Ausflüge in technisch-chemische Werkstätten (3)

Ausflüge in technisch-chemische Werkstätten.

Von C. Müller.

Nr. 3.

Wer je durch die preußische Provinz Sachsen, durch die Herzogthümer Anhalt und Braunschweig oder durch gewisse Theile Böhmens, Mährens und Schlesiens gereist ist, und seine beobachtenden Blicke über die üppigen Fluren gleiten ließ, dem können unmöglich die großen Flächen Landes entgangen sein, welche dort mit Runkelrüben und Cichorie bepflanzt sind und die oft zu einem Drittel des ganzen Ackerareales betragen. Was hier als ziemlich unscheinbare Pflanze schon während des Wachsthumes Tausenden von Menschen lohnende Arbeit gibt, erfordert nach der Ernte fast eine noch größere Summe von Arbeit, um als Zucker und als Kaffeesurrogat in den Handel zu kommen. Während nun der Werth des letzteren Produktes, und gewiß nicht mit Unrecht, vielseitig angefochten wird, hat sich dagegen der Rübenzucker ein Ansehen und eine Bedeutung erworben, die durch die Zolltabellen des Zollvereins, Oesterreichs, Frankreichs und Belgiens, sowie durch die immerwährende Zunahme der Zuckerfabriken trotz der Steuererhöhungen deutlich genug zu ermessen sind; denn während beispielsweise im Laufe des Jahres 1845 im Gebiete des Zollvereins in 96 Fabriken 4,446,469 Centner Rüben auf Zucker verarbeitet wurden, zeigten die Zolllisten von 1853 238 Fabriken mit einer Verarbeitung von nahe an 22 Millionen Centner Rüben! In der That sehen unsere Zuckerdosen den Colonialzucker immer seltener und manche Hausfrau, die aus alter Vorliebe den Kaufmann um „aber ja indischen“ Zucker bittet, und ihren Gästen bemerklich macht, wie es doch ein großer Unterschied zwischen diesem, dem ihrigen, und dem Rübenzucker sei, präsentirt doch vaterländisches Produkt, an dem vaterländische Wissenschaft und Industrie ihre Aufgabe so glänzend gelöst haben, daß selbst geübte Zungen sich nicht mehr auskennen. Keine Industrie aber hatte wohl mit mehr Hindernissen und Feinden zu kämpfen, als diese, und wenn schon anerkannt werden muß, daß ohne den großen Schutz, der ihr im Anfange vom Staate zu Theil wurde, eine solche Entwickelung nie möglich gewesen wäre, so hat sich doch andrerseits die Meinung des Herrn von Liebig und anderer ausgezeichneter Männer, daß mit dem Schutz auch die Industrie fallen werde, nicht bewährt und sich im Gegentheile erwiesen, daß selbst bei völliger Gleichstellung in der Besteuerung mit dem Rohrzucker die Vortheile für die Landwirthschaft groß genug sind, um die Konkurrenz mit Erfolg bestehen zu können.

Sei dem nun wie ihm wolle, da wir einmal Rübenzucker essen müssen, so wird es wohl den Freunden und Freundinnen der Süßigkeit nicht uninteressant sein, sich näher mit der Darstellung dieses Zuckers bekannt zu machen, und ich lade sie daher Alle ein, mich auf dem heutigen Spaziergange nach einer Rübenzuckerfabrik zu begleiten.

Wir erblicken bei der Annäherung an unser Ziel auf den Feldern, so wie endlich auf dem Hofe der Fabrik große kegelförmige oder längliche Haufen von Rüben mit Erde bedeckt, welche hier geschützt vor dem nachtheiligen Einflüsse der Luft und des Lichtes lagern, bis die Reihe der Verarbeitung auch an sie kommt.

