Zucker

Zucker

Die Abteilung Zuckertechnologie unternimmt Forschungs-, Entwicklungs-, Beratungs- und Untersuchungstätigkeiten in den Kompetenzbereichen der Lebensmittel- und Zuckertechnologie für ständige Auftraggeber und Lizenznehmer.

Rohstoff

Rohstoff

Aufgabe ist die Weiterentwicklung der konventionellen als auch der biologischen Produktion von Zuckerrüben unter Einbindung nationaler als auch internationaler Forschungskapazität. Die Ergebnisse umfangreicher Laborarbeiten und Feldversuche bilden die Basis einer wissenschaftlich fundierten Beratung der Zuckerrüben produzierenden Landwirte.

Landwirtschaft

Schwerpunkte der „Landwirtschaftlichen Forschung“ konzentrieren sich u.a. auf Regulierung von Kalamitäten bzw. Epidemien.

Schwerpunkte der „Landwirtschaftlichen Forschung“ konzentrieren sich u.a. auf Regulierung von Kalamitäten (dem Auftreten tierischer Schädlinge) bzw. Epidemien (d.h. pilzlichen Schaderregern). Hierzu zählen die Entwicklung flächendeckender Monitoringsysteme, der Definition von Schadschwellen sowie die Implementierung auf diesen aufbauender Warndienstmodelle, einschließlich der Entwicklung alternativer Möglichkeiten des Schutzes der Zuckerrübe.

Einschränkungen in der Verfügbarkeit von Herbiziden geben Arbeiten zur Beikrautregulierung in der Zuckerrübe, einer in ihrer Jugendendentwicklung äußerst konkurrenzschwachen Ackerkultur, zunehmend Gewicht. Einsatz und Weiterentwicklung der Bodenuntersuchung nach dem Elektro-Ultrafiltrationsverfahren (EUF) – allein seit 2000 wurden rund 200.000 Bodenproben, entsprechend einer Beratungsfläche von 3,000.000 Hektaren, untersucht – sehen neben einer, dem Bedarf der Kultur angepassten, umweltverträglichen Nährstoffversorgung die Charakterisierung der Fruchtbarkeit eines Standortes als zentrales Anliegen.

Begleitet wird dieses von Untersuchungen zum Einfluss von Verfahren der Bodenbearbeitung und des Einsatzes von Zwischenfrüchten, nicht zuletzt mit dem Zweck der Verbesserung der Wassernutzungseffizienz der Zuckerrübe. Die laufende Optimierung der Saatgutmischungen von Zwischenfrüchten für den Einsatz vor Zuckerrüben runden das Forschungsprogramm ab.

Sorten

Zu Zuckerrübe wird ein umfangreiches System der Sortenwertprüfung geführt.

Zu Zuckerrübe wird – in Zusammenarbeit mit der Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES, Wien) – ein umfangreiches System der Sortenwertprüfung geführt. Zuckererträge je Hektar in akzeptabler, stabiler Höhe sind für den Erhalt der Konkurrenzfähigkeit des Zuckerrübenanbaus im – in weiten Bereichen durch trocken-heißes pannonisches Klima geprägten Anbaugebiet – wesentlich. Hohe Gehalte an Zucker sind für einen sparsamen Einsatz von Betriebsmitteln, v.a. von Energie, Voraussetzung. Prüfung auf hohe Widerstandsfähigkeit gegen tierische, vor allem aber pilzliche als auch viröse Schaderreger sowie hohe Wassernutzungseffizienz finden sich folgend als Schwerpunkte der Arbeiten wieder. AGRANA sieht sich der „Gentechnikfreiheit“ verpflichtet.

Technologische Rübenqualität

Unter der technologischen Qualität von Zuckerrüben versteht man den im Zuge des industriellen Prozesses in kristalliner Form gewinnbaren Anteil des in Rüben enthaltenen Zuckers (Saccharose).

Dabei ist es wichtig, dass die für die Berechnungen wesentlichen Rübeninhaltsstoffe möglichst einfach und automatisiert im Rohstofflabor bestimmt werden können. Diese sind:

  • Kalium
  • Natrium
  • alpha-Aminostickstoff
     

Es existiert eine Reihe von „Qualitätsformeln“, die einerseits für die Auswahl von Rübensorten im Rahmen der Züchtung und andererseits als Basis von Qualitätsprämien Bedeutung haben.

