Zuckerindustrie: Risiko einer chemischen Kontamination bei der Zuckerherstellung

Nach einer Krisenzeit von 2017 bis 2020, die durch eine Änderung der Vorschriften ausgelöst wurde, verzeichnet der europäische Zuckermarkt derzeit einen deutlichen Anstieg um fast 50 %. Dies hat zur Folge, dass sowohl die Produktion als auch der Verbrauch von Zucker stetig steigen. Zucker ist ein Lebensmittel, das sowohl von Privatpersonen als auch von der Industrie zu Produktionszwecken verwendet wird. Letztere macht einen großen Teil des Kundenportfolios der Zuckerindustrie aus.

Es gibt verschiedene Arten von Zucker, die aus unterschiedlichen Pflanzen oder Früchten gewonnen werden, darunter weißer Zucker, Vollrohrzucker oder Kokoszucker. Der am häufigsten konsumierte und bekannteste Zucker, nämlich weißer Zucker, kann aus zwei Pflanzen gewonnen werden:

• Zuckerrohr, das in tropischen und subtropischen Gebieten vorkommt
• Zuckerrübe, die in verschiedenen Ländern, unter anderem in Frankreich, vorkommt

Beide Pflanzen weisen abgesehen vom ersten Schritt einen identischen Herstellungsprozess auf. Die Herstellung von Zucker aus Zuckerrüben und Zuckerrohr ist saisonal bedingt, mit Ausnahme einiger Länder, in denen Rohrzucker hergestellt wird.

Die Ernte von Rohrzucker hängt nämlich von dem Anbau des jeweiligen Landes ab. Allerdings ist der saisonale Charakter überwiegend vorhanden und erfordert eine gewisse Organisation. Dies ist insbesondere der Fall bei der Ernte von Zuckerrüben und Herstellung von Zucker daraus, was fünf Monate dauert, nämlich von September bis Januar. Während dieser Monate arbeiten alle Zuckerproduzenten in einem sehr hohen Rhythmus und die Maschinen laufen rund um die Uhr, sieben Tage die Woche. Am Ende der Zuckerkampagne lebt die Zuckerfabrik dann in einem anderen Rhythmus, in dem die Wartung und Instandhaltung der Industrieanlagen einen wichtigen Platz einnimmt.

Trotz des Erfolgs der Zuckerunternehmen führt der saisonale Aspekt der Zuckerindustrie zu verschiedenen Problemen, insbesondere im Zusammenhang mit der Einstellung und der Ausbildung. Das gesamte Personal in der Produktion besteht aus Technikern, die in anderen Berufen ausgebildet wurden. Sie werden auf der Grundlage ihres bevorzugten Berufs (Elektriker, Mechaniker, Schweißer, …) eingestellt und dann als Zuckerarbeiter ausgebildet.

Daher ist es notwendig, ständig Auffrischungs- oder Weiterbildungskurse zu organisieren, insbesondere zur Sicherheit im Zusammenhang mit chemischen Risiken. In Anbetracht der externen beruflichen Verpflichtungen einiger Mitarbeiter erweist sich die Rate der Neueinstellungen als recht hoch.

Diese Mitarbeiter sind während des gesamten Herstellungsprozesses und bei der Wartung der Anlage verschiedenen Arten von Risiken ausgesetzt. Daher ist es wichtig, bei der Verwendung von gefährlichen und lauten Maschinen, die bei sehr hohen Temperaturen konfiguriert werden müssen, besonders vorsichtig zu sein. Die Verwendung von Maschinen mit hohen Temperaturen kann zu einem Risiko von Verbrennungen oder Atemproblemen führen. Außerdem müssen bei der Herstellung Chemikalien verwendet werden. Der Umgang mit diesen kann zu einem Unfall führen, der Verätzungen verursacht.

Zum besseren Verständnis des chemischen Risikos, das sich hinter dem Herstellungsprozess verbirgt, werden die einzelnen Schritte im Folgenden erläutert.

1. HERSTELLUNGSSCHRITTE

1.1. Zuckerrohr- und Rübenernte

Die Rübenernte findet am Ende des Jahres statt, normalerweise von September bis Januar. Die Zuckerrohrernte ist von Land zu Land unterschiedlich. Die Ernte und die Produktion finden jedoch während der Trockenzeit bis zum Beginn der Regenzeit statt. Dieser Zeitraum kann 4 bis 11 Monate dauern.

Aus Sorge um den Verlust der Zuckerkonzentration ist es nicht möglich, die geernteten Pflanzen zu lagern. Daher werden sie nach ihrer Ankunft in der Fabrik zügig gewaschen und geschnitten.

1.2. Gewinnung und Säuberung

Die Zuckergewinnung findet in zwei Formen statt:

• durch Diffusion bei Zuckerrüben
• durch Mahlen bei Zuckerrohr (die Zuckerrohrstücke werden dabei von mehreren Mühlen gepresst)

Während dieser zweiten Phase sind die Raffineriebetreiber im Hinblick auf die Verwendung bestimmter Substanzen echten chemischen Risiken ausgesetzt. Denn bei der Extraktion der Zuckerrüben müssen diese in Wasser getaucht werden, das sich allmählich mit Zucker anreichert und einen Zuckersaft bildet. Dieser enthält Verunreinigungen (Mineralsalze, organische Verbindungen usw.), die entfernt werden müssen.