Der hohe Kamin belehrt uns, daß auch hier die Dampfkraft eine bedeutende Rolle spielt, und zwar thut sie dies nicht allein als bewegende Kraft, sondern auch die sämmtlichen Heizungen geschehen durch Dampf; nur in seltenen Fällen findet man noch freie Feuerungen, so wie Göpelwerke oder Wasserräder als Triebkraft. Die ersten Operationen, welche die Rüben zu erleiden haben, sind das Waschen und Putzen; ersteres geschieht in einem großen Lattencylinder, der fast bis zur Hälfte im Wasser liegt und sich mit mäßiger Bewegung um seine Axe dreht. Die Rüben, welche am hinteren Ende eingeworfen werden, fallen am vorderen rein gewaschen und von aller anhaftenden Erde befreit heraus, um von Frauen und Mädchen geputzt, d. h. aller grünen oder fauligen Stellen, sowie der dünnen Wurzeläste befreit zu werden, welche, da sie wenig Zucker aber viel Säuren und Salze enthalten, dem Safte nachteilig sein würden. Die so gereinigten Rüben unterliegen nun gewöhnlich der Versteuerung, d. h. sie werden gewogen und der Fabrikant hat von jedem Centner derselben im Zollverein 6 Ngr., in Oesterreich 12 Kr. Steuer zu zahlen, als Entschädigung für den der Staatskasse entgehenden Eingangszoll auf Rohrzucker. Haben die Rüben dieser Pflicht genügt, so eilen sie ihrem Ende unaufhaltsam entgegen, denn sie kommen nunmehr vor die Reibe, einem mit Sägezähnen bewaffneten Cylinder, der sich in einer Geschwindigkeit von 6–800 Mal in der Minute um sich selbst dreht, und werden durch dieselbe in einen feinen Brei verwandelt. Eine besondere mechanische Vorrichtung, der sogenannte Pousseoir drückt die durch einen Knaben eingeworfenen Rüben gegen den Reibcylinder, auf welchem, sowohl zur Vermeidung der Erhitzung als auch zur Verdünnung des Rübenbreies, beständig etwas Wasser ausfließt.

An den vor der Reibe befindlichen Preßtischen sehen wir die Arbeiter beschäftigt, den Brei in leinene oder wollene Tücher einzuschlagen und diese sogenannten Kuchen mit starken Blechen abwechselnd zu schichten, um sie dann in den dahinter befindlichen hydraulischen Pressen ihres Saftes zu entledigen. Betrachten wir uns die hydraulischen und bramak’schen Pressen etwas näher, denn sie gehören unstreitig zu den interessantesten physikalischen Instrumenten, welche der Industrie dienen und sind überall da im Gebrauch, wo es sich um Hervorbringung eines bedeutenden Druckes handelt.

Der Druck dieser Pressen wirkt in senkrechter Richtung, d. h. von unten nach oben und wird durch zwei Pumpen hervorgebracht, welche durch ein eisernes Rohr a beständig Wasser in den hohlen Cylinder b drücken; im letzteren bewegt sich luftdicht ein Stempel c, welcher natürlich durch das eindringende Wasser aufwärts geschoben wird und in Folge dessen die zwischen den Preßplatten d u. e aufgeschichteten Kuchen von Rübenbrei zusammenpreßt.

Der Grundsatz, worauf die Konstruktion dieser Pressen beruht, ist der, daß Flüssigkeiten einen empfangenen Druck gleichmäßig nach allen Seiten fortpflanzen; in Folge dessen ist der Druck, welchen der Stempel c ausübt, ein viel größerer als derjenige,

Hydraulische Presse.

welcher durch die Pumpen auf das Wasser wirkt und zwar ist die Verstärkung stets gleich dem Verhältniß der Quadrate der Durchmesser der drückenden Flächen zu einander. Z. B. der Kolben jener Pumpen, welche das Wasser eindrücken, habe 2 Zoll im Durchmesser und wirke mit einer Kraft von 500 Pfd., so wird, wenn der Stempel in der Presse 15 Zoll im Durchmesser ist, der durch ihn ausgeübte Druck gleich 28,125 Pfd. betragen, denn (2 x 2) 4 : (15 X 15) 225 = 500 Pfd. : H = 28,125 Pfd.

Beträgt nun auch in der Wirklichkeit der Druck stets etwas weniger, da die Reibung ihr Theil der Kraft beansprucht, so ist man doch dadurch in den Stand gesetzt, eine große Gewalt zu brauchen, so daß die Kuchen die Presse ziemlich trocken verlassen. Man benutzt diese Rückstände als Viehfutter, und zwar meist für Mästung, welche dann gewöhnlich einen bedeutenden Nebenzweig für die Zuckerfabriken bildet.

