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Anlagenbau

Hinter den Kulissen der Stärkeproduktion

| Redakteur: Anke Geipel-Kern

Auch wenn ein Naturprodukt als Basis dient: Wie aus einer Kartoffel Stärkepulver wird, ist Verfahrenstechnik in Reinkultur. Im Südstärke-Werk Sünching setzt man auf automatisierte Verfahren und energiesparende Technologien, wie etwa die mechanische Brüdenverdichtung bei der Eindampfung des in riesigen Mengen anfallenden Kartoffelfruchtwassers. Werfen Sie mit uns einen Blick in eine der großen Anlagen Deutschlands.

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Seit 2004 steht in Sünching eine Verdampferanlage mit dem größten Edelstahlfallstromverdampfer der Welt. 160 000 Liter werden hier pro Stunde verdampft.
Seit 2004 steht in Sünching eine Verdampferanlage mit dem größten Edelstahlfallstromverdampfer der Welt. 160 000 Liter werden hier pro Stunde verdampft.
( Archiv: Vogel Business Media )

Django, Albatros, Kuba, Olga, Ramses – das Grundnahrungsmittel Kartoffel schmückt sich mit klangvollen Namen. Die braune Knolle des Nachtschattengewächses Solanum tuberosum landet jedoch nicht nur in gekochtem Zustand auf dem Teller oder als Kartoffelmehl in der Sauce, sondern versteckt sich auch in Produkten, die man auf den ersten Blick nicht unbedingt mit einer Kartoffel in Verbindung bringt. „Stärkeprodukte werden beispielsweise in der Papierherstellung eingesetzt, um die Festigkeitseigenschaften zu erhöhen, die Oberflächen zu veredeln sowie Griff und Glanz zu verbessern“, erklärt Armin Grandtner, Betriebsleiter bei Südstärke im Werk Sünching.

Wann in Sünching produziert wird, erkennt der Besucher an der Parade der Traktoren: Fendt, Massei Ferguson, John Deere – alles was Rang und Namen hat, versammelt sich dann vor den Toren des Werks. 160 bis 170 Ladungen je 20 Tonnen zählen die Mitarbeiter an der Waage täglich, was sich auf rund 3200 Tonnen Kartoffeln summiert, die am Endes des Tages zu 750 Tonnen Kartoffelstärke verarbeitet sind und schließlich als weißes Pulver im Silo oder sauber in Säcke und Big Bags abgefüllt im Lager landen. „120 Tage dauert eine Kampagne. In dieser Zeit produzieren wir kontinuierlich, Sonn- und Feiertage eingeschlossen“, betont Grandtner. Danach werden alle Anlagen gründlich gereinigt, zerlegt und Verschleißteile ausgetauscht. Und davon gibt es auf dem 250 000 Quadratmeter großen Werksgelände einige: Beispielsweise die Messer der acht Ultrareiben. Die Messer zerkleinern die Kartoffeln mit Schale zu dem Reibsel genannten Kartoffelbrei, in dem die Stärkekörner zerkleinert und damit für die Weiterverarbeitung zugänglich vorliegen. Kartoffelpufferfans muss Grandtner aber eine Absage erteilen: Des hohen Stärkegehaltes wegen schmeckt die Masse ähnlich wie Kleister. Die Reibeprozedur ist ein Härtetest für Mechanik und Material, der bereits nach zwei Tagen einen Wechsel der Messer erforderlich macht.

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Es wird durchproduziert

Der Zyklus, den die Kartoffel durchläuft, startet auf einer Waage am Tor mit der Bestimmung des Stärkegehaltes im Wasserbad. „In dieser Kampagne liegt er im Mittel bei 19 Prozent, das Maximum erreicht die Kartoffel bei 23 Prozent, ideal sind 20 Prozent“, erläutert Grandtner. Ab 13 Prozent dürfen sich Olga oder Ramses eine Stärkekartoffel nennen. Liefert ein Bauer ein Ladung mit geringerem Gehalt ab, wird er abgewiesen. „Es gibt über 400 Stärkekartoffelsorten. Aber jeder Landwirt hat sein Geheimrezept, was die Zusammenstellung angeht“, erzählt der Produktionsleiter. Einen „Korb“ erhält der Lieferant übrigens auch, wenn der Besatz, also das, was den Kartoffeln als Erdfrucht so anhaftet – Steine, Erdklumpen oder Kraut – mehr als 16 Prozent beträgt.

