Titel: | Beiträge zur Kenntniß einiger Verlustquellen bei der Zuckerfabrication; von Dr. C. Stammer. |
Autor: | Karl Stammer [GND] |
Fundstelle: | Band 170, Jahrgang 1863, Nr. XLI., S. 121 |
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XLI.
Beiträge zur Kenntniß einiger Verlustquellen bei
der Zuckerfabrication; von Dr. C.
Stammer.
Stammer, Beiträge zur Kenntniß einiger Verlustquellen bei der
Zuckerfabrication.
Es bedarf wohl kaum des Nachweises, wie wichtig für den Fabrikanten die Kenntniß der
Größe und der Ursachen der verschiedenen Verluste ist, welche in den verschiedenen
Stadien der Zuckerfabrication vorkommen. Erst wenn man die Größe eines solchen
Verlustes kennt, vermag man zu beurtheilen, ob es möglich und lohnend ist, Mittel zu
seiner Vermeidung anzuwenden, oder ob man denselben unvermeidlich in Rechnung zu
ziehen hat.
Andererseits ist aber nicht zu verkennen, daß die Ermittelungen dieser Verluste nur
einen relativen Werth haben, der nicht überschätzt werden darf: die einmal
gefundenen Größen gelten nur für den speciellen Fall unter den gerade gegebenen
Umständen. Selbst in einer Fabrik kommen Abweichungen in
mancherlei Weise vor, welche bei wiederholten Untersuchungen dieser Art abweichende
Zahlen erzielen lassen können; noch mehr ist dieß der Fall, wenn verschiedene
Fabriken in Betracht kommen. Es können also die Bestimmungen solche Verluste eben
nur Näherungswerthe liefern; dennoch sind auch diese schon von großem Interesse,
namentlich wenn mehrfache Ermittelungen gleicher Art von verschiedenen Seiten
gemacht und verglichen werden können. Einen werthvollen Beitrag zu den
Verlustbestimmungen hat A. Franck gegeben,Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, Bd. VI Heft 1 und 2; hieraus im
Auszuge im Jahresbericht für Zuckerfabrication von Scheibler und Stammer I, II S. 411. und es erscheint gewiß wünschenswerth, wenn recht zahlreiche Beiträge zu
diesem noch wenig ausgebeuteten Zweige chemisch-technischer Forschung bekannt
werden, namentlich wenn die angewandten Methoden mehr und mehr der Vervollkommnung
theilhaft werden. In dieser Beziehung möchte es rathsam erscheinen, den bisher so
vielfach und einseitig befolgten Weg der Bestimmung durch den Unterschied mehr zu verlassen und den Weg der directen Bestimmung, da wo es irgend thunlich ist, zu befolgen. Jedenfalls
wird man auf diese Weise zu zuverläßigeren Resultaten gelangen.
Die meisten der auf diese Art ermittelten Zahlen werden nicht wenig überraschen; man
macht sich selten ein richtiges Bild von der wirklichen Größe eines
Fabricationsverlustes und findet diese entweder viel niedriger oder – und
zwar zumeist – viel höher als erwartet. Nur directe Untersuchungen aber sind
im Stande, jeden auf dem Fabricationsgebiete so verderblichen Zweifel in Sicherheit
zu verwandeln. In den verflossenen Campagnen habe ich es mir angelegen seyn lassen,
solche nach Kräften anzustellen, und werde mir erlauben, die Resultate derselben,
dem Gange der Rübenverarbeitung entsprechend, mitzutheilen. Die Untersuchungen
erstreckten sich nur auf wenige Punkte und machen daher keinen Anspruch auf
Vollständigkeit der Verlustermittelungen.
I. Verlust an Steuer durch die den Rüben
anhängenden Erd- und Wassertheile.
Man hat oft vorgeschlagen, die Rüben vor der Steuerverwiegung vom Wasser und von dem
letzten, auch bei gutem Waschen haften bleibenden Schmutze sorgfältiger zu befreien,
um so den Theil der Steuer zu ersparen, welcher auf diese Weise für fremde Körper
bezahlt werden muß. Wenn auch die vollständige Entfernung des Schmutzes kaum im
Großen ausführbar seyn dürfte, so ließe sich doch das Wasser durch längeres oder
kürzeres Liegenlassen der gewaschenen Rüben in mäßig warmen Räumen leicht
beseitigen. Da aber auch dieses Verfahren nicht ohne besondere Einrichtungen und
Kosten ausführbar ist, so muß vor Allem bestimmt werden, welcher Nutzen daraus zu
erzielen ist; eine Untersuchung über die Menge Feuchtigkeit, welche gewaschene Rüben
in verschieden warmer Luft und in verschiedenen Perioden abgeben, erscheint daher um
so mehr von Interesse, als es bisher an Angaben darüber fehlte und selbst gering
verschiedene Wasserverluste bei der Höhe der verarbeiteten Rübenmenge schließlich
einen nicht unerheblichen Betrag ausmachen müssen. Die Versuche habe ich auch über
längere Zeiten ausgedehnt und dabei höhere Temperaturen angewandt, als solche in der
Fabrikpraxis vorkommen werden; die Resultate schienen mir aber von anderem
Gesichtspunkte interessant genug, um sie hier ebenfalls mitzutheilen.
1) Zehn Stück Rüben, nach dem Waschen und Putzen, mit noch so viel anhängendem Wasser
und Schmutz, wie sie eine gewöhnliche, gedrängte Fabrication liefert, und so, daß
man sie als mittelschmutzig bezeichnen kann, wogen 222 Loth; nach dem sorgfältigsten
Reinigen mit Wasser und Bürste wogen sie noch 219,5 Loth. Hierauf wurden sie mit
einem Tuche abgetrocknet und hatten nun ein Gewicht von 219 Loth. Sie wurden
fernerhin in einem mäßig erwärmten Raume (von 15–18° C.) während 30
Stunden frei hingelegt und wogen hiernach 216 Loth; 8 Tage später betrug ihr Gewicht
noch 202 und weitere 8 Tage später noch 172 Loth.