Bei AGRANA ist die derzeit maßgebliche Formel zur Ermittlung der technologischen Qualität von Zuckerrüben die sog. „Neue Braunschweiger Formel“ (Buchholz et al., 1995)

Prozess

Prozess

Einer der Schwerpunkte in der Zuckertechnologie betrifft die kontinuierliche Optimierung von Prozessen und hierbei insbesondere den optimierten Einsatz von Prozesshilfsstoffen, welche einen enormen Kostenfaktor bei der Zuckergewinnung darstellen.

Prozessoptimierung

Für diese Optimierungen wurden robuste Geräte entwickelt, um sie unter den Bedingungen industrieller Prozesse einsetzen zu können.

Anti-Foam Optimizer

Dieses Gerät wird verwendet, um die optimale Menge an Schaumdämpfungsmittel zu dosieren.

 

ARIC Universal

Dieses Gerät vereint mehrere Funktionen in sich und dient der Bestimmung der sogenannten effektiven Alkalität (Differenz aus Saftalkalität & Calziumgehalt) in der Saftreinigung.
 

  • Alkalinity Determination (ALKA) – Bestimmung der Saftalkalität 
  • Lime Salts Analyzer (LISA / LISA+) – Bestimmung der Safthärte (Calziumgehalt)
     

Gemeinsam mit dem Berechnungsprogramm OPAL (Optimal Alkalization) kann so unter Verwendung von Safthärte (LISA+), Saftalkalität (ALKA) und Saftstrom in der Fabrik die optimale Dosierung an Natronlauge in der Saftreinigung erfolgen.

Produkte / Anwendungen

Produkte & Anwendungen

 

Betain

Die Beta Pura GmbH ist ein Joint Venture der AGRANA GmbH und The Amalgamated Sugar Company LLC, dem zweitgrößten US-amerikanischen Rübenzuckerproduzenten. Die Betainkristallisationsanlage in Tulln ist der weltweit dritte Produktionsstandort an dem Flüssigbetain aus Zuckerrübenmelasse chromatographisch gewonnen und kristallisiert wird.

Das hochwertige kristalline Betain ist multifunktionell und wird nicht nur in Futtermitteln für die Nutztierhaltung sondern auch in Nahrungsergänzungsmitteln wie Sportgetränken eingesetzt. Darüber hinaus findet es Anwendung in Kosmetikprodukten, wo es eine regulierende Wirkung auf den Wasserhaushalt der Zellen hat.

Um die Aufrechterhaltung der hohen Standards der Beta Pura GmbH sicherzustellen arbeiten die Abteilungen des ARIC interdisziplinär an der Qualitätskontrolle, der Produktentwicklung sowie an der Optimierung der Betainausbeute vom Feld bis zur Kristallisation.

Zuckerarten

Das Sortiment für Industriekunden und Konsumenten unter der Marke „Wiener Zucker“ ist viel-seitig und hochwertig. Es erstreckt sich von Normalkristallzucker über Feinkristallzucker und Würfelzucker bis hin zu Staub- und Puderzucker.

Nachhaltigkeit ist ein vorrangiges Thema, daher ist die Palette an Biozuckerprodukten etabliert und wird stetig erweitert.

Spezialitäten wie Streuzucker, Gelierzucker, Sirupzucker oder Hagelzucker ergänzen das Warenangebot.

Am ARIC werden neue Produkt entwickelt, Haltbarkeitstests durchgeführt bzw. das Sortiment den Kundenansprüchen angepasst.

Feed

Im Zuge des Zuckergewinnungsprozesses entstehen neben Zucker weitere wichtige Produkte, die als Futtermittel Verwendung finden.

Nach Waschen der Rüben erfolgt eine mittels heißem Wasser durchgeführte Extraktion von Zucker (Saccharose) aus kleingeschnittenen Zuckerrübenschnitzeln. Dabei entstehen ausgelaugte Zuckerrübenschnitzel, welche anschließend in einem mehrstufigen Verfahren zuerst abgepresst und dann getrocknet und pelletiert werden.

Der extrahierte Zucker wird anschließend einer Saftreinigung mittels Kalk-Kohlensäure-Behandlung unterworfen, um Nichtzuckerstoffe zu entfernen. Danach erfolgt eine Eindickung dieses gereinigten Dünnsafts in einer Verdampfstation und dann die in mehreren Stufen ausgeführte Kristallisation von Zucker. Dabei erhält man Melasse, welche als Flüssigfuttermittel eingesetzt werden kann.

