Titel: Pelletan's Läuterung des Runkelrübensaftes.
Autor: Pelletan,
Fundstelle: 1835, Band 58, Nr. LXVI . (S. 416–423)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj058/ar058066

LXVI. Einiges über Läuterung des Runkelrübensaftes und über ein Verfahren, nach welchem derselbe immer in den zum Versieden geeignetsten Zustand gebracht werden kann. Von Hrn. Pelletan, Professor der Physik.

Aus dem Journal des connaissances usuelles. Junius 1835, S. 271.

Ich hatte in den zwei Jahren, seit denen ich mich mit den verschiedenen auf die Runkelrübenzuker-Fabrikation anwendbaren Apparaten beschäftige, Gelegenheit die aufgeklärtesten Fabrikanten kennen zu lernen, eine große Anzahl der besten Fabriken zu besuchen, und |417| namentlich mit Sorgfalt jene Fabrikationsmethode zu studiren, welche in der schönen Niederlassung in Boistrancourt von dem eben so thätigen, als gründlich unterrichteten Hrn. J. Casteleyn befolgt wird. Ich habe bei diesem praktischen Studium die Ueberzeugung gewonnen, daß die Hauptschwierigkeiten bei der Läuterung und beim Versieden des Syrupes Statt finden.

Die Läuterung geschieht bekanntlich durch Zusaz von gelöschtem Kalke, den man dem Safte kurz vor dem Siedepunkte beimengt, worauf man dann noch so lange zu heizen fortfährt, bis sich das erste Aufsieden beurkundet. Es entsteht dadurch ein mehr oder minder diker Schaum, der auf die Oberfläche emporsteigt, während sich auf dem Boden ein Niederschlag absezt, so daß die Flüssigkeit mehr oder minder klar und gefärbt zurükbleibt. Man hält die Läuterung im Allgemeinen für gelungen: 1) wenn der Schaum consistent ist; 2) wenn sich der Bodensaz rasch und mit Hinterlassung einer klaren Flüssigkeit bildet; und 3) wenn diese Flüssigkeit nur wenig gefärbt ist.

Unglüklicher Weise ist die Dosis des anzuwendenden Kalkes je nach der Jahreszeit, je nach der Beschaffenheit des Bodens, auf welchem die Rüben gewachsen, je nach der befolgten Aufbewahrungsmethode der Rüben, und endlich je nachdem leztere eine lange Zeit über aufbewahrt gewesen, sehr verschieden. Die Quantität des Kalkes wechselt nach diesen Umständen selbst von 1/2 bis zu 3 Pfd. per Hektoliter Saft. Wenn der Fabrikant die Läuterungen täglich und selbst stündlich mit aller Aufmerksamkeit verfolgt, so lassen sich die Schwierigkeiten, die ich sogleich andeuten werde, zwar sehr vermindern; allein alle diese Sorgfalt genügt dennoch sehr oft nicht, weil die geläuterte Flüssigkeit sehr klar seyn kann, obschon die Dosis des Kalkes viel zu gering war, und weil eine gute, aber mit einer zu großen Menge Kalk erzielte Läuterung bei der weiteren Behandlung die größten Schwierigkeiten bereitet.

Wenn der Kalk nicht in hinreichender Menge angewendet worden ist, so färben sich die anfangs sehr schwach gefärbten Flüssigleiten während des Eindikens sehr schnell, und der Syrup wird klebrig und schwer einzudiken; wurde hingegen Kalk in Ueberschuß zugesezt, so werden die Syrupe zwar nur schwach gefärbt und hellgelb seyn; allein sie werden sich, wenn sie sich dem Concentrationspunkte annähern, beinahe unmöglich versieden lassen: man wird sie verbrennen, wenn man sie mit freiem Feuer versiedet, und man wird sie sehr in ihrer Zusammensezung verändern, wenn das Versieden mittelst Dampf geschieht.

