nach der Behandlung der unzerkleinerten Zuckerrüben werden diese unter
Luftabschluss, wie oben dargestellt, gelagert.
Anhand der folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert:
Behandlung von Zuckerrüben mit einem Siliermittel
Entblattete, gewaschene, unzerkleinerte Zuckerrüben (Zuckerrübenspeicherwurzeln) wurden für wenige Sekunden in ein Bad mit dem Siliermittel AFP getaucht. Die
Aufwandmenge betrug ca. 2 LJt Frischmasse.
Die unzerkleinerten Zuckerrüben wurden anschließend in Silierfässer mit einem Volumen von jeweils 120 L überführt und luftdicht verschlossen. Die Fässer bestanden aus Plastik und waren unten mit einem auf ca. 15 cm Höhe befindlichen Edelstahlboden versehen, durch den entstandenes Sickerwasser ablaufen konnte. Fermentationsgas konnte über ein aufgesetztes Gärrohr entweichen. Die Lagerung der Fässer erfolgte bei 10 °C.
Nach 90 Tagen wurden die Fässer geöffnet. Von allen Rüben eines Fasses wurde eine repräsentative Rübenbreiprobe hergestellt und sofort bei -20 °C eingefroren. Die
Ergebnisse der chemischen Analyse der Breiproben sind in folgender Tabelle
zusammenfasst. Bei der T0-Probe handelt es sich um eine Teilmenge der zur Behandlung und Silierung eingesetzten Rüben direkt vor der Behandlung/Einlagerung. Als Kontrolle dienten Rüben, die mit Wasser anstelle von dem Siliermittel behandelt worden waren. pH Gesamtzucker Saccharose
(Saccharose,
Glukose und
Fruktose)
in % aul Frichmasse
To-Probe 6,5 18,5 17,9
Kontrolle 3,5 5,6 2,5
AFP 4,0 17,8 10,7 Bezogen auf die jeweils vorhandene Frischmasse, bleibt die Behandlung der Rüben mit dem Siliermittel AFP ca. 95% des Gesamtzuckers bzw. ca. 60% der Saccharose erhalten.
Zuckerqewinnunq aus Zuckerrüben nach Behandlung mit einem Siliermittel
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus unzerkleinerten Zuckerrüben nutzt die Möglichkeit der Zuckerrübenlagerung, bei der im Vergleich zu einer Lagerung ohne Siliermittelbehandlung deutlich weniger Zucker verloren geht. Hierzu werden gerodete Zuckerrüben wie oben angegeben mit Siliermittel behandelt und anschließend in Silos oder in Folienschläuchen gelagert. Die so behandelten und gelagerten Zuckerrüben lassen sich anschließend je nach freier Kapazität der
Zuckerfabriken weiterverarbeiten.
In Zuckerfabriken werden die Zuckerrüben von eventuell noch vorhandenem
Schmutzanhang befreit und mittels Schneidmaschinen zerkleinert. Schmale Schnitzel gelangen dann in einen Brühtrog, in dem sie in heißem Wasser auf ca. 70 °C erwärmt werden. Bei dieser Temperatur werden die Zellwände der Schnitzel durchlässig, so dass der Zucker aus den Schnitzeln gewonnen werden kann. Dies geschieht in Turmanlagen, in denen die Schnitzel im Gegenstromverfahren mit heißem Wasser entzuckert werden.
Der gewonnene Rohsaft enthält neben Zucker noch sogenannte Nichtzuckerstoffe, die eine Kristallisation des Zuckers erschweren und in der Saftreinigung weitgehend entfernt werden. Zur Reinigung wird der Rohsaft mit Kalkmilch versetzt. Der zugesetzte Kalk wird anschließend durch Einleiten von Kohlensäure wieder ausgefällt und der Schlamm nach Eindickung durch Filtration vollständig abgetrennt. Durch die Saftreinigung entsteht ein klarer, hellgelber Dünnsaft.
Der Dünnsaft wird in einer mehrstufigen Verdampfstation zu Dicksaft konzentriert. Die weitere Eindickung wird in dampfbeheizten Kochapparaten bis zur Kristallbildung fortgesetzt. Nach dem Kochen wird ein Gemisch von Zuckerkristallen und anhaftendem Sirup zur Abkühlung und Fortsetzung der Kristallisation in Maischen (Gefäße mit
Rührwerken) abgefüllt. In Zentrifugen erfolgt die Abschleuderung des Sirups von den Zuckerkristallen. Der gewonnene Weißzucker wird getrocknet, gekühlt und nach
Absiebung von Fein- und Grobanteilen in Großraumsilos gelagert. Rohsaft, Dünnsaft und Dicksaft sind geeignete Substrate für die Ethanolherstellung durch mikrobielle Fermentation.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verwendung eines Siliermittels zur Behandlung von unzerkleinerten Rüben, um bei einer Lagerung der Rüben einen Abbau von Zucker zu reduzieren.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Rüben um Zuckerrüben handelt.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel Formiat, insbesondere Tetraformiat enthält.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel Propionat enthält.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel
60 - 90 Gew.-% Ammoniumtetraformiat,
10 - 30 Gew.-% Ammoniumproprionat,
5 - 10 Gew.-% Milchsäure,
1 - 5 Gew.-% Glycerol sowie
0,1 - 0,5 Gew.-% Formamid
enthält.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel in flüssiger Form eingesetzt wird, wobei die unzerkleinerten Rüben mit dem Siliermittel besprüht oder in das Siliermittel getaucht werden.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rüben nach der Behandlung mit dem Siliermittel unter Luftabschluss gelagert werden.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Rüben in einer luftdicht verschlossenen Einrichtung erfolgt.
9. Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Rüben in einem Folienschlauch erfolgt.
10. Verfahren zur Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben, das die folgenden Schritte umfasst: a. Behandlung von unzerkleinerten Zuckerrüben mit einem Siliermittel
b. Lagerung der unzerkleinerten Zuckerrüben unter Luftabschluss
c. Zerkleinerung der Zuckerrüben
d. Gewinnung von Rohsaft aus den zerkleinerten Zuckerrüben
e. Gewinnung von Zucker aus dem Rohsaft
1 1. Verfahren zur Gewinnung von Bioethanol aus Zuckerrüben, das die folgenden Schritte umfasst: a. Behandlung von unzerkleinerten Zuckerrüben mit einem Siliermittel
b. Lagerung der unzerkleinerten Zuckerrüben unter Luftabschluss
c. Zerkleinerung der Zuckerrüben
d. Gewinnung von Ethanol aus den zerkleinerten Zuckerrüben
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel Formiat, insbesondere Tetraformiat enthält.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel Propionat enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel
60 - 90 Gew.-% Ammoniumtetraformiat,
10 - 30 Gew.-% Ammoniumproprionat,
5 - 10 Gew.-% Milchsäure,
1 - 5 Gew.-% Glycerol sowie
0,1 - 0,5 Gew.-% Formamid
enthält.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliermittel in flüssiger Form eingesetzt wird, wobei die unzerkleinerten Zuckerrüben mit dem Siliermittel besprüht oder in das Siliermittel getaucht werden.
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