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Die Herkunft von Melasse

Melasse ist ein Nebenprodukt, das bei der Raffination von Zucker anfällt, so daß die Verfügbarkeit von Melasse unmittelbar von der Weltzuckerproduktion abhängt. Zuckerrohr- und Zuckerrüben-Melasse sind die Endprodukte des Zucker-Herstellungsprozesses. Sobald aus der Rohmasse kein Zucker mehr kristallisiert werden kann, verbleibt als Restprodukt die Melasse. Aus 100 Tonnen Zuckerrohr lassen sich 10 bis 11 Tonnen Zucker und 3 bis 4 Tonnen Melasse gewinnen, während 100 Tonnen Zuckerrüben 11 bis 12 Tonnen Zucker und 4 bis 6 Tonnen Melasse ergeben. 

Zuckerrohr-Melasse ist ein Produkt der tropischen Landwirtschaft und im Englischen besser unter dem Namen "Blackstrap"-Molasses (Restmelasse oder Endmelasse) bekannt - ein Begriff, der sich von dem holländischen Wort "Stroop" (Sirup) ableitet. Die Zuckerrüben-Melasse stammt von einer in moderatem Klima in der nördlichen Hemisphäre wachsenden Feldfrucht ab - die Zuckerrüben-Produktion konzentriert sich hauptsächlich auf Nordeuropa und Nordamerika.

Zucker - und insbesonders Saccharose - stellt die Hauptkomponente von Melasse dar. Tatsächlich besteht Melasse aus einer Lösung von Wasser und Saccharose, die zudem etwas Glucose und Fruktose sowie andere organische und anorganische Stoffe enthält.

Saccharose ist im Pflanzenreich sehr weit verbreitet. Saccharose ist ein Produkt der Photosynthese, in der die gr?nen Zellen der Pflanzen die Energie der Sonnenstrahlen - unter Zuhilfenahme des aufgenommenen Wassers - zur Umwandlung des in der Atmosph?re enthaltenen Kohlendioxids in Zucker verwenden.

Bestimmte Pflanzenarten speichern ihre Energie für zukünftiges Wachstum und die bevorstehende Blütenbildung im Pflanzensaft als Saccharose, wobei die Saccharose-Konzentration im Pflanzensaft bis auf 20% ansteigen kann. Das Zuckerrohr ist eine solche Pflanze. Die Zuckerrübe hingegen speichert die Saccharose als Pflanzensaft in ihren knollenförmigen Wurzeln. Beide Pflanzen bilden die Basis für die weltweite kommerzielle Zuckerproduktion.

Fakten

  • Melasse ist ein Nebenprodukt, das bei der Raffination von Zucker anfällt.
  • Jedes Jahr werden weltweit ungefähr 145 Millionen Tonnen Zucker produziert.
  • Von der weltweiten Zuckerproduktion werden ungefähr 24% des Zuckers aus Zuckerrüben und 76% aus Zuckerrohr gewonnen.
  • Zuckerrohr wird weltweit in ungefähr 45 tropischen Ländern angebaut, während sich der Anbau von Zuckerrüben hauptsächlich auf Nordeuropa und die USA konzentriert.
  • 2004 fallen bei der weltweiten Zuckerproduktion ungefähr 39 Millionen Tonnen Zuckerrohrmelasse und 12 Millionen Tonnen Zuckerrübenmelasse an.
  • Ungefähr 5,5 Millionen Tonnen der weltweiten Produktion von Zuckerrohr- und Zuckerrübenmelasse werden zur Weiterverarbeitung nach Europa, nach Fernost und die USA exportiert.
  • Die EU verbraucht ungefähr 2 Millionen Tonnen der weltweit produzierten Zuckerrohr- und Zuckerrübenmelasse, wobei der größte Teil in die Niederlande und nach Großbritannien, Spanien geht.
  • Der größte Teil der weltweit produzierten Zuckerrüben-Melasse wird in den Ursprungsländern verbraucht, so daß nur ungefähr 500,000 Tonnen auf dem internationalen Markt gehandelt werden.

Zuckerrohr- und Zuckerrüben-Anbaugebiete der Welt

Es werden ungefähr 145 Millionen Tonnen Zucker weltweit produziert, wovon  24% des Zuckers aus Zuckerrüben und 76% aus Zuckerrohr gewonnen werden. In 2004 fallen bei der weltweiten Zuckerproduktion ungefähr 39 Millionen Tonnen Zuckerrohrmelasse und 12 Millionen Tonnen Zuckerrübenmelasse an.

Zuckerrohr wird weltweit in ungefähr 45 tropischen Ländern angebaut, wobei die Hauptproduzenten Brasilien, Indien und Thailand sind. Die tatsächliche Menge an Melasse die in den einzelnen Ländern dem Export zur Verfügung stehen, ergeben sich aus der produzierten Menge im Verhältnis zu der lokalen Marktsituation und unterliegen ständigen Schwankungen. Ungefähr 5 Millionen Tonnen der weltweiten Produktion von Zuckerrohrmelasse werden zur Weiterverarbeitung jährlich exportiert. Zum einen gibt es Länder wie Pakistan, die fast Ihre gesamte Produktion exportieren und somit eine bedeutende Rolle auf dem Weltmarkt spielen. Zum anderen gibt es aber auch Länder wie Brasilien, die als größter Melasseproduzent fast keine Melasse in den Export geben.