Man hat vielfach versucht, das Pressen ganz zu umgehen, und den Saft auf bequemerem Wege durch die sogenannte Maceration zu gewinnen, wobei der Rübenbrei mit Wasser ausgelaugt wurde; nur wenigen Fabriken ist es indeß bis jetzt gelungen, auf diese Weise ein günstiges Resultat zu erzielen, viele sind zu den Pressen zurückgekehrt.

Der von den Pressen ablaufende Saft gelangt durch eine Rinne nach den Scheidepfannen, große kupferne Kessel von 6–800 Quart Inhalt, welche der Bequemlichkeit halber gewöhnlich tiefer als dir Pressen stehen. Hier wird der Saft zunächst auf 60–65° erwärmt und dann eine gewisse Menge Kalkbrei darunter gerührt und die Erhitzung bis zum Siedepunkte fortgesetzt. Dieser Kalkzusatz hat einen doppelten Zweck, denn erstlich werden dadurch die im Rübensafte enthaltenen Säuren abgestumpft und als unlösliche Kalksalze niedergeschlagen, dann aber bemächtigt sich der Kalk auch eines großen Theiles der schleimigen Bestandtheile und scheidet sie als Schaum und im Bodensatze ab. Nach einiger Ruhe wird die klare Flüssigkeit von Letzterem abgezogen und in die Verdampfpfannen gebracht, um hier bis zu einem gewissen Grade von Concentration eingekocht zu werden. Ist dieser erreicht, so leitet man den Saft in eine andere Pfanne, in welche eine eiserne Trommel als Gasometer eingehängt ist. Aus einem besonderen Apparate treibt man hier Kohlensäure in den Saft und bringt beide durch ein besonderes Rührwerk zu größerer Berührung. Die Kohlensäure verbindet sich hier mit dem im Safte noch gelösten Kalke zu kohlensauren Kalk, welcher als feines weißes Pulver zu Boden fällt. Der abermals abgelassene Saft kommt nun auf die Filter, große, bis 20 Fuß und darüber hohe Cylinder von 3 Fuß Durchmesser, welche mit verkohlten und gekörnten Knochen gefüllt sind.

Unter allen Kohlenarten besitzt nämlich die Knochenkohle am meisten die Eigenschaft, vegetabilische Farbstoffe, Schleim und verschiedene Salze aus ihren Lösungen auszuziehen und förmlich zu verschlucken, eine Eigenschaft, die sie ihrer bedeutenden Porosität zu verdanken hat.

In diesem Falle nun entzieht die Knochenkohle dem heiß durchlaufenden Safte den größten Theil seiner Farbe, sowie etwa noch vorhandenen Kalk und Schleim. Der Saft kommt vom Filter von Neuem in eine Vordampfpfanne, um noch weiter eingedickt zu werden und wenn der bestimmte Grad erreicht ist, abermals zu weiterer Reinigung auf ein neues Filter, worauf er den Namen Klärsel erhält und zum Versieden reif ist.

Die in den Filtern enthaltene Knochenkohle beladet sich nach jedesmaligem Gebrauch natürlich mit all’ den Unreinigkeiten, welche sie den Zuckersäften entzieht und würde nicht mehr zu benutzen sein, wenn die Chemie nicht Mittel gefunden, ihr dieselben wieder zu entziehen und ihre früheren Eigenschaften zurückzugeben, welche Operation man die „Wiederbelebung“ nennt. Sehr verdünnte Salzsäure löst nämlich den aufgenommenen Kalk; eine Art Gährung, welcher man die Kohle unterwirft, zerstört die aufgenommenen organischen Stoffe und nach tüchtigem Waschen mit reinem Wasser, Durchtreiben von Wasserdampf und Wiederabtrocknen, glüht man die Kohle in verschlossenen eisernen Cylindern aus, worauf sie wie frischgebrannte Knochen von Neuem zu gebrauchen ist.