Die Ursachen dieser beiden Unannehmlichkeiten wurden in lezteren Jahren von mehreren Fabrikanten und Chemikern angedeutet und |418| untersucht. Man zeigte, daß in dem Runkelrübensafte eine schleimige, an der Luft sehr leicht veränderliche Substanz enthalten ist, welche sich mit dem Kalke zu verbinden vermag, und in dieser Verbindung niederfällt. Bleibt nach vollbrachter Läuterung noch eine bestimmte Menge dieser schleimigen Substanz in dem Rübensafte zurük, so entsteht der erste der beiden oben erwähnten Nachtheile: d.h. die Syrupe färben sich und werden klebrig. Andererseits wurde aber nachgewiesen, daß der in Ueberschuß angewendete Kalk sich mit dem Zuker verbindet, und mit ihm einen wahren zukersauren Kalk bildet, welcher sehr leicht auflöslich und unkrystallisirbar ist, und indem er das Wasser mit größter Hartnäkigkeit zurükhält, die Concentration verhindert.

Die Fabrikanten besaßen bis jezt nur ein einziges Mittel diesen beiden Mißverhältnissen zu steuern, und dieses besteht in der Anwendung der thierischen Kohle. Diese höchst schäzenswerthe Substanz besizt auch in der That nicht bloß die Eigenschaft die Syrupe zu entfärben, sondern sie verschlingt auch den schleimigen Bestandtheil und den in Ueberschuß zugesezten Kalk, welche sie beide an sich hält: die Fabrikanten sagen daher auch, daß die Kohle die Syrupe nicht nur entfärbt, sondern auch entfettet. Hienach erhellt, daß man streng genommen den Rübensaft und die Syrupe nur durch eine hinlängliche Menge thierischer Kohle zu filtriren braucht, um guter Resultate und eines guten Ganges bei der Fabrikation gewiß zu seyn. Dagegen kommt aber zu erwägen, daß die thierische Kohle theuer ist, daß ihr Preis sogar noch täglich steigt, und daß die erforderlichen Quantitäten außerordentlich groß werden können. So sah ich z.B. gleiche Gewichtstheile Kohle anwenden, und dennoch war diese Quantität noch nicht genügend; es erwuchs hienach in einem Jahre für 500,000 Pfd. fabricirten Rübenzukers eine Ausgabe von 60,000 Fr., und diese Quantität hätte vielleicht sogar noch verdoppelt werden müssen, um stets schöne Zuker zu erzielen.

Unter so bewandten Umständen war man natürlich frühzeitig darauf bedacht, den überschüssigen Kalk, den der geläuterte Saft allenfalls enthalten könnte, durch ein anderes Mittel zu entfernen zu suchen. Man ermittelte auch wirklich, daß sich der mit dem Kalke in Verbindung getretene Zukerstoff wieder durch eine Säure abscheiden läßt, und dann wieder in seinem natürlichen Zustande erscheint. Mehrere Fabrikanten wendeten demnach zur Fällung des überschüssigen Kalkes Alaunauflösung oder mit Wasser verdünnte Schwefelsäure an, und sezten die eine oder die andere dieser beiden Flüssigkeiten dem im Eindampfen oder Versieden begriffenen Syrupe zu, sobald derselbe durch Aufhören des Siedens Zeichen von überschüssigem Kalke beurkundete. Allein auch dieses Verfahren hatte seine |419| Nachtheile: denn die Zuker, bei deren Erzeugung dasselbe befolgt worden, waren roth, und durch einen Geruch nach Gerstenzuker oder Caramel leicht zu erkennen: auch eigneten sie sich nicht zur Fabrikation von Candiszuker.

Einige gewandte Chemiker schlugen in einer vor der Akademie in Lille vorgetragenen Abhandlung vor, den überschüssigen Kalk mit Kohlensäure zu fällen, obschon sie die Schwierigkeiten, die dieses sehr rationelle Verfahren bei der Ausführung darbieten müßte, nicht verhehlten. Ich selbst dachte gleichfalls an die Anwendung dieses Mittels, und traf auch wirklich an meinen Apparaten zum Versieden im luftleeren Raume die hiezu erforderlichen Einrichtungen; allein bei genauerer Prüfung fand ich, daß diese Methode nicht nur lästig, sondern auch unnüz ist. Ich fand, daß der Runkelrübenzuker, um gehörig zu sieden ohne sich roth zu färben, einen Ueberschuß an Alkali enthalten müsse; daß, wenn dieser Ueberschuß nicht groß genug ist, die Zuker roth werden; und daß, wenn die Alkalien in zu großem Ueberschusse vorhanden sind, die Syrupe sich fett sieden und gelbe, feinkörnige Zuker geben. Ich fand diese Resultate durch mehrfache Versuche bewährt, und eine Erscheinung, welche meinen Versuchen fremd war, kam denselben noch zu Hülfe.