Darüber hinaus können die getrockneten Zuckerrübenschnitzel auch mit Melasse vermengt und pelletiert werden.

Futtermittel, die im Zuge des Zuckergewinnungsprozesses produziert werden:

  • Unmelassierte Pellets
  • Melassierte Pellets
  • Melasse

Fertilizers

Neben Zucker, Press- und Trockenschnitzel – begehrten Futtermitteln – sowie Melasse fallen in der Verarbeitung von Zuckerrübe weitere Produkte an, welche als Düngemittel in den Markt gebracht werden. Die Etablierung der Düngemittel wurde in einer Vielzahl an Feldversuchen wissenschaftlich begleitet.

Aus den Zuckerrübenschnitzen gelöste Nichtzuckerstoffe werden durch Zusatz von Kalkmilch und dessen anschließender Fällung mit Kohlendioxid abgetrennt. Abgepresst fällt streufähiger „Carbokalk“, welcher aufgrund seiner sehr feinen Struktur ein hoch wirksamer Kalkdünger geschätzt wird. Carbokalk enthält darüber hinaus sämtlichen mit der Zuckerrübe in die Fabrik eingeführten Phosphor, als auch nennenswerte Teile des durch die Zuckerrübe aus dem Boden aufgenommenen – und organisch gebundenen – Stickstoffs, welche auf diesem Weg wieder auf die Felder zurückfindet.

Die weitere – in einem physikalischen Prozess erzielte – Entzuckerung der Melasse bringt ein organisches Düngemittel unter der Bezeichnung „DüngeMel“ hervor, welches reich an Kalium ist sowie weitere Teile des durch die Zuckerrübe aufgenommen Stickstoffs in organisch gebundener Form enthält.

Fermentationstechnologie

Zuckerhaltige Rohstoffe stellen ideale Nahrungsquellen für diverse Mikroorganismen dar. Saccharose und Melasse können zum Beispiel gezielt zur Anzucht und Vermehrung von Hefen, Bakterien sowie filamentösen Pilzen verwendet werden. Dabei erfolgt eine schrittweise Vergrößerung der Fermentationsprozesse von Kulturen in Schüttelkolben bis hin zu Versuchen im Pilotmaßstab.

Durch Weiterverarbeitung der gebildeten Biomasse und Stoffwechselprodukte werden beispielsweise biologische Pflanzenschutzmittel und Düngemittel gewonnen.  

Analytik

Analytik

Das AGRANA Research & Innovation Center beschäftigt sich mit unterschiedlichen Fragestellungen aus den Bereichen Frucht, Stärke und Zucker. Projektthemen aus den Abteilungen befassen sich neben Produktinnovationen auch mit Prozessoptimierungen und neuen Produktionstechnologien. Für viele dieser Projekte ist eine individuelle analytische Begleitung notwendig.

Für eine optimale Projektabwicklung haben wir es uns zur Aufgabe gemacht einen Großteil der erforderlichen Analysen bei uns in-house durchzuführen. Dabei bietet die Stabstelle Analytik als zentraler Ansprechpartner für alle Abteilungen unterschiedlichste instrumentelle Analysen an. Andere Fragestellungen machen anwendungstechnische Untersuchungen notwendig, müssen mikrobiologisch analysiert werden, oder können von unserem geschulten Sensorik-Panel beantwortet werden.

Anwendungstechnik

Neben der physikalischen und chemischen Charakterisierung von Stärken, Stärkederivaten und Stärkenebenprodukten liegt ein besonderer Schwerpunkt in der anwendungstechnischen Prüfung in deren vielfältigen Einsatzgebieten. Erst die Anwendung der Produkte in praxisnahen Formulierungen zeigt, ob diese den hohen Qualitätsansprüchen der AGRANA standhalten.

Im technischen Bereich finden Stärkeprodukte breite Anwendung vor allem in der Papierindustrie, der Bauindustrie, als Komponente in biologisch abbaubaren Kunststoffen und auch als Klebstoffe. Breite Anwendungsfelder sind ebenfalls im Lebensmittelbereich zu finden. Diese erstrecken sich von den Back- und Konditoreiwaren, über Fleischerzeugnisse, bis hin zu Süßwaren, sowie Feinkostprodukten. Auch bei Kosmetika, wie Trockenhaarshampoos oder Hautcreme, finden AGRANA Produkte Anwendungen.

