Die zerkleinerten Zuckerrüben werden mit ca. 70 °C heißem Wasser in einem Extraktionsturm ausgelaugt. Dadurch entsteht ein Rohsaft, der fast 99 % des Rübenzuckers enthält. Zur Reinigung des Rohsaftes werden Kalk und Kohlensäure eingesetzt. Der Kalk wird als Kalkmilch dem Rohsaft beigegeben. In diese Mischung wird das Kohlendioxid eingeleitet, wodurch der Kalk einschließlich der Nichtzuckerstoffe stabil ausfällt und abfiltriert werden kann. Dieser Prozess wird als Carbonatation bezeichnet und in einer zweiten Stufe wiederholt.
Übrig bleibt ein Dünnsaft mit einem Zuckergehalt von etwa 16 %, der zur Eindickung weiterverarbeitet wird. Der Zucker wird durch Umkristallisierung und Zentrifugation gereinigt; der abfiltrierte Carbokalk wird als Düngemittel in der Landwirtschaft verwendet.
Da die Wirkung der Carbonatation vom pH-Wert bestimmt wird, muss dieser während beider Carbonatationsstufen kontinuierlich gemessen werden. In der ersten Stufe wird er um einen Wert von ca. 11 gehalten. Hierzu wird bei etwa 70 °C Kohlendioxid eingeleitet, so dass die Kalkmilch zusammen mit den Verunreinigungen ausfällt. Der Filterkuchen aus dieser ersten Carbonatationsphase enthält noch beträchtliche Mengen Zucker und wird deswegen gewaschen. Das zuckerhaltige Waschwasser, das jedoch auch noch unerwünschtes Calciumhydroxid enthält, wird zusammen mit dem Filtrat der ersten Stufe in den Prozess zurückgegeben. Die restliche Kalkmilch wird in einer zweiten Carbonatationsphase bei einer Temperatur von 90 bis 95 °C gefällt. Das in der zweiten Carbonatationsstufe eingeleitete Kohlendioxid (bzw. die durch Reaktion mit Wasser entstehende Kohlensäure) senkt den pH-Wert weiter auf ca. 9. Um eine einfache Vergleichbarkeit mit Labormesswerten zu gewährleisten, wird der bei 90 °C gemessene Wert vom intelligenten pH-Messumformer Protos 3400 automatisch auf den entsprechenden Betrag bei 20 °C zurückgerechnet.
Besonders während der zweiten Carbonatationsstufe sind die Anforderungen an die pH-Messstelle hoch. Zum hohen Feststoffanteil des Rohsaftes und der Temperatur von ca. 90 °C kommt außerdem eine extreme Belagbildung durch Kalk, Nichtzuckerstoffe sowie klebrigen Sirup – am Ende der Zuckerkampagne können die Ablagerungen in der Anlage mehrere 10 cm dick sein. Während der Kampagne mussten die Messstellen in Zuckerfabriken daher bislang mehrmals täglich geprüft und gereinigt werden, was mit hohem Aufwand und Personaleinsatz verbunden war. Trotz der Rund-um-die-Uhr-Betreuung und dem Einsatz von Reinigungsmitteln auf der Basis von Amidosulfonsäure war die Verfügbarkeit der Messstelle jedoch gering. Eine Automatisierung scheiterte bisher an der mangelnden Zuverlässigkeit der zur Verfügung stehenden Armaturen für die pH-Sensoren, beispielsweise sitzen metallische Kugelhahn- oder Verschiebearmaturen nach kurzer Zeit fest und führen damit zu einem Ausfall der Messstelle.