Hiernach beträgt der an diesen Rüben befindlich gewesene nasse
Schmutz 1,15 Proc. und die außerdem noch vorhandene äußere Feuchtigkeit
0,22 Proc., zusammen also 1,37 Proc., eine Menge, die gewiß gering erscheint.
Indessen ergibt dieß für jeden Kasten (von 5 Cntr.) versteuerter Rüben zwar nur 6,8
Pfund, welche unnöthig versteuert werden, im Ganzen aber auf 100 Cntr. den Betrag
von etwa 10 Sgr.
Die übrigen oben mitgetheilten Zahlen zeigen einen weiteren Verlust von 1,35 Proc. in
30 Stunden, was zu dem oben Gefundenen addirt 2,7 Proc., entsprechend einer Steuer
von 20 Sgr. für 100 Cntr. ergibt.
In 8 Tagen waren verdunstet, einschließlich des anfangs durch Abtrocknen entfernten
Wassers, 7,65 Proc. des ursprünglichen Gesammtgewichtes, entsprechend 1,9 Thlr.
Steuer für 100 Cntr. Rüben.
Zusammen betrug also der Schmutz und das durch Abtrocknen und 8tägiges Liegenlassen
in mäßig warmer Luft entfernbare Wasser (auf 222 Loth 20 Loth) 9 Proc. oder für 100
Cntr. Rüben 2,25 Thlr.
Hierbei ist allerdings die den Rüben anhängende Erde mitgerechnet; bei den folgenden
Versuchen ist daher auf diese keine Rücksicht genommen, und nur der Wasserverlust in verschiedenen Perioden bestimmt worden. Dabei
waren die Rüben von derselben Beschaffenheit und die Luft von derselben Wärme wie
vorher.
2) Zehn Rüben wogen nach dem Waschen und gewöhnlichen Putzen 228 Loth. Sie wurden
ohne weitere Reinigung zum Trocknen hingelegt, und hatten nach 30 Stunden ein
Gewicht von 222 Loth.
Diese noch etwas schmutzigen Rüben hatten also durch Austrocknen 2,63 Proc. verloren,
entsprechend einem Gewicht von 13,15 Pfd. auf jeden Kasten von 5 Cntr., oder einem
Steuerverluste – auf 100 Cntr. – von 0,66 Thlr.
Nach weiteren 8 Tagen war das Gewicht auf 198 Loth gesunken, entsprechend einem
Gesammtwasserverlust von 13,1 Proc. oder einer Steuer von 3,26 Thlr. auf 100 Cntr.
Rüben.
Um zu prüfen, ob die oberflächlich getrockneten Rüben beim nochmaligen Behandeln mit
Wasser, dieses nicht etwa wieder rasch aufnehmen, wurden 5 Stück von denen, welche
14 Tage gelegen hatten, in Wasser gebracht; sie nahmen nach kurzem Verweilen darin
und Abputzen jedoch nicht merklich an Gewicht zu; nach einem 6stündigen Einweichen
hatten sie ihr Gewicht erst um 4,4 Proc. vermehrt. Gewöhnliches Abwaschen würde also
den stattgefundenen Trockenverlust kaum beeinflussen.
Hiernach wurden noch einige Versuche über den Verlust angestellt, welchen die Rüben
beim Trocknen in etwas größerer Wärme erleiden, und dabei zugleich die etwaigen
Aenderungen in der Saftbeschaffenheit geprüft.
3) Gewaschene und geputzte Rüben, wie sie auf die Steuerwaage kommen, wurden im
Kesselhause einer Wärme von 49° C. ausgesetzt.
Von den frischen Rüben ergaben sechs Stück einen Saft von
12,6 Proc. Ball. und eine Polarisation von 10,51 (entsprechend einem Quotienten von
83,3 Proc.).
Nach 4 Stunden war das Gewicht der Rüben von 70 auf 68 Pfd., nach 8 Stunden auf 65,5
Pfd., nach 24 Stunden auf 56,5 Pfd. gesunken. Der Saft ergab nun ein spec. Gewicht
von 17,1 Proc. Ball., eine Polarisation von 13,9 und mithin einen Quotienten von
81,2 Proc.
4) Ungewaschene und ungeputzte Rüben, so wie sie vom Felde kommen, wurden derselben
Temperatur ausgesetzt; sie wogen vorher 70 Pfd., nach 4 Stunden 65 Pfd., nach 8
Stunden 58,5 Pfd., nach 24 Stunden 50 Pfd.
5) 95 Pfd. Rüben, mit der Hand möglichst gereinigt, ungewaschen, wogen, nachdem sie
derselben Temperatur 8 Stunden ausgesetzt waren, 81 Pfd. und nach 24 Stunden 71
Pfd.
6) Um mit Sicherheit den Unterschied zwischen den frischen und oberflächlich
getrockneten Rüben zu erkennen, wurde eine einzelne gereinigte Rübe mitten
durchgeschnitten, die eine Hälfte frisch, die andere erst dann untersucht, als sie
durch Trocknen auf einem warmen Ofen 33,5 Proc. ihres Gewichtes verloren hatte.
Die frische Hälfte ergab einen Saft von 14,7 Proc. Ball. und 12,8 Proc. Zuckergehalt,
mithin von einem Quotienten von 87,08 Proc.
Die getrocknete Hälfte wurde gerieben und das Reibsel mit seinem halben Gewichte
heißen Wassers vermischt und dann ausgepreßt. Der Saft wog 13,6 Proc. Ball. und
polarisirte 12,0 Proc., entsprechend einem Quotienten von 88,2 Proc.
Berechnet man diese auf den unverdünnten Saft der getrockneten Rübe, so ergab sie
20,4 Proc. Ball., 18,0 Polarisation, und einen Quotienten von ebenfalls 88,2.
Die Berechnung des Saftes der frischen Hälfte nach dem Grade des Eintrocknens würde
nur 19,6 Proc. Ball. und 17,1 Proc. Polarisation liefern.