Ein paar Schritte von der Anlieferung entfernt steht die Halle, in der die Knollen vor der Weiterverarbeitung lagern. 7000 Tonnen passen hinein, genug, um Samstag und Sonntag, wenn die Landwirte nicht liefern, zu überbrücken. Hier liegt ein dampfiger, erdiger Geruch in der Luft, Ergebnis des feinen Regens, der die Kartoffeln permanent aus Düsen an der Decke berieselt. Wasser ist in der Stärkeproduktion ohnehin allgegenwärtig. Auf Transportbändern geht es über eine mehrstufige „Waschanlage“ (350 Kubikmeter Wasser im Umlauf) zu den Ultrareiben und von da aus zu Dekantern, in denen Feststoff und Kartoffelfruchtwasser getrennt werden. Im Gegenstrom wird der Feststoff mit dem Prozesswasser solange ausgewaschen, bis die Stärkekonzentration den gewünschten Grad hat. „Ziel ist es, die Stärkemenge in der Pülpe so gering zu halten, wie wirtschaftlich vertretbar ist“, präzisiert Grandtner. Die Pülpe, von der rund 400 Tonnen pro Tag entstehen, wird von den Landwirten wieder abgeholt. Was schließlich als weiße Flüssigkeit in die entscheidenden Konzentrierungsschritte fließt, heißt Rohmilch und wird über Tellerseparatoren und Hydrozyklone soweit eingedickt, bis die Stärkemilch eine Viskosität von 21 Beume erreicht hat. Das wird über eine einfache Spindelprobe ermittelt.

Die Kartoffel unterliegt als Naturprodukt Schwankungen, was Feuchtegehalt und Stärkekonzentration angeht. Deshalb beruht wie so oft in der Verfahrenstechnik auch beim Stärkeprozess viel auf dem Fingerspitzengefühl und der Erfahrung des Anlagenfahrers. „Zwei Jahre lang lernt der Stärkefahrer die Anlage verstehen, und weitere zwei Jahre braucht er, um die Anlage optimal zu fahren“, erklärt Grandtner. Der Blick auf die Fließbilder in der Leitwarte zeigt: Der gesamte Stärkeprozess ist eng verzahnt, so fließt beispielsweise das bei der Aufkonzentrierung der Rohmilch entstehende Filtratwasser wieder zurück in die Stärkewaschung: Das erhöht nicht nur die Ausbeute, sondern reduziert Frischwasser und Energieeintrag.

Immer wieder Wasser

Bis am Ende das weiße Pulver mit einem Restfeuchtegehalt von 20 Prozent entstanden ist – überall wird gewaschen oder entwässert. Der größte Posten fällt bei der Fruchtwasserabtrennung an, schließlich besteht die Kartoffel zu 70 bis 80 Prozent aus Wasser. Das aus den Dekantern rieselnde Fruchtwasser ist allerdings noch lange kein Abwasser, sondern enthält pflanzliches Eiweiß, ein wertvoller Rohstoff, der in der angeschlossenen Eiweißanlage chemisch zum Feststoff koaguliert und als Tierfutter verkauft wird. Direkt neben der Eiweißproduktion wachsen die 45 Meter hohen Edelstahltürme der Verdampferanlage in den Himmel. 160 000 Liter Abwasser fließen stündlich aus der Eiweißanlage in die Verdampfer. Auf den Tag hochgerechnet eine gigantische Menge und ein erheblicher Kostenfaktor für die Entsorgung, bedenkt man, dass ein 4-Personenhaushalt täglich 160 Liter verbraucht.

Bis vor drei Jahren wurde das Abwasser in einer eigenen Biogasanlage zur Stromerzeugung genutzt und im Kesselhaus zur Dampferzeugung genutzt, bis die Geschäftsleitung beschloss in die Verdampferanlage zu investieren. Eine Schwesteranlage, von Gea Wiegand projektiert und errichtet, steht seit 1990 in Schrobenhausen. Deshalb fiel die Entscheidung, eine ähnliche Anlage am zweiten Produktionsstandort zu bauen. Die 2004 nach einer Bauzeit von acht Monaten errichtete Anlage besteht aus zwei Fallstrom-Vorverdampfern mit mechanischer Brüdenverdichtung und einem Fallstrom- und zwei Zwangsumlauf-Endverdampfern zur Konzentrierung des Kartoffelfruchtwassers. „Um das Abwasser lagerstabil zu bekommen, wird es auf 50% TS eingedickt, deshalb sind die beiden nachgeschalteten Konzentratoren als Zwangsumläufer ausgebildet.“ Aus 160 000 Litern Fruchtwasser werden schließlich 145 000 Liter Brüdenkondensat, das mit einem CSB-Wert von 500 bis 600 so niedrig belastet ist, das es mit geringem Aufwand in der eigenen Kläranlage aufbereitet und in die Donau eingeleitet werden kann.

Entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb der Verdampfer, deren Standzeit übrigens 14 Tage beträgt, ist die verfügbare Energie. Der Energiespartrick der mechanischen Brüdenverdichtung beruht darauf, dass der mechanisch arbeitende Kompressor die Brüden auf den höheren Druck des Heizraumes verdichtet. Ein relativ kleiner Energiebetrag bessert die Prozesswärme energetisch auf, die dem Prozess wieder zur Verfügung steht. Darum ist diese Methode bei den täglich anfallenden Mengen energetisch günstiger als z.B. die thermische Brüdenverichtung. (Details hierzu in PROCESS 1-2007, S. 64). Aber auch sonst ist in Sünching alles auf Optimierung angelegt. Was nicht verwundert, schließlich diktiert die EU über das Kartoffel-Kontingent auch die produzierte Stärke pro Kampagne. Das Fazit von Grandtner: „Nur effektive Verfahren mehren unseren Gewinn.“

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