Renere teknologiprojekter 1997

Effekter af jord, grønt og vaskevand i oparbejdningen af sukkerroer til sukker

Arbejdsrapport nr. 38, 1997
Miljøstyrelsen

Dette pilotprojekt har til formål at belyse det maksimale niveau af jord og grønt, som kan tolereres ved sukkerekstraktion og saftrensning af sukkerroer uden negative konsekvenser for produktkvaliteten. Det er desuden formålet at belyse muligheden for at anvende roevaskevand som udfriskningsvand i diffusionen i stedet for som i dag, hvor man anvender kondensat fra fordampningen.

Sukkerfabrikkerne i Danmark modtager årligt ca. 3,5 mio. tons urene roer, som skal renses rene for jord, sten og grønt. Jorden er langt det største problem og udgør omkring 300.000 tons pr. kampagne (tidligere op til 500.000 tons jord).

På fabrikkerne renses roerne i dag – med meget stort vandforbrug – ned til ca. 0,2% restjord (niveau 0-0,5% p.r.). Dette kunne være udgangspunktet for kravet, men i virkeligheden ved man kun lidt om, på hvilken måde og i hvilket omfang jord og grønt påvirker forarbejdningsprocessen af sukkerroer. Derfor er en korrekt kravformulering til rensning på mark som følger:
Rensning til et niveau, som ikke giver dårligere oparbejdningsbetingelser og/eller produktkvaliteter (saft og roeaffald) end i dag.

Det blev derfor besluttet at gennemføre forsøg med kontrolleret tilsætning af jord og grønt til oparbejdningen af sukkerroer i et pilotanlæg med en kapacitet på 300 kg roer pr. time. Yderligere blev der gennemført forsøg med tilsætning af roevaskevand til oparbejdningen, idet denne genanvendelse af vand "belastet" med sukker kunne være et relevant alternativ til anvendelse af rent kondensat, som det sker i dag.

Pilotanlægget er opbygget af tre afsnit – helt analogt til opbygningen i en fabrik (skala 1:1500):
Roevask og vandbehandling.
Saftudvinding (snitning, diffusion og presning).
Saftrensning.

Et forsøg varede ca.et døgn (bemanding i døgndrift), og der blev gennemført i alt 23 forsøg: 6 referencer (svarer til en normal fabrikssituation), 7 med tilsætning af jord (op til 1% på roen), 1 med jord + grønt (1+1), 7 med vaskevand og 1 med roer vasket på mark.

Dokumentationen af et forsøg bestod dels af løbende driftsprøver/analyser og prøver/analyser fra slutningen af forsøget (efter 22 timers drift), hvor alle processer måtte formodes at være i ligevægt.

Effekten af urenhederne blev dokumenteret på

  1. Produkterne fra processen: Presset roeaffald og saft.
  2. Selve processerne: Ekstraktionen og saftrensningen.

De relevante kvalitetsparametre i roeaffald er aske og saltsyreuopløselig aske (sand). Kravene er henholdsvis max. 8% og max. 3,5% på tørstof. Allerede ved jordniveauer på ca. 0,2% jord-TS på snitter blev disse kritiske grænseværdier nået, og kravet til roernes renhed – med basis i uforandret kvalitet af foderpiller – er derfor restjord på = 0,2% på snitter.

Jord i diffusionen forringer saftkvaliteten, især som følge af udvaskning af natrium, kalium og aminokvælstof fra jorden. Disse komponenter virker i processen som melassedannere, dvs. de nedsætter krystalisationsevnen af sukker, hvorved mere sukker trækkes med i melassen i stedet for at ende som hvidt sukker. På basis af forsøgene er det beregnet, at melassesukkertabet er 0,011% pr. procent jord på snitterne.

De enkelte trin i oparbejdningen blev også i nogen omfang påvirket negativt ved tilstedeværelse af jord og/eller grønt.

Jord, og især grønt, bevirkede pH-fald i diffusionen, henholdsvis 0,3 enheder og 0,5-0,9 enheder, hvilket især er udtryk for øget mikrobiel omsætning af sukker til mælkesyre, altså et tab. I saftrensningen var der indicier på forringede filtreringsegenskaber, når jord var til stede, men billedet var ikke entydigt.

Grønt, men tilsyneladende ikke jord, gav højere farve i 2. saturationssaft end referencen, formodentlig som følge af indholdet af invertsukker (glukose og fruktose), som kan indgå i Maillard-reaktioner med N-forbindelser i den opvarmede sukkersaft.

Tilsætning af vaskevand havde i nogen udstrækning samme effekt som jord, idet de salte, der kan udvaskes, jo også findes i vaskevand. Det er beregnet, at vaskevandstilsætning, på trods af tilførsel af ekstra sukker ca. 0,15% på roen, medfører et nettotab af sukker til melasse i forhold til referencen.

Jord og/eller grønt op til ca. 1% på snitter viste negative effekter på oparbejdningsprocessen og produktkvaliteterne (foderpiller og saft).

Med en forudsætning om, at procesbetingelserne for oparbejdning af sukkerroer og produktkvaliteter (foderpiller og saft) ikke må forringes i forhold til det nuværende niveau, kan det konkluderes, at hvis sukkerroer skal føres direkte til oparbejdning uden forudgående rensning på fabrikken, skal de renses ned til et restjordniveau på ca. 0,2% på roen på marken.

Anvendelse af roevaskevand som diffusionsvand i stedet for som nu kondensat giver forøget melassetab, og hvis denne genanvendelsestanke skal slå an, vil det være nødvendigt med en forbehandling af vaskevandet, hvorved salte fjernes, mens den overvejende del af sukkeret bevares.

Forfatter/udførende institution

John Jensen og Bjarne Fallesen, Danisco Sugar.

Rapporten er udarbejdet med tilskud fra Rådet vedrørende genanvendelse og mindre forurenende teknologi.

ISSN nr. 0908-9195
ISBN nr. 87-7810-797-0