Indem es einstweilen unentschieden bleiben muß, worin diese Abweichung begründet ist,
können wir immerhin aus diesem Resultate schließen, daß die Rübe durch ein gelindes
Eintrocknen oder Abwelken bei nicht zu hoher Temperatur und während nicht zu langer
Zeit keine schädliche Veränderung ihres Saftes zu erleiden hat. (Die bei Vers. 3
bemerkte Abnahme ist, da
die Untersuchung nicht dieselben Rüben betraf, nicht als
genau maßgebend zu betrachten.)
Die Resultate sämmtlicher Versuche sind in folgender Tabelle zur leichteren
Uebersicht zusammengestellt. Daß diese Zahlen nur annähernde Werthe darstellen, die
je nach Umständen mehr oder weniger Abweichungen erfahren können, ist schon oben
bemerkt; doch werden sie hinreichen, um bei der Beurtheilung, ob das eine oder
andere Verfahren zum Abtrocknen der Rüben von Vortheil seyn kann, einen Anhalt zu
bieten.
A. Gewöhnliche
Wärme von 15–18° C.
Versuch
Bezeichnungder Rüben
Durch sorgfältigeReininung
zuentfernen
EntsprechendeSteuer auf100 Centner
Wasserverlust u.
entsprechenderSteuerbetrag für100 Centner Rüben
nach 30 Stunden
nach 8 Tagen
Wasser
Steuer
Wasser
Steuer
Proc.
Thlr.
Proc.
Thlr.
Proc.
Thlr.
1
Rüben von denPutztischen
13,7
0,33
1,35
3,4
7,65
1,9
2
Ebenso
–
–
2,63
6,6
13,1
3,20
B. Wärme
von 49° C.
Versuch.
Bezeichnungder Rüben.
Wasserverlust und entsprechender Steuerbetrag
für100 Centner Rüben
nach 4 Stunden
nach 8 Stunden
nach 24 Stunden
Wasser.
Steuer.
Wasser.
Steuer.
Wasser.
Steuer.
Proc.
Thlr.
Proc.
Thlr.
Proc.
Thlr.
3
Gewaschen undgeputzt
2,8
0,7
6,4
1,6
19,3
4,82
4
Ungereinigt
7
1,75
16
4,0
29
7,25
5
Mit der Handgeputzt
–
–
14,7
3,67
25
6,25
II. Verlust an Rüben durch die
unvollkommene Saftgewinnung beim einfachen Auspressen.
Die Bestimmung dieses Verlustes kann nur dann einen praktischen Werth haben, wenn sie
im Verhältniß zu dem wirklich in den Rüben, und zwar im Durchschnitt der ganzen
verarbeiteten Masse, enthaltenen Zucker und zu dem im Scheidesafte gewonnenen
Product direct ausgeführt wird. Es gehört dazu ferner, daß zur Bestimmung solche
Producte dienen, wie sie im großen, einige Zeit hindurch sorgfältig beobachteten
Betrieb entfallen, und daß, wenn zweierlei Verfahren, hier also einfaches und
zweifaches Auspressen, vergleichsweise geprüft werden sollen, die Probearbeiten mit
parallelen Zuckerbestimmungen in ganz gleicher Weise und so bald nach einander
vorgenommen werden, daß mit Bestimmtheit anzunehmen ist, daß alle einschlagenden
Umstände bei den zwei Arbeitsweisen möglichst dieselben waren und diese in ihren
Resultaten also direct vergleichbar sind.
Diese Gesichtspunkte waren bei der Probearbeit maßgebend, deren Resultate hier
mitgetheilt werden sollen; sie wurde gegen Ende der
Campagne 1861–62 in der Absicht ausgeführt, einen Vergleich des
Zuckerverlustes beim gewöhnlichen einfachen Pressen mit demjenigen beim zweimaligen
Pressen nach vorhergegangenem Maischen der Preßlinge mit
Wasser, aufzustellen.
Das einmalige Pressen geschah unter starkem Wasserzulauf auf die Reiben und zwar mit
kräftigen Vorpressen und großer Hauptpresse bester Construction; beim zweimaligem
Pressen wurde nach der hinlänglich beeannten Methode – Maischen mit der Schlickeysen'schen Patent-Maischmaschine,Man sehe die Besprechung derselben in diesem Journal Bd. CLXIII S. 142. Saftlauf der Nachpressen auf die Reiben –
gearbeitet; jede Arbeit wurde längere Zeit fortgesetzt und bei den Versuchen
unmittelbar nach einander ausgeführt. Während die Einrichtung getroffen war, daß
alle Producte bis zur Füllmasse und dem daraus erhaltenen Rohzucker (erstes Product)
getrennt blieben, konnte doch auf Gleichheit aller Fabricationsumstände gerechnet
werden. In beiden Fällen waren sowohl sämmtliche Pressen, als auch sämmtliche
Arbeitskräfte in Anwendung, nur wurde natürlich bei Versuch I, mit einmaligem
Pressen, auf allen Pressen Rübenbrei, mithin eine größere Menge Rüben als bei
Versuch II, mit zweimaligem Pressen, verarbeitet. Diese Einrichtung bot den
Vortheil, daß die Arbeitskosten die gleichen für beide
Arbeiten sind, und also dieser Factor gar nicht in Rechnung zu ziehen ist, was diese wegen der sonst
gerade hierbei kaum vermeidlichen Unsicherheit sehr vereinfacht. Verschieden waren
nur die Mengen der verarbeiteten Rüben und das Product an Preßlingen und Saft oder
an Füllmasse, alles Factoren, welche verhältnißmäßig leicht und sicher zu ermitteln
und zu vergleichen sind. Wir werden am Schlusse der Rechnung sehen, wie einfach sich
der Verlust sonach in Form von verlorenen Rüben
ausdrücken und mithin schätzen läßt.