Das Versieden des Klärsels geschieht jetzt ziemlich allgemein in sogenannten Vacuumpfannen, während man früher sich auch hierzu freier Feuerungen bediente. Die Einrichtung dieser „Apparate“ wie sie auch oft blos genannt werden, beruht auf dem Erfahrungssatze, daß der Siedepunkt der Flüssigkeiten um so niedriger ist, ein je geringerer Druck auf ihnen lastet; es siedet z. B. reines Wasser am Meeresspiegel bei einer Temperatur von 100° C.; auf dem Gipfel des Montblanc, wo natürlich der Druck der darüber liegenden Luftschichten weit geringer ist, bedarf es dazu nur 84° C. Das Klärsel, eine viel dickere Flüssigkeit als das Wasser, hat auch schon darum einen höheren Siedepunkt, der mit fortschreitender Concentration so sehr steigt, daß davon bedeutende Nachtheile für den Zuckersaft entstehen würden. Um also den Siedepunkt möglichst herabzudrücken, benutzt man die Vacuumpfannen, d. h. verschlossene Kochpfannen mit einer Vorrichtung zur Verdünnung der Luft und zur Fortschaffung, der entwickelten Dämpfe. Die Kochapparate a sind sich im Wesentlichen Alle gleich und besitzen außer den nöthigen Dampfheizröhren h, und i, die im Innern schneckenförmig gewunden im Safte liegen, zwei Rohre oder Ventile zum Zu- und Ablassen des Saftes f und g, zwei sich gegenüber befindliche Glasplatten b zur Beobachtung der kochenden Masse, einen Hahn o zum Zulassen von Luft oder Butter, wenn ein zu stürmisches Kochen dies nöthig machen sollte, ein

Vacuumapparat.

Thermometer c und ein Barometer d zur Beobachtung der im Apparate herrschenden Temperatur und des Luftdruckes, und endlich die sogenannte Sonde e, eine Vorrichtung zum Probenehmen.

Die Vorrichtung zur Verdünnung der Luft ist gewöhnlich eine doppelwirkende Luftpumpe, welche durch ein Rohr l mit der Condensation n in Verbindung steht, in welche Letztere von oben ein Rohr m hineinreicht, dessen Ende durchlöchert ist und welches dazu dient, die entwickelten Dämpfe durch Einspritzung von kaltem Wasser sofort wieder abzukühlen.

Sehen wir jetzt wie dieser complicirte Apparat in Betrieb gesetzt wird:

Man läßt zunächst die Luftpumpe gehen, worauf in Folge des im Innern des Apparates entstehenden luftverdünnten Raumes der zu verkochende Saft durch k hereinsteigt bis es genug ist und der Hahn des Zugangsrohres geschlossen wird. Der Saft wird nun erhitzt und die Luftpumpe, welche beständig fortarbeitet, unterhält den luftverdünnten Raum. Der Letztere würde indessen durch die aus dem Apparate kommenden Dämpfe bald verschwinden, träte nicht beständig (durch k) kaltes Wasser in den Condensator, welches dann, sowie die dadurch wieder zu Wasser verdichteten Dämpfe mit der Luft zugleich durch die Luftpumpe ausgelaugt wird. Auf diese Weise wird es möglich, den Zuckersaft bei einer Temperatur von 50–60 Grad^{[WS 1]} zu verkochen, während das Barometer von seinem gewöhnlichen Standpunkte bis auf 4 Zoll herabfällt.

Der Saft wird in diesem Apparate soweit eingekocht, daß gegen das Ende der Kochung bereits die Krystallbildung beginnt, worauf er in eiserne oder kupferne Reservoire abgelassen wird, von denen man ihn bei gehöriger Abkühlung in die Formen bringt. Nach dem völligen Erkalten füllt der Zucker in kleinen zusammenhängenden Krystallen den ganzen Raum, während in den Zwischenräumen die Melasse oder der Syrup sich aufhält. Um diesen daraus zu entfernen, bringt man die Formen mit dem Zucker auf Böden, in denen mindestens eine Temperatur von 35–40 Grad herrschen muß, wodurch der Syrup dünnflüssiger wird und durch unten befindliche Oeffnungen abfließt, um gesammelt und von Neuem zur Zuckerabscheidung eingekocht zu werden.