Dieser Eliminierungsschritt wird als „Kalk-Kohlensäure-Reinigung“ bezeichnet. Er besteht darin, Kalkmilch hinzuzufügen, um so viel Nichtzucker wie möglich auszufällen. Der in der Kalkmilch verwendete Kalk wird am Standort aus Kalkstein hergestellt. Das bei diesem Vorgang entstehende Kohlendioxid wird für die anschließenden Karbonisierungen zurückgewonnen. Der so gewonnene gelöschte Kalk wird mit Dünnsaft vermischt, um Kalkmilch zu erhalten, die ihrerseits mit Verunreinigungen reagieren kann. Es ist zu beachten, dass Kalkmilch eine gesättigte Lösung von Kalziumhydroxid (Ca(OH)₂) ist. Es handelt sich um eine ätzende Substanz, die bei Haut- oder Augenkontakt zu Verätzungen führen kann.

Nach dem Entfernen der Verunreinigungen wird das im vorherigen Schritt gewonnene Kohlendioxid oder Phosphorsäure hinzugefügt, um den überschüssigen Kalk zu entfernen. Kohlendioxid (CO₂) ist ein farbloses, geruchloses, scharf schmeckendes Gas, das Atembeschwerden und sogar Bewusstlosigkeit verursachen kann. Phosphorsäure (H3PO4) ist eine ätzende Substanz, die bei Haut- oder Augenkontakt oder beim Einatmen Verätzungen an der Haut, den Augen oder den Schleimhäuten der Atemwege und des Verdauungstrakts verursachen kann.

Um bakterielle Infektionen während des Säuberungsprozesses zu vermeiden, ist ein sehr geringer Einsatz von Formaldehyd, auch bekannt als Formalin oder Methanol, erforderlich. Es handelt sich um eine Chemikalie, die aufgrund ihres schädlichen, krebserregenden und ätzenden Aspekts gefährlich ist. Letzterer kann bei Hautkontakt zu allergischen Hautreaktionen führen. Außerdem äußert sie sich meist in Form von Ekzemen oder Urtikaria. Sie kann auch allergische Reaktionen der Atemwege wie Asthma oder allergische Rhinitis auslösen.

1.3. Verdampfung und Kristallisation (Zuckerraffination)

Der gefilterte Saft enthält dank der Kalk-Kohlensäure-Reinigung noch 85 % Wasser, das durch Verdampfung entfernt wird. Er wird zum Kochen gebracht und durchläuft mehrere Kessel mit hohen Temperaturen. Am Ende des Prozesses entsteht ein Sirup, der zu 70 % aus Saccharose besteht.

Die Entfärbung dieses Sirups erfolgt durch Sulfitation mit Natriumbisulfit oder Schwefligsäureanhydrid, das gemeinhin als Schwefeldioxid bezeichnet wird. Ersteres ist ein Lebensmittelzusatzstoff und Letzteres ist ein farbloses, dichtes und giftiges Gas, das beim Einatmen stark reizend wirkt. Es führt zu einer Entzündung der Atemwege.

In einem Vakuumkochkessel werden dann sehr feine Zuckerkristalle verwendet, um den Sirup zu impfen und seine Kristallisation auszuweiten. Es gibt auch eine zweite, populärere Methode der Raffination, bei der Chemikalien wie Isopropylalkohol oder Anthrachinonblau verwendet werden. Isopropylalkohol wirkt reizend auf die Augen und leicht reizend auf die Haut. Der Kontakt mit den Dämpfen dieses Stoffes kann zu Reizungen der Augen und der oberen Atemwege führen. Was Anthrachinonblau betrifft, so stellt es keine besondere Gefahr dar.

Zum Bleichen verwenden die Raffinerien schließlich Natriumsulfoxylat. Dies ist ein Bleichmittel, das aufgrund seiner Fähigkeit, bei Exposition genetische Anomalien hervorzurufen, schädlich ist. Daher erfordert es Vorsichtsmaßnahmen und ein genaues Anwendungsprotokoll, um jede Art von Kontamination zu vermeiden.

1.4. Schleudern, Trocknen und Verpacken

Die Mischung des Rübenzuckers wird dann in Turbinen geleitet, wo sich der weiße Zucker durch die Zentrifugalkraft an den Wänden absetzt. Nach dem Trocknen mit heißer Luft wird er gekühlt und gelagert, bevor er verpackt wird.

Rohrzucker wird drei Koch- und Schleuderzyklen unterzogen, um aus der gleichen Menge Zuckerrohr möglichst viel Zucker zu gewinnen. Der Zucker, der nach jedem Zyklus gewonnen wird, enthält jedoch immer mehr Unreinheiten. Anschließend wird der Zucker in verschiedene Verpackungen abgefüllt, entweder direkt als Puderzucker oder nach dem Befeuchten und Formen als Würfelzucker. Schließlich wird das Produkt als Schüttgut in LKWs oder Waggons verschickt.