Die während der Versuchsarbeiten vorgenommenen Ermittelungen begreifen wesentlich
folgende drei Punkte: Zuckerbestimmung für den Durch schnitt der verarbeiteten Rüben, deßgleichen für die entfallenen Preßlinge, und endlich für den erhaltenen Scheidesaft. Die Menge der Rüben und der Preßlinge ergab
das Gewicht derselben, die des Scheidesaftes die Zahl der Scheidepfannen. Da diese
letzteren im Laufe des größeren Betriebes stets möglichst voll genommen werden, so
kann ihre Zahl wohl mit hinreichender Genauigkeit als Maaß für den Scheidesaft
gelten. Uebrigens wurden die Resultate durch die Bestimmung der Füllmasse und des
Rohzuckers I Products controllirt.
Die Bestimmung des Zuckergehaltes der Rüben geschah
dadurch, daß in regelmäßigen kurzen Zwischenräumen Proben von Rübenbrei, ohne jeden
Zulauf, gleichzeitig an allen Reiben genommen, sorgfältig gemischt, mit einer
starken Presse ausgepreßt und specifisches Gewicht und Polarisation von dem
erhaltenen Saft ermittelt wurden. Da die sämmtlichen so gewonnenen Resultate für
jede Versuchsarbeit nur wenig unter einander abweichen, so kann wohl für jede Probe
der Durchschnitt dieser Zahlen als der wahre Gehalt des unvermischten Rübensaftes
angesehen werden.
Die Zuckermenge in den Preßlingen wurde durch mehrmals in jeder Schichte angestellte
Untersuchung einer Probe bestimmt, welche von sämmtlichen Pressen gleichzeitig
entnommen und gut gemischt worden war. Die Zuckerbestimmung geschah in
gleichförmiger Weise: Digestion der zerkleinerten Preßlinge mit dem doppelten
Gewicht siedenden Wassers, Auspressen mit einer Presse von einer Kraft = 8/9
– 9/10 der hydraulischen Pressen, Multiplication der Polarisation des
erhaltenen Saftes mit 3.
Um den wirklichen Gehalt des in die Scheidepfannen gelangten Saftes mit möglichster
Genauigkeit zu ermitteln, wurde von jeder einzelnen Pfanne, sobald sie vollgelaufen
war, eine Probe zurückgestellt; bei der damals herrschenden Kälte konnten alle diese
Proben, ohne Veränderung zu erleiden, bis zu ihrer Untersuchung aufbewahrt werden,
welche mit dem aus gleichen Theilen einer größeren Anzahl Proben gemischten
Durchschnittsmuster von Zeit zu Zeit bei der Normaltemperatur vorgenommen wurde. Auf
diese Weise dürften die schließlich erhaltenen Durchschnittszahlen mit Recht für den mittleren
Gehalt des Saftes der sämmtlichen Scheidepfannen jeder Versuchsarbeit gelten und als
solche in Rechnung kommen. Mit Uebergehung der einzelnen erlangten Zahlen folgen
hier die gewonnenen Resultate in möglichster Uebersicht. Dieselben sind sämmtlich
auf eine Verarbeitung von 100 Ctr. Rüben mit einmaliger Pressung und die damit in
gleicher Zeit und mit gleichen Kosten stattgefundene Verarbeitung von 89 Ctr. Rüben
bei zweimaligem Pressen berechnet.
Versuch I.
Versuch II.
Verarbeitete Rüben
100 Ctr.
89 Ctr.
Durchschnittsgehalt des reinen Saftes Ball.
13,45 Proc.
13,60 Proc.
Polar.
10,87 „
11,20 „
Gehalt der Rüben (unter Annahme von 95 Proc. Saft)
Ball.
12,77 „
12,92 „
Polar.
10,33 „
10,64 „
In Arbeit wurden also genommen an Zucker
10,33 Ctr.
9,47 Ctr.
––––––––––
Erhalten an Preßlingen
17,5 Ctr.
15,5 Ctr.
Dieß entspricht in Proc. der Rüben
17,5
Proc.
17,47 Proc.
Durchschnittsgehalt der Preßlinge an Zucker
7,43
Proc.
3,59 „
Mithin Gesammtzuckergehalt derselben
130,0 Pfd.
55,6 Pfd.
––––––––––
Erhalten an Scheidesaft: Pfannen
4,33
4,26
Mittlerer Gehalt dieses Saftes. Ball.
10,56 Proc.
10,14 Proc.
Polar.
8,51 „
8,32 „
Es wurde also erhalten an Zucker, ausgedrückt
in Pfannenprocenten
36,86
35,44
Also aus 1 Ctr. Zucker der Rüben: Pfannenproc.
3,57
3,74
und aus 1 Ctr.
Rüben ebenso
0,369
0,398
Wenn nun schon einige Angaben dieser Uebersicht den unzweifelhaften Vortheil des
Versuches II gegen I erkennen lassen, so ist dieser doch weiterhin durch Zahlen
wenigstens annähernd auszudrücken. Eine ganz genaue Feststellung ist natürlich wegen
der unvermeidlichen und auch hier bemerkbaren Verschiedenheit der Rüben nicht
ausführbar; indessen wird das Folgende für technische Schätzung schon ausreichend
seyn.
Um die gewonnenen Producte vergleichen zu können, sind sie auf Rüben von gleichem
Zuckergehalt zu beziehen; wir müssen daher zu diesem Zwecke die 100 Ctr. Rüben von
10,33 Proc. auf solche von 10,64 Proc. reduciren, und haben daher nur 97,09 Ctr. in
Rechnung zu bringen.