Der so gewonnene Zucker ist nun der sogenannte Rohzucker, der gewöhnlich noch raffinirt wird. Dieses Raffiniren besteht einfach in Wiederauflösen des Zuckers in reinem Wasser oder schon zweimal filtrirtem Safte, worauf, um alle trübenden Theile abzuscheiden, Rindsblut oder Eiweiß zugesetzt wird, welches beim Erhitzen sich wieder abscheidet und die Verunreinigungen einschließt. Jetzt läßt man die Flüssigkeit durch ein Filter mit Knochenkohle laufen und kocht sie endlich ein, wie wir dies bereits vorher gesehen haben.

Um die raffinirten Zucker bis in die Spitzen weiß zu bekommen, ist es nöthig, den anhängenden Syrup vollständig zu entfernen, welches durch eine besondere Operation, die man das Decken nennt, erreicht wird.

Zu diesem Behufe wird weißer Zucker in soviel Wasser gelöst, daß dadurch ein Syrup entsteht, welcher nur in kleinen Portionen aus die noch in den Formen befindlichen Zuckerhüte aufgegossen wird. Beim Eindringen verdrängt er den andern Syrup und reinigt auf diese Weise den Zucker davon bis in die äußerste Spitze. Der Zucker wird jetzt vollkommen ausgetrocknet, verpackt und versendet, um die nach Süßigkeit lechzende Welt zu befriedigen. Wie verschieden dieser Bedarf oder vielmehr der Verbrauch an Zucker ist, geht aus folgender für das Jahr 1850 berechneten Uebersicht hervor:

es kamen auf jeden Einwohner

im Zollverein jährlich	5	Pfd.	Zucker
in Frankreich	6 1/2	"	"
in Spanien	3 1/2	"	"
in Holland	14 1/2	"	"
in Belgien	7	"	"
in Rußland nicht ganz	1/2	"	"
in Irland	4 1/2	"	"
in England mit Schottland	21	"	"
in den vereinigten Staaten	14 1/2	"	"
auf der Insel Cuba	56	"	"

Während nun der Zucker seinem Verbrauche entgegengeht, unterliegt die Melasse, nachdem sie durch 3 oder 4maliges Einsieden ihres sämmtlichen krystallisirbaren Zuckers entledigt worden ist, einer ferneren Verarbeitung, indem sie an die Brennereien verkauft und hier zu Spiritus verbrannt wird.

Eine der großartigsten Rübenzuckerfabriken ist die der Herren Robert & Komp. zu Sclowitz in Mähren. Das kolossale Quadrat von Gebäuden nebst dem unmittelbar zur Fabrikation benutzten Raume umfaßt eine Fläche von 15 österreichischen Joch d. i. circa 30 Magdeburger Morgen. Dem Rübenbau ist durch Vertrag mit einer Domaine eine Fläche von 1000 Joch gesichert, wozu noch über 200 Joch eigne und gepachtete Aecker kommen. Ungeachtet der sorgfältigen Kultur, welche 350–400 Centner Rüben vom Joch liefert, beschäftigt diese Rübenquantität die Fabrik doch nicht genügend, indem dieselbe täglich über 3000 Centner Rüben zu verarbeiten im Stande ist. Das Kesselhaus der Zuckerfabrik enthält in einer Reihe 18 Dampfkessel in Summa zu 9000 Pferdekräften. Die Triebkraft liefern 12 Dampfmaschinen von 6–20 Pferdekräften, wovon mehrere kleine nur zur Saft- und Wasserhebung dienen. Die ganze Fabrik, welche natürlich mit eigner mechanischer Werkstätte, so wie eigner großartiger Melassenbrennerei versehen ist, wird durch 400 Gasflammen erleuchtet.

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Anmerkungen (Wikisource)

1. Vorlage: 50–50 Grad

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Anmerkung des WS-Bearbeiters:

Dieser Beitrag erschien als Nr. 2 in der Reihe Ausflüge in chemisch-technische Werkstätten.
Nr. 1 Ausflüge in chemisch-technische Werkstätten siehe Jahrgang 1855 Heft 51
Nr. 2 Ausflüge in chemisch-technische Werkstätten (2) in Heft 7 dieses Jahrgangs.