Zucker aus Zuckerrohr

Bei Zuckerrohr handelt es sich um ein tropisches Gras, das Zucker im Stengel speichert. Zum Extrahieren des Zuckers wird das Zuckerrohr gequetscht und der Saft durch schwere Walzen oder in Diffusionszylindern aus dem faserhaltigen Rest der Pflanzen gepresst. Der Saft wird durch den Zusatz von Kalk gereinigt und dann zum Ausflocken von Unreinheiten wie Protein erhitzt. Nach der Sedimentierung läuft klarer Saft in Verdampfer, in denen der Saft im Vakuum konzentriert wird. Danach folgt eine Serie von Kristallisationsvorgängen, um aus dem Saft ein Maximum von Zucker zu gewinnen.

Im Kristallisationszyklus wird der Anteil der Nicht-Saccharose-Komponenten im gereinigten Saft verdoppelt. Nach ungefähr drei derartigen Vorgängen nimmt der Anteil von Nicht-Saccharose-Komponenten - einschließlich reduzierendem Zucker - so stark zu, dass keine Saccharose mehr kristallisiert. Die Mineralstoffe tendieren dazu, die Saccharose in der Lösung zu halten, aber die reduzierenden Zucker, Glucose und Fruktose reduzieren die Löslichkeit der Saccharose. Der Ausgleich zwischen reduzierendem Zucker und Mineralstoffen bestimmt den theoretischen Ertrag der Saccharose aus dem Zuckerrohr, wobei als Restsirup die Melasse übrigbleibt. 

In Zentrifugen wird der Zucker vom Restsirup getrennt, wobei dieser Prozess einen bedeutenden Einfluss auf die Zusammensetzung der Melasse hat. 

 

Zucker aus Zuckerrüben

Zuckerrüben werden auf ähnliche Weise verarbeitet, wobei der Saft durch einen Diffusionsprozess aus den geschnittenen Zuckerrüben extrahiert wird. Danach folgt das gleiche Verfahren wie beim Zuckerrohr. Da der Saft der Zuckerrübe jedoch weniger reduzierende Zucker enthält als der Saft des Zuckerrohrs, wird ein sehr viel geringerer Anteil reduzierender Zucker produziert. Wie auch bei Rohrzucker ist der Anteil der Saccharose, der kristallisiert werden kann, begrenzt. Dies wird jedoch stärker durch den Mineralgehalt des Zuckerrübensafts als durch das Vorhandensein reduzierender Zucker beeinflusst.

Andere Zuckergewinnungs-Verfahren

Es gibt chemische Verfahren - so zum Beispiel das Steffen-Verfahren - in denen aus der Zuckerrübenmelasse mehr Zucker extrahiert werden kann. In diesem Fall wird die Saccharose in der Zuckerrübenmelasse als eine Kalzium-Zusammensetzung abgeschieden, die dann anschließend dem Hauptkristallisationsprozess wieder zugeführt wird. Der Rest, der Steffen-Filtrat genannt wird, wird anschließend verdampft und kann wie konventionelle Melasse in Viehfutter eingesetzt werden. Die Analyse und der Futterwert entspricht dabei den löslichen Stoffen der kondensierten Melasse (Condensed Molasses Solubles - CMS). Der Einsatz des Steffen-Verfahrens hängt aber eigentlich von der Wirtschaftlichkeit der Industrie zu einem bestimmten Zeitpunkt ab. 

 

Eine weitere Methode, die in Europa gelegentlich eingesetzt wird, ist das Quentin-Verfahren, in dem das im Zuckerrübensaft enthaltene Kalium und Natrium über einen Ionenaustausch durch Magnesium ersetzt wird. Dies ermöglicht dann die Kristallisierung eines höheren Saccharoseanteils, ergibt aber eine Melasse mit einem niedrigeren Zuckergehalt (ungefähr 5% weniger), einem erhöhten Magnesiumgehalt sowie einem reduzierten Kalium- und Natriumgehalt.

Auch im Magox-Verfahren findet der Einsatz von Magnesium Anwendung. Dieses Verfahren wird gegenwärtig bei der Raffination von Zuckerrüben in Großbritannien eingesetzt. Die auf diese Weise gewonnene Melasse weist jedoch einen erhöhten pH-Wert und Magnesium-Gehalt, einen niedrigeren Zuckergehalt und eine höhere Viskosität als konventionelle Zuckerrübenmelasse auf.

Seit den 80-er Jahren sind in Finnland und in den USA Ionenausschluss-Trennverfahren entwickelt worden, in denen ein großer Anteil Restzucker aus der Zuckerrübenmelasse gewonnen werden kann. Die meisten derartigen Zuckerfabriken wurden in den USA gebaut (6 Werke seit 1993), wo der relativ hohe Zuckerpreis Betriebsinvestitionen von teilweise über $ 40 Millionen ermöglicht. Die auf diese Weise erzeugte Melasse ist als "entzuckerte Melasse" bekannt und kann mit Zuckerrübenpulpe oder in flüssige Futterstoffe gemischt werden.

Länder wie Großbritannien, die aus Zuckerrohr produzierten Rohzucker importieren, um ihn zu weißem Zucker zu raffinieren, erzeugen geringe Mengen Raffinations-Melasse. Der letzte Schritt der Gewinnung einer maximalen Zuckermenge aus einem Raffinationsprozess ähnelt sehr dem Rohzucker-Herstellungsverfahren und die Analyse der Raffinations-Melasse ähnelt normalerweise qualitativ sehr hochwertiger Restmelasse. Da die Raffinations-Melasse nicht über weite Strecken per Schiff oder Bahn transportiert werden muss, wird sie oft im Herstellungsland zur Veredelung oder für Viehfutter eingesetzt.


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