Es wurden in diesem Sinne bei I 8,09 Ctr. mehr verarbeitet; dafür wurden in den
Scheidepfannen mehr erhalten 1,42 Pfannenprocente Zucker; da nun aus den 97 Ctrn. Rüben
36,86 Pfannenprocente Zucker erhalten wurden, so entspricht 1 Ctr. dieser Rüben nach
dieser Reduction 0,38 Pfannenprocenten, die mehr erhaltenen 1,42 Pfan.-Proc.
also einem Mehr von 3,74 Ctrn. Rüben im Scheidesaft. Der Verlust bei Versuch I gegen
Versuch II (einmaliges gegen zweimaliges Pressen) beträgt also (in Rüben von 10,64
Proc. ausgedrückt) 8,09–3,74 oder 4,35 Ctr. auf jede verarbeitete 100 Centner
Rüben. (Wäre die Reduction auf gleichartige Rüben nicht vorgenommen worden, so würde
natürlich der Verlust noch größer erscheinen, doch ist hier absichtlich die
Berechnung so gestellt worden, daß der Verlust mindestens
zu dieser Höhe mit Sicherheit anzunehmen ist). Hiernach ist der tägliche Verlust für
jede Verarbeitung einfach zu berechnen, denn die bezeichnete Rübenmenge wird ohne
allen Nutzen geopfert, indem ihr Aequivalent an Zucker in den Preßlingen der
Zersetzung unterworfen wird. Allerdings werden dafür mehr Rüben verarbeitet, und der
Nutzen, daß die Campagne früher beendet werden kann, ist manchmal nicht abzuläugnen;
allein es findet hiernach ein solcher Rübenverlust statt, daß von den
mehrverarbeiteten nur der kleinere Theil (etwa 46 Proc.)
als wirklich in die Fabrik gelangend zu betrachten ist.
Ein derartiger Verlust dürfte aber doch nur äußerst selten durch die Verlängerung der
Campagne entstehen, und in solchem besonderen Falle ist dann eine eigene
Berücksichtigung der etwaigen außerordentlichen Umstände geboten.
Diese Rechnung wird durch die Betrachtung der Preßlinge bestätigt. Die obige Tabelle
zeigt, daß bei I eine fast 2 1/3 mal so große Zuckermenge in die Preßlinge gelangte
als bei II, obwohl die verarbeitete Rübenmenge nur in einem kleinen Verhältniß
vergrößert war. Mehr verarbeitet worden sind nämlich nach obiger Rechnung bei I 8,09
Ctr. (reducirte Rüben). Verloren ist in den Preßlingen soviel Zucker, wie in 12,22
Ctrn. Rüben enthalten sind, während bei II nur 5,21 Ctr. auf diese Weise verloren
wurden. Während also bei I 8,09 Ctr. mehr verarbeitet
wurden, gingen 7,01 Ctr. mehr verloren. Die eigentliche Mehrverarbeitung betrug
hiernach also nur 1,08 Ctr. auf 100 Ctr. verarbeitete Rüben, ist also fast so gut
wie illusorisch.
In Bezug auf den Verlust durch die Preßlinge liefern die oben angegebenen Zahlen u.a.
noch folgende Vergleiche:
Versuch I.
Versuch II.
Verloren an Zucker nach dem
Gewichte der Rüben
1,300 Proc.
0,625 Proc.
Also bei I mehr als bei II
in Procenten vom Rübengewicht
0,675
in Procenten vom Verlust
108
Verlust an dem in Arbeit genommenen Zucker
12,6 Proc.
5,9 Proc.
Also bei I mehr
6 ,7 „
Zum anderweitigen Vergleich der Resultate, ohne Rücksicht auf die Arbeitskosten und
nur nach der Production aus gleichen Rübenmengen, möge hier noch eine
Zusammenstellung der Producte für 100 Ctr. Rüben in beiden Fällen folgen, soweit die
betreffenden Zahlen nicht schon aufgestellt worden sind.
Versuch I.
Versuch II.
Bei einer Verarbeitung von
100 Ctr.
100 Ctr.
kam in Arbeit: Zucker
10,33 Ctr.
10,64 Ctr.
Erhalten wurde an Saft: Scheidepfannen
4,33
4,78
Mittlerer Gehalt dieses Saftes: Polar
8,51
8,32
Also erhalten an Zucker: Pfannenprocente
36,86
39,77
Mithin auf 100 Ctr. mehr
–
2,91
Erhalten an Preßlingen
17,50 Ctr.
17,47 Ctr.
Worin Zucker
130,0 Pfd.
62,5 Pfd.
Mithin mehr
–
67,5 Pfd.
Da der Saft der Rüben beim II. Versuche 10,6 Proc., der verdünntere in den
Scheidepfannen 8,3 Proc. Zucker enthielt, so berechnet sich der Wasserzulauf zur Maische auf ungefähr 28 Proc. vom Gewicht des
frischen Rübenbreies, oder auf das 1,6 fache des Preßlingengewichtes. Hieraus, wie
auch schon aus dem Vergleich des Gehaltes beider Scheidesäfte ergibt sich, daß eine
bemerkliche Vermehrung des zu verdampfenden Wassers durch dieses Verfahren nicht
stattgefunden hat und daß noch mancherlei Abweichungen vorkommen können, ohne daß
dieß geschehen würde. Der Wasserlauf auf die Maische ist bei dieser (der Schlickeysen'schen) Maschine allein
durch den Grad der Erschöpfung bedingt, welchen man erreichen will, und dieser läßt
sich schon annähernd aus dem spec. Gewicht des Nachpressensaftes beurtheilen. Um die
Verdünnung des Scheidesaftes nicht empfindlich werden zu lassen, kann man die
Schwere des Nachpressensaftes zweckmäßig auf 3 bis 3,5 Proc. Ball. normiren. Dieser
Saft ist kein allzusehr verdünnter, und verdünnt auch, wie obige Zahlen darthun,
beim Auflaufen auf die Reibe, den Rübensaft nicht mehr, als dieß der sonst übliche
Wasserlauf thut. Bei Anwendung anderer Zerkleinerungsmaschinen für die Preßlinge als
die erwähnten, ist man dagegen erfahrungsmäßig genöthigt, sich mit dem Wasserzulauf
nach der Arbeit der Maschine zu richten und meistens mehr Wasser zulaufen zu lassen;
es fällt dabei der Nachpressensaft sehr ungleich aus: der zuerst ablaufende ist
leichter, der zuletzt aus der Presse kommende schwerer, was, wie ein Versuch zeigt,
bei dieser Maischmaschine nicht der Fall ist. Die Folge
davon ist natürlich, daß man gegen letztere entweder eine geringere Erschöpfung der
Rüben erzielt, oder ein größeres Volumen Scheidesaft von geringerer Schwere
erhält.