Mikrobiologie

Zur Aufrechterhaltung der hohen Qualität und Sicherheit der Produkte von AGRANA, werden laufend mikrobiologische Analysen durchgeführt. Dies beinhaltet einerseits die Qualitätskontrolle diverser Produkte aber auch Maßnahmen wie

  • Hygienemonitorings mittels Luftkeimmessungen und Oberflächenverfahren 
  • Stufenkontrollen in den Produktionsstätten zur Überprüfung des Herstellungsprozesses
  • Desinfektion von Produktionsanlagen (Wärmetauscher, Kühltürme, Lagerhallen, etc.)
  • Hilfestellung bei Hygieneproblemen
     

Die mikrobiologischen Analysen werden mittels klassischer Agarplattenverfahren aber auch mit molekularbiologischen Methoden durchgeführt. Dazu stehen uns u.a. neben herkömmlichen PCR-Geräten auch ein digitales und ein quantitatives PCR-Gerät zur Verfügung.

Für komplexere Anforderungen wurde ein Labor der Sicherheitsstufe 2 eingerichtet. Dadurch ist es uns möglich auch mit pathogenen Bakterien und Viren arbeiten zu können.

In der eigenen Stammsammlung wird eine große Auswahl an Mikroorganismen, darunter Bakterien, Hefen und Schimmelpilze aufbewahrt und laufend erweitert. Für Fermentationen benötigte Prüfstämme und Mikroorganismen zur Herstellung spezifischer Impfgüter sind somit ständig verfügbar.

Instrumentelle

Analytik

Um die wachsenden Aufgabenstellungen der Projekte abzudecken ist die instrumentelle Analytik zu einem wichtigen Bestandteil geworden und ist als Stabstelle Analytik zentral organisiert. Sie ist Ansprechpartner für chemisch-analytische Fragestellungen, Methodenentwicklung und Validierung.

Derzeit stehen für die instrumentelle Analytik mehrere HPLC Systeme mit RI-, UV/VIS-, FLD und CAD zur Verfügung. Zusätzlich werden HPLC Systeme mit MS Detektion zur quantitativen Bestimmung von Mykotoxinen eingesetzt. Für die Analyse von flüchtigen organischen Substanzen kommen Gaschromatographen mit FID zur Anwendung. Anionen werden mittels IC analysiert und eine Elementanalytik mit ICP-OES komplettiert die analytischen Möglichkeiten. 

Chemische Analyse

Am ARIC werden klassische chemische Analysen durchgeführt, welche sich mit der Identifizierung und Mengenbestimmung von chemischen Substanzen befassen. Es werden feste, flüssige und gasförmige Substanzen untersucht. Je nach Schwerpunkten sind die Bereiche Life Science & Fruit Technology Stärke (Food & Non Food), und Zuckertechnologie mit verschiedenen Analysegeräten ausgestattet. Der Gerätepark besteht aus verschiedenen Messgeräten zur photometrischen und enzymatischen Bestimmung von Analyten.

Auf Anfrage werden auch Auftragsanalysen durchgeführt. Für genauere Information melden Sie sich unter info-ric@Remove thisagrana.com

Sensorik

Das analytische Sensorikpanel im ARIC besteht aus 35 trainierten Panellisten. In einem professionell eingerichteten Sensorikraum befasst man sich mit der sensorischen Evaluierung von Aussehen, Geruch, Geschmack und Textur des AGRANA-Produktportfolios, als auch daraus hergestellter Fertigprodukte. Die langjährigen Erfahrungswerte umfassen mit über 100 sensorischen Prüfungen im Jahr die Produktkategorien: 

  • Frucht Division: Fruchtsnacks, Fruchtjoghurts, Eiscreme und Schokoladenzubereitungen
  • Stärke Division: Backwaren; Feinkost wie Saucen, Cremen und Aufstriche; Kosmetik wie Hautcremen und Lotionen
  • Zucker Division: Sortiment der Biozucker- und Zuckerprodukte wie Staubzucker, Gelier- und Sirupzucker, Streuzucker
     

Damit trägt das Sensorikpanel entscheidend zur erfolgreichen Produkt- und Technologieentwicklung innerhalb der AGRANA bei.