Aufarbeitung von Melasse

Hans-Günther Siegfried

Jährlich fallen weltweit annähernd 45 Mio. t Melasse als Nebenprodukt bei der Zuckerherstellung an. Ihre Zusammensetzung hängt davon ab, welches Verfahren und welche Anlagen bei der Zucker-erzeugung zum Einsatz kamen. Generell beinhaltet Melasse alle Inhaltstoffe des Zuckerrüben- oder Rohrzuckersaftes. Neben geringen Mengen von Glucose und Fructose enthält sie immer noch 40 bis 60% Saccharose, etwa 20% Wasser sowie eine Vielzahl teilweise recht hochwertiger Stoffe. Dazu zählen beispielsweise Proteine, Vitamine, zahlreiche anorganische Stoffe und in Spuren auch Schwermetalle.

Der größte Teil der anfallenden Melasse wird zu Viehfutter verarbeitet oder dient zur Herstellung von Hefen, Alkohol, Zitronensäure und Glutaminsäure. Nur eine vergleichsweise geringe Menge geht in die Produktion von Lebensmitteln und Pharmazeutika. Die Ursache dafür liegt zum einen in der Heterogenität der Melasse. Zum anderen stören Kontaminationen, die zum überwiegenden Teil bereits aus der Zuckerpflanze stammen oder im Verarbeitungs- oder Transportprozess hinzugekommen sind. Es handelt sich hierbei um verschieden organische und anorganische Feststoffe wie Pestizide und Fungizide, Schwermetallverbindungen sowie unerwünschte Farb- und Geschmackstoffe.

Allgemein gültige Qualitätsnormen für die anfallende Melasse gibt es bisher nur in Ansätzen. Deshalb sind Lebensmittelproduzenten darauf angewiesen, im Rahmen der bestehenden Vorschriften ihre eigenen Standards zu bilden und die angelieferte Melasse entsprechend aufzubereiten.

Für die chemisch-physikalische Behandlung von Melasse bietet Altenburger Electronic eine Mikrofiltrationsanlage mit Edelstahlmembranen an. Sie ermöglicht wichtige Reinigungsschritte wie die Eliminierung von Feststoffen und anderen adsorbierbaren Fremdstoffen (Pflanzenschutzmittel, gelöste Schwermetallsalze) und die Verminderung der Farbintensität.

Herzstück des Systems ist ein rohrförmiger Edelstahlfilter mit Membraneigenschaften. Um im Verlauf der Filtration ein Verblocken der Edelstahlmembran zu verhindern, wird das Filtermedium mit einer dünnen, inerten Feintrennschicht mit Mikrofiltrationseigenschaften belegt, durch die hindurch der Filtrationsvorgang abläuft. Die Feintrennschicht wird in wenigen Sekunden aufgebaut. Sie hat eine Dicke von 0,5 bis 1,0 mm. Während der Filtration gewährleistet sie ein langsames Anwachsen der zurückgehaltenen Feststoffe, die bis zu einer Partikelgröße von 0,1 µm abgetrennt werden können. Während das Permeat kontinuierlich abläuft, wird das Retentat gemeinsam mit der beladenen Feintrennschicht aus dem Filtermodul ausgeführt, sobald die Prozesssteuerung über den Permeatfluss erkennt, dass eine Erneuerung der Feintrennschicht erforderlich ist.

Durch Verwendung unterschiedlicher Stabilisatormaterialien kann nicht nur die Filterfeinheit individuell eingestellt werden. Es ist auch eine Anpassung an unterschiedliche Filtrationsaufgaben möglich, ohne dass aufwendige Umrüstarbeiten erforderlich sind. Zu modifizieren ist lediglich der Verfahrensablauf der SPS und die Zusammensetzung des Stabilisatormaterials.

Die verschiedenen Melassequalitäten haben unterschiedlich hohe Viskositäten. Um sie störungsfrei behandeln zu können, wird das Filtrationssystem vollständig erwärmt, wobei die Temperaturen vorwählbar sind. Das Leistungsoptimum, das sich unter anderem aus der Materialviskosität im Prozess ergibt, ist in Anpassung an die Materialwahl empirisch zu ermitteln.

Das Trennsystem eignet sich nicht nur zur Behandlung von Melasse und der aus ihr gewonnenen Wertstoffe und Beiprodukte, sondern auch zur Aufbereitung der entstehenden Abwässer. Insbesondere das Melanoidin, ein Farbstoff, der hauptsächlich für die dunkle Färbung der Melasse verantwortlich ist, stört im Abwasser. Ursache: Der als Farbstoff oder Aroma (Caramel) einsetzbare Stoff ist biologisch nur schwer abbaubar. Außerdem kann die Mikrofiltrationsanlage auch für andere konventionelle Fest-Flüssig-Trennungen im Mikromaßstab eingesetzt werden. Sie trennt auch pulverförmig zudosierte Adsorbate und chemisch vorbehandelte Stoffe ab oder dient als Vorfiltrationsstufe zur Entlastung von Umkehrosmosen oder Ionenaustauschern.

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