Was die unvermeidlichen Unterschiede betrifft, welche sich zwischen den beobachteten
und den wie üblich zu berechnenden Ergebnissen herausstellen, so ist zu bemerken,
daß die hier mitgetheilten Zahlen nicht nur den unmittelbaren
Ausdruck des Experiments im Großen darstellen, sondern auch der gewöhnlichen Arbeit, und nicht einer mit ausnahmsweise
sorgfältiger Genauigkeit angestellten Probearbeit entnommen sind, daß sie also
jedenfalls für die Fabrikpraxis weit zuverlässiger sind als die mehr theoretischen
Berechnungen, welche niemals alle Umstände einer laufenden Arbeit in Betracht ziehen
können.
Es bleibt nun noch die Controlirung der durch die Preßlinge und den Scheidesaft
gewonnenen Resultate durch die Füllmasse und den daraus im I. Producte erhaltenen
Rohzucker.
Der Saft wurde in beiden Fällen genau gleich behandelt, so daß die Verluste durch
Kochen und Filtriren wohl als dieselben betrachtet werden können. Die Füllmasse
wurde in Bastardformen erkalten gelassen und sowohl ihr Gewicht, wie dasjenige des
durch Ausschleudern gewonnenen Rohzuckers, durch directe Wägung ermittelt.
Aus dem Unterschiede der erlangten Füllmassengewichte konnte dann der erlittene
Verlust an Rüben in ähnlicher Weise berechnet werden, wie
dieß für den Scheidesaft geschehen war, und wurde auch hierbei eine Zahl erlangt,
welche als Ausdruck für den Reinverlust an Rüben von I gegen II in Anbetracht der
Verhältnisse sehr nahe mit der oben angegebenen übereinstimmt.
Dasselbe gilt für den ausgeschleuderten Rohzucker. Polarisation und Farbe der in
beiden Fällen erzielten Producte an Zucker und Syrup waren dabei so wenig von einander
abweichend, daß hierdurch der bestimmte Nachweis geliefert war, daß durchaus keine
Benachtheiligung der Säfte durch die Verarbeitung der Preßlinge entstanden war.
Hiernach wird es genügen anzuführen, daß im Vergleich zur Polarisation des Saftes bei
Versuch II 0,43 Proc., und im Vergleich zur Polarisation der Rübe 0,45 Proc. mehr an
Füllmasse erhalten war, daß bei Versuch II überhaupt 0,76 Proc. des Rübengewichtes
mehr an Füllmasse entfielen, welche letztere Zahl sich in Anbetracht der
Verschiedenheit der Saftpolarisation auf 0,44 Proc. vermindert, wenn die
verarbeiteten Rüben, wie oben geschehen, auf gleichwerthige reducirt werden.
Aehnliche Zahlen ergaben sich beim Vergleichen des Rohzuckers. Hiervon wurden auf 100
Ctr. Rüben bei II 0,52 Ctr. mehr als bei I erhalten, was sich, nach Reduction auf
gleichartige Rüben, schließlich auf 0,36 Ctr. reducirt. Die sehr befriedigende
Uebereinstimmung aller Resultate konnte als Beweis für die richtige Durchführung und
genügende Vergleichbarkeit der beiden Versuchsarbeiten angesehen werden.
III. Verlust an Saft durch die
Preßtücher.
Der Antheil Saft, welcher täglich zweimal in den Preßtüchern in die Wäsche gelangt,
und somit gänzlich verloren geht, wird meistens sehr gering geachtet. Es dürfte auch
schwer, wenn nicht unmöglich seyn, denselben der Fabrication zu erhalten. Wenn man
indeß eine auch nur annähernde Ermittelung dieser Saftmenge vornimmt, so wird das
erzielte Resultat doch wenigstens jede Bemühung rechtfertigen, die dahin gerichtet
ist, möglichst wenig, d.h. möglichst dünnen Saft in den Tüchern zu lassen.
Bei einem vor mehreren Jahren angestellten Versuch während der gewöhnlichen Arbeit
mit einmaligem Pressen wurde das Gewicht der sämmtlichen Preßtücher einer Schicht,
bevor sie zur Wäsche kamen, ermittelt, und dann durch einen Trockenversuch die darin
befindliche Feuchtigkeit bestimmt und hiernach der verlorene Rübensaft berechnet. Es
ergab sich, daß auf je 100 Ctnr. täglich verarbeiteter
Rüben in den Tüchern in runder Zahl 55 Pfd. Saft verloren werden; das entspricht
– bei Annahme eines Saftes von nur 9 Proc. Zucker – rund 5 Pfd.
Zucker, d.h. 0,05 Proc. vom Gewicht der verarbeiteten Rüben. Nimmt man auch an, daß
von dieser dem Scheidesaft entgehenden Menge nur 2/3 wirklich gewinnbar wären, so
ergibt sich doch schon für die in einer Campagne verarbeitete große Rübenmenge ein
erheblicher Gesammt-Zuckerverlust, so daß es sich wohl der Mühe lohnt,
demselben nach Möglichkeit zu begegnen.
Wenn man mit Maische und Nachpressen arbeitet, und das Format der Tücher es erlaubt,
so ist es angezeigt, die Tücher der Hauptpresse, bevor sie in die Wäsche gebracht
werden, einmal bei den Nachpressen zu verwenden, und so darin den stärkeren Saft der
Hauptpressen durch den leichteren der Nachpressen zu ersetzen. Nimmt man für
ersteren ein Gewicht von 11 Proc. Ball., für letzteren ein solches von 3 Proc. an,
so ist zu erwarten, daß auf diese Weise in den Hauptpressen-Tüchern nur 3/11
oder wenig über ein Viertel des Verlustes stattfindet, welcher sonst stattfände,
wenn nämlich alle Tücher direct zur Wäsche gelangten.