2. PFLEGE UND WARTUNG

Bei der Herstellung von Zucker kann Staub entstehen, der gesundheitsschädlich ist. Neben den Geräten haben die Industrien auch Entstaubungsstationen oder Absaugsysteme eingerichtet.

Während der Produktionszeiten ist es wichtig, die Sauberkeit zu erhalten, die während der Nichtproduktionszeiten aufrechterhalten wurde. Daher werden die Raffinerien während des Produktionszyklus nach und nach zu bestimmten Zeiten gereinigt. Zur Erinnerung: Die Zuckerproduktion findet an allen Wochentagen statt. Daher werden zu diesen Zeiten in der Regel externe Reinigungsteams angefordert, um eine einwandfreie Hygiene zu gewährleisten.

Diese sind aufgrund des Umgangs mit ätzenden oder reizenden Chemikalien mit verschiedenen Arten von Risiken konfrontiert. Dies ist insbesondere der Fall bei der Verwendung von Natriumhypochlorit, einem Desinfektionsmittel, das bei Kontakt schwere Haut- oder Augenverletzungen verursachen kann. Natronlauge ist ebenfalls ein starkes Reinigungsmittel zur Entfernung von Fetten. Letztere ist eine ätzende Substanz, die bei Kontakt schwere Verätzungen der Augen und der Haut verursachen kann. Bei wiederholtem oder längerem Hautkontakt in geringer Konzentration kann sich eine Entzündung der Hautschichten, eine sogenannte Dermatitis, entwickeln.

Wasserstoffperoxid schließlich ist ein beliebtes Desinfektionsmittel in industriellen Umgebungen. Es ist eine reizende Substanz, die schwere Augenverletzungen oder Hautreizungen verursachen kann.

Bei Wartungsarbeiten in Raffinerien werden die Rohrleitungen sowie die Abflüsse hauptsächlich mit ätzenden und giftigen Stoffen wie Flusssäure gewartet. Diese ist aufgrund ihrer doppelten Gefährlichkeit – sie ist ätzend und giftig – eine der gefährlichsten Substanzen. Sie verursacht tiefe Verätzungen der Haut und der Augen sowie Reizungen der Atemwege, die manchmal zu einer tödlichen Vergiftung führen können.

Es kann vorkommen, dass diese Abflüsse oder Rohrleitungen nicht vollständig durchgespült werden, sodass es leicht zu Gefahrstoffkontaminationen oder Spritzern kommen kann. Diese können schon bei geringen Konzentrationen zu schweren Verletzungen führen.

3. VORBEUGUNG UND DEKONTAMINATIONSMETHODEN

Angesichts dieser häufigen Verwendung von Chemikalien und der damit verbundenen Risiken bietet Prevor Dekontaminationslösungen an, mit denen die Entwicklung einer Verätzung verhindert werden kann.

Für die Verwendung von Chemikalien wie Natronlauge, Natriumsulfoxylat oder sogar Phosphorsäure bietet Prevor die PREVIN®-Lösung an. Dies ist eine aktive, vielseitige Spüllösung gegen Kontakt mit ätzenden oder reizenden Chemikalien im Auge oder auf der Haut. Sie ist hypertonisch und chemisch aktiv dank des Moleküls PREVIN®, das sowohl amphoter als auch chelatbildend ist. Dadurch wird die Chemikalie von der Oberfläche des Auges oder der Haut entfernt. Außerdem verhindert es das Eindringen und zieht schließlich den Gefahrstoff aus dem Gewebe, wenn er noch nicht reagiert hat.

Für den Fall des Kontakts mit Flusssäure ist HEXAFLUORINE® eine Spüllösung, die speziell für diese Art von Chemikalie mit doppelter Gefahr entwickelt wurde. Sie verfügt über die gleiche Funktionsweise wie die PREVIN®-Lösung, wirkt aber auf Flusssäure und Fluoride in saurem Milieu. Die HEXAFLUORINE®-Lösung ermöglicht es, sofort mit der Extraktion der eingedrungenen Flusssäure zu beginnen, und bietet eine größere Interventionszeit angesichts einer Chemikalie, die tödlich sein kann.

Beim verzögerten Spülen, d. h. beim Spülen nach mehr als 60 Sekunden nach der Kontamination, sind sowohl PREVIN® als auch HEXAFLUORINE® weiterhin wirksam. Beide sorgen dafür, dass sich die Verätzung nicht weiter ausbreitet und der Schaden verringert wird.

Die Produktion von weißem Zucker ist saisonabhängig und erfordert daher eine besondere Aufmerksamkeit für alle Arten von Unfallrisiken, seien es thermische oder chemische. Bei chemischen Unfällen spielt der Umgang mit Chemikalien während der Produktion, bei der Wartung oder auch bei einfachen Instandhaltungsarbeiten eine große Rolle für das Risiko der Entwicklung von schweren Verletzungen. Es ist wichtig, mit einer persönlichen Schutzausrüstung und einer wirksamen Dekontaminationslösung ausgestattet zu sein.