Der mit heißer Luft arbeitende Apparat des Hrn. Chevalier Brame erzeugt nämlich zufällig öfter eine vollkommene Sättigung des in dem geläuterten Safte enthaltenen Alkali, indem die Kohlensäure, welche in den großen Quantitäten Luft, die dieser Apparat durch den Saft treibt, enthalten ist, hinreicht, um allen Kalk zu fällen. Aus diesem Grunde erhält man, wie man sich im vorigen Jahre überzeugen konnte, bei Anwendung dieser Vorrichtung auch häufig rothe, nach Caramel riechende Zuker. Der Nachtheil hiebei besteht nicht nur darin, daß die Zuker dieser Art einen geringeren Werth haben, sondern die von ihnen herrührenden Syrupe sind auch mager, und sehr schwer zu behandeln, so daß die ersten Producte zwar reich und grobkörnig, die nachfolgenden aber sehr schlecht werden.

Es schien mir demnach, daß die Gegenwart einer bestimmten Quantität Alkali im Syrupe den Zuker vor jener Art von Veränderung, in Folge deren er sich dem Gerstenzuker oder Caramel annähert, bewahrt. Eine andere nicht zu umgehende Bemerkung ist aber auch noch, daß Zuker, die sich wegen Mangel an Alkali in der Hize roth färbten, in der Folge mit thierischer Kohle nur sehr schwer und manchmal gar nicht mehr entfärben lassen.

Nachdem solcher Maßen hergestellt war, daß die Runkelrübensyrupe, wenn das Versieden gut von Statten gehen und gute Resultate geben soll, einen bestimmten Grad von Alkalität besizen |420| müssen, war nur mehr ein Verfahren auszumitteln, welches bei gehöriger Genauigkeit so einfach wäre, daß es von allen Fabrikanten befolgt werden könnte, und nach welchen man die Syrupe fortwährend in diesem günstigen Zustande zu erhalten im Stände wäre. Ein solches Verfahren nun erlaube ich mir anzugeben.

Man verschafft sich 1) einen Alkalimeter, welcher zu diesem Zweke eingerichtet ist, und der aus einer in 100 Theile getheilten Röhre besteht; 2) eine alkalimetrische Flüssigkeit, die man sich bereitet, indem man einen Gewichtstheil käuflicher concentrirter Schwefelsäure mit 100 Theilen reinen Wassers verdünnt; 3) ein mensurirtes Gefäß, womit man die Dosis des Syrupes nehmen kann; 4) ein größeres Gefäß, worin man Versuche anstellt; 5) blaues Reagentienpapier, welches durch eine Säure sehr schwach geröthet worden.

Wenn nun diese Gegenstände vorbereitet, wartet man, bis die Eindikung einer Läuterung so weit gediehen ist, daß der Saft an der Syrupwaage 10° andeutet; worauf man das mensurirte Gefäß bis zur Marke füllt, und diese Quantität Syrup in das zum Versuche dienende Gefäß gießt. Wenn man dann andererseits die Röhre bis auf 0 mit alkalimetrischer Flüssigkeit gefüllt, so sezt man dem Syrupe nach und nach und unter beständigem Umrühren mit einem Glasstabe Säure zu, wobei man von Zeit zu Zeit versucht, ob die blaue Farbe des gerötheten Lakmußpapieres noch hergestellt wird. Im Augenblike, wo dieß nicht mehr der Fall ist, sezt man weiter keine Säure mehr zu; sondern man betrachtet nunmehr den Alkalimeter und notirt sich den Grad oder die Quantität der verbrauchten Säure. Nach diesem Versuche beobachtet man dann das Verhalten des Syrupes beim Versieden, wobei man finden wird, daß sich der Syrup im Allgemeinen gut versiedet, wenn er am Alkalimeter 50° andeutete.

Jeder Fabrikant soll übrigens um zu ermitteln, bei welchem alkalimetrischen Grade sich seine Syrupe