Es bedarf dieses weiter keines Beleges, ist auch gewiß schon ein mehrfach
angewendetes Verfahren, dessen Nutzen einleuchtend seyn dürfte. Indessen mögen doch
hier einige Zahlen Platz finden, welche darthun, daß der Saft der Nachpressen, wenn
dabei Tücher aus den Hauptpressen benutzt werden, merklich schwerer ausfällt, als
wenn dieß nicht der Fall ist, daß also ein bemerklicher
Saftgewinn hierdurch zu erzielen ist.
Der Saft zweier Pressen, welche mit Brei aus der Preßlingen-Maische
gleichzeitig und abwechselnd Tuch um Tuch gepackt worden und bei deren einer
gebrauchte Tücher von der Hauptpresse, bei der anderen eben solche von der gleichen
Nachpresse angewandt waren, wurde ununterbrochen vom ersten freiwillig ablaufenden
bis zu dem zuletzt ausgepreßten an beiden Pressen abwechselnd gewogen.Dieß geschah mittelst eines sehr genauen Aräometers nach Ball., welches die
Zehntel-Procente richtig abzulesen gestattete. So entstanden bei jeder Presse zwölf die Schwere des Saftes darstellende
Zahlen, aus welchen zum leichteren Vergleich auch die Mittel von je 4 und 4 Wägungen
gezogen wurden. Die Zahlen beziehen sich demnach auf gleiche Ablaufszeiten ohne
Rücksicht auf die unterdessen abgelaufenen Saftmengen. Zu bemerken ist, daß der
Versuch mit solchem Preßlingenbrei angestellt ist, wie ihn eine ältere, jetzt nicht mehr angewandte Maischmaschine
lieferte, weßhalb die starke Zunahme der Saftschwere während der Pressung nicht
auffallen kann.
Wägung.
I.Tüchervon den
Hauptpressen.
II.Tüchervon den
Nachpressen.
1
2,5
1,0
2
2,5
2,0
3
2,7
2,1
4
2,6
2,2
–––––––––––––––––––––––––––
–––––––––––––––––––––––––––
Durchschnitt 2,57
Durchschnitt 1,82
Wägung.
I.Tüchervon den
Hauptpressen.
II.Tüchervon den
Nachpressen.
5
2,7
2,4
6
2,7
2,5
7
2,8
2,5
8
2,9
2,7
–––––––––––––––––––––––––––
–––––––––––––––––––––––––––
Durchschnitt 2,77
Durchschnitt 2,52
9
2,8
2,7
10
2,8
2,7
11
3,1
2,8
12
3,0
2,7
–––––––––––––––––––––––––––
–––––––––––––––––––––––––––
Durchschnitt 2,92
Durchschnitt 2,72
Der Unterschied zeigte sich demnach deutlich, und, wie zu erwarten stand, anfangs
größer als gegen Ende der Pressung. Der erste Durchschnitt bei I ist 41 Proc., der
zweite 10 Proc., der dritte 7 Proc. höher als der entsprechende bei II. Im
Durchschnitt aller Wägungen war der Saft bei I um 17 Proc. schwerer als bei II.
IV. Zuckerverlust durch die
Filtration.
Es gilt als längst bekannt, daß die Kohle der Filter außer den fremden Stoffen,
welche sie zurückhalten soll, auch eine gewisse Menge Zucker zurückhält, welche nur
durch ein unverhältnißmäßig langes Absüßen und um den Preis der Wiederauflösung
aller absorbirten Stoffe wieder zu erhalten ist. Das Wieviel? aber an Zucker,
welches unter den gewöhnlichen Verhältnissen der Fabrication durch die Filtration
verloren wird, ist, so viel mir bekannt, noch nicht mit Sicherheit bestimmt worden,
wenigstens haben solche Ermittelungen noch nicht den Weg in die Oeffentlichkeit
gefunden, und es wird deßhalb gewiß bald viel zu hoch, bald viel zu niedrig
geschätzt. Es ist einleuchtend, daß gerade diese Bestimmung einen nur ganz
speciellen Werth für die jedesmaligen Umstände ergeben kann. Die Menge des in einem
Filter zurückbleibenden Zuckers ist abhängig von der Größe des Filters, von der
Beschaffenheit der Knochenkohle und des darüber gezogenen Saftes, von der Art der
Absüßung, der Grenze, bis zu welcher sie fortgesetzt worden u.s.w. Indessen haben
derartige Ermittelungen doch auch ein allgemeines Interesse; geringe Abweichungen
werden keinen großen Einfluß auf das Resultat üben und es lassen sich auch in Bezug
auf die eben erwähnten Umstände allgemeiner übliche Normen denken, für welche die
gefundenen Zahlen direct gelten können; kurz, es ist zu wünschen, daß recht viele
Zuckerbestimmungen für die Kohle der abgesüßten Filter unter Angabe aller
bezüglichen Verhältnisse bekannt werden möchten, und ich lasse demnach die Resultate
des in der Campagne 1862–63 vorgenommenen Versuches schon jetzt hier folgen,
obwohl die beabsichtigte Reihe gleichartiger Versuche, an
deren Ausführung ich verhindert war, erst später besprochen werden kann. Man wird
gewiß zugeben, daß diese Zuckerbestimmung nur dann einen Werth hat, wenn sie direct gemacht wird; eine Differenzbestimmung durch Berechnung des Saftes vor und nach der
Filtration bleibt mit so viel Unsicherheiten und Fehlerquellen behaftet, daß ein
sicherer Schluß aus derselben kaum statthaft seyn dürfte.
