Titel: Ueber das Abdampfen mittelst heißer Luft.
Autor: Bernoulli, Christoph
Fundstelle: 1835, Band 55, Nr. LXI. (S. 337–339)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj055/ar055061

LXI. Ueber das Abdampfen mittelst heißer Luft. Von C. B.

In Gefäßen enthaltene Flüssigkeiten konnten bis jezt nur dann rasch verdampft werden, wenn man sie bis zum Sieden erhizte. Neulich hat man aber gefunden, daß eine rasche Abdampfung und Flüssigkeit, auch ohne sie zum Sieden zu bringen, bewirkt werden mag, wenn man durch dieselbe heiße Luft möglichst vertheilt streichen läßt.

Diese neue Abdampfungsmethode wurde namentlich zur Concentrirung oder Einkochung des Zukersaftes oder Syrupes empfohlen. Die Erfahrung lehrt nämlich, daß durch das gewöhnliche Versieden ein bedeutender Theil krystallisirbaren Zukers in nichtkrystallisirbaren oder Melasse umgewandelt wird, und daß dieser Verlust verhindert würde, wenn der Syrup ohne bis zum Siedepunkt erhizt zu werden und dennoch rasch genug verdampft werden könnte. Verschiedene Apparate wurden zu dem Ende von Beaam, Kneller, Peuvion, Newton (S. Polytechn. Journal Bd. LIII. S. 133, Bd. LIV. S. 159) u.a. angegeben. Wesentlich bestehen sie aus Folgendem:

Der Syrup befindet sich in einem Bottiche, der einen siebförmig durchlöcherten Doppelboden hat; mittelst eines Gebläses wird unter diesen Doppelboden Luft eingeblasen, und diese, bevor sie dahin gelangt, auf eine geeignete Weise erhizt. – Offenbar wird die Flüssigkeit durch die durchgetriebene Luft erwärmt, doch höchstens nur die Temperatur der heißen Luft erlangen können. Bleibt diese also unter 100°, so wird die Flüssigkeit nicht zum Sieden kommen. Dennoch wird indessen eine ziemlich schnelle Abdampfung Statt finden können; denn da die Luft durch den Siebboden zertheilt in unzähligen dünnen Strahlen oder Blasen durch die Flüssigkeit aufsteigt, und daher mit derselben in enge Berührung kommt, so wird sie während des Durchganges so viel Feuchtigkeit aufnehmen, als sie bei ihrer Temperatur zur Sättigung bedarf.

1 K'. Luft bedarf 1 K'. Dampf von derselben Temperatur zur Sättigung;

und 1 K'. Dampf von 95° C. wiegt 0,0005 × 70 Pfd. = 0,035 Pfd.
1 – 90° 0,00042 × 70 – = 0,0294 –
1 – 85° 0,00035 × 70 – = 0,0245 –

Ist also die durchgeblasene Luft beim Entweichen nahe an 95° heiß, so mag 1 K'. etwa 1/30 Pfd. Wasser aufgenommen haben, oder 30 K'. 1 Pfd., und um 1000 Pfd. Wasser zu verdampfen, werden 30,000 K'. Luft erforderlich seyn. Da nun 30,000 K'. Luft kaum 2800 Pfd. wiegen, und die Wärmecapacität der Luft 4 Mal kleiner |338| als die des Wassers ist, so würde die Erhizung dieses Luftquantums um circa 80° nur 700 × 80 oder 56,000 w erfordern.

Offenbar kostet aber die Dampfbildung selbst, und wenn die Flüssigkeit ein Mal auf 95° erhizt ist, noch 650–95 oder 555 w per Pfd., und also 555,000 w, um 1000 Pfd. Wasser zu verdampfen.

Man sieht hiemit, daß diese Methode weit entfernt ist, weniger Brennstoff zu kosten; sondern daß vielmehr alle künstliche Wärme, welche die aus der Flüssigkeit entweichende Luft besizt, durch einen Mehraufwand von Brennstoff ihr verschafft werden muß.

Eben so klar scheint ferner, daß, soll die Flüssigkeit durch die heiße Luft verdampft werden, ein ohne Vergleich größeres Quantum Luft durchgeblasen werden muß, zumal wenn diese nicht zu heiß seyn soll. Es wird endlich die Luft jedenfalls in der Flüssigkeit bedeutend abgekühlt werden, weil sie vielen Wärmestoff zur Bildung des Dampfes abtreten muß.

Nehmen wir an, der Dampf ströme 150° heiß ein (was viel, leicht zu viel), und die Flüssigkeit habe eine Temperatur von 70°, so wird 1 Pfd. Luft 80/4 oder 20 w abtreten; und da 1 Pfd. Wasser von 70° 650–70 oder 580 w erhalten muß, um sich in Dampf zu verwandeln, so bedarf es 580/20 oder 29 Pfd. oder circa 320 K'. Luft, um 1 Pfd. Wasser zu verdampfen. Dieses Quantum Luft wird indessen um so leichter allen Dampf auflösen und wegführen, da 320 K'. Luft von 70° nahe an 5 Pfd. Dampf aufnehmen können, oder zur Sättigung bedürfen.

Auch unter dieser Voraussezung ist aber die Anwendung dieses Verfahrens denkbar.

Löst man 100 Pfd. Rohzuker in gleich viel Wasser auf, so muß ungefähr dieselbe Menge beim Verkochen verdampft werden. Man brauchte hiemit 32,000 K'. und die Verdampfung hätte in weniger als 2 Stunden Statt, wenn per Minute 300 K'. Luft durchgeblasen werden.

Um 32000 K'. oder 2900 Pfd. Luft um 140° zu erwärmen, bedarf es 2900/4 . 140 = 100,000 w oder circa 17 Pfd. Steinkohlen, wenn 1 Pfd. 6000 w liefert; während zur directen Verdampfung von 100 Pfd. Wasser (bei Kesselfeuern) theoretisch nur 60,000 w, also 10 Pfd. Steinkohlen erforderlich sind.

Es ergibt sich also ein noch weit größerer Mehraufwand von Brennstoff. Nichts desto weniger wäre indessen dieses Verfahren vorteilhaft, wenn man dadurch statt 2/3 wie gewöhnlich an 3/4 oder darüber an raffinirtem Zuker erzielen könnte.

Es bietet sich hier inzwischen eine andere Frage dar: ob es nicht zwekmäßiger wäre, den Syrup direct zu erhizen, und kalte |339| Luft durchzublasen; in diesem Falle braucht man nämlich nur so viel Luft, als zur Auflösung des Dampfes nöthig ist – und braucht man weit weniger Luft, so wäre weniger Brennstoff zur Erwärmung derselben und weniger Triebkraft für das Gebläse nöthig, der Apparat wäre viel einfacher. Leicht wäre ferner mittelst des Einblasens die Temperatur der Flüssigkeit zu erzielen. Es erlitte endlich diese in keinem Theile eine größere Erhizung. Immerhin müssen die Abdampfkessel eine beträchtliche Tiefe haben.

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