Die Untersuchung gebrauchter und abgesüßter Knochenkohle auf ihren Zuckergehalt ist
aber nicht ohne Schwierigkeit. Ich verfuhr dazu folgendermaßen: Aus der Mitte eines
sorgfältig abgesüßten und auf diese Absüßung wie gewöhnlich geprüften Filters wurde
eine größere Menge Kohle entnommen und von derselben (nach Bestimmung der
Feuchtigkeit in einer anderen Probe) ein Theil im feuchten Zustande möglichst fein
gestoßen, hiervon 100 Grm. abgewogen und mit viel Wasser
wiederholt ausgekocht. Um die Zersetzung des in sehr verdünnter Lösung lange der
Luft ausgesetzten Zuckers nach Möglichkeit zu verhindern, wurde während der ganzen
Behandlung etwas Kalkmilch zugesetzt. Die erhaltenen Auszüge wurden nach und nach
eingedampft und in der möglichst concentrirten Lösung nach dem Erkalten und Ansäuren
mit Essigsäure der Zucker durch Polarisation bestimmt. Gelingt es auch kaum, in
derjenigen Zeit, in welcher das Ganze beendigt seyn muß, eine wirklich vollkommene
Erschöpfung der Kohle zu bewirken, so bietet doch die Concentration der sehr
verdünnten Lösung ein Mittel wenigstens den extrahirten Zucker genau zu bestimmen,
und es kann also jedenfalls die gefundene Menge als
vorhanden gewesen sicher angenommen werden, während die Möglichkeit, ja
Wahrscheinlichkeit, daß der Rückhalt noch größer war, nicht ausgeschlossen
bleibt.
Untersucht wurde die Kohle eines Dünnsaftfilters von 3' Durchmesser, 15' Höhe und 60
Ctrn. Inhalt trockener Kohle. Das Absüßen war bis auf 0,3 Proc. fortgesetzt worden,
und die Kohle lieferte bei der ControleDieselbe wie die in diesem Journal Bd. CLXI
S. 66 erwähnte. ein ganz befriedigendes Resultat, so daß man das Filter als in bester Weise
abgesüßt betrachten kann. Die frisch aus diesen genommene Kohle enthielt 14,2 Proc.
Feuchtigkeit.
100 Grm. feuchter (gleich 84,8 Grm. trockener) Kohle lieferten nach sorgfältiger
Extraction mit kalkhaltigem Wasser in der oben bezeichnen Weise, und nach dem
Abdampfen der erzielten Lösung 115 Kubikcentimeter, von einer Polarisation von 0,36
Proc. Zucker. Hieraus berechnet sich der Zuckergehalt für trockene Kohle auf 0,488
Proc. Um zu versuchen, ob die Kohle alles Zuckers beraubt worden sey, wurde sie
nochmals mit viel Wasser ausgekocht, längere Zeit mit kaltem Wasser ausgewaschen,
und die erhaltene Lösung wie vorher untersucht. Es wurden so noch 20 Kubikcentimeter
von 3,5° oder 0,92 Proc. Polarisation erzielt, was nach den gegebenen
Verhältnissen weitere 0,217 Proc. für trockene Kohle ergibt. Hieraus ist also zu
schließen, daß der Gehalt der ausgesüßten Kohle, auf Trockenzustand berechnet, 0,705
Proc. Zucker ausmacht. Es verbleiben demnach in einem Filter wie das in Rede
stehende, bei jedesmaligem Absüßen 42 Pfd. Zucker. In einer Fabrik, wo solcher
Filter für Dick- und Dünnsaftfiltration täglich nur 10 gebraucht und abgesüßt
würden, betrüge hiernach der Zuckerverlust in denselben 4 1/5 Ctr.
Der Zuckergehalt der Kohle läßt sich selbst noch unter Umständen nachweisen, bei
welchen man dieß nicht mehr für ausführbar halten sollte. Von derselben Kohle,
welche zu den eben erwähnten Bestimmungen gedient hatte, gab eine auf dem Ofen
getrocknete Probe bei der Untersuchung am folgenden Tage
(in der bezeichneten Weise) noch sehr deutlich einen erheblichen Zuckergehalt zu
erkennen, indem schon bei kurzer Auslaugung davon 0,33 Proc. erhalten wurden.
Um zu versuchen, ob bei langsamerem oder länger fortgesetztem Absüßen vielleicht
bemerklich weniger an Zucker verloren gienge, wurde ein wie gewöhnlich bis auf
0,2–0,3 Proc. abgesüßtes Filter von der oben angegebenen Größe, nach
Beendigung des Absüßens, aber vor dem Ablassen des im Filter enthaltenen Wassers
(welches sonst frei abläuft), eine Stunde stehen gelassen und hierauf erst das
Wasser abgelassen und gemessen. Während des Messens wurden in gleichen
Zwischenräumen Proben davon entnommen und das so gebildete Durchschnittsmuster des
Wassers untersucht.
Es waren im Ganzen abgelaufen 850 Quart. Von dem Durchschnittsmuster wurden 500 K. C.
im Wasserbad zur Trockne verdampft, der Rückstand zu 25 K. C. gelöst und diese
Lösung polarisirt. Der gefundene Zucker betrug 0,235 Proc. der ursprünglichen
Lösung. Rechnet man das Quart Wasser zu 2,3 Pfd., oder den Wasserinhalt rund zu 2000
Pfd., so berechnet sich hieraus der Zuckergehalt des abgelaufenen Wassers auf 4,7
Pfd., eine Menge, auf deren Gewinnung durch weiteres Absüßen um so eher verzichtet
werden muß, als nach dem Vergleich des Zuckergehaltes mit der Gesammttrockensubstanz
sich der Zuckerquotient der Lösung auf 63, also wenig besser als für Melasse
stellt.
Zugleich aber ist durch diesen Versuch der Beweis dafür geliefert, daß das Absüßen,
wie es vorgenommen worden, ein sehr vollkommenes gewesen war, so wie daß zur
Erschöpfung der Kohle, bezüglich der Zuckerbestimmung in derselben, das Auslaugen
nach sorgfältigem Zerkleinern derselben und mit einer sehr
großen Menge Wasser geschehen muß.
Es ist jedenfalls interessant, in ähnlicher Weise den Zuckergehalt der gebrauchten
Knochenkohle unter wechselnden Umständen zu bestimmen, eine Untersuchung, welche in
der kommenden Campagne recht vielfach gemacht werden möge!
(Hinsichtlich des bei dem Saftkochen entstehenden
Zuckerverlustes sind die Untersuchungen des Verfassers noch nicht
geschlossen, über deren Resultate er später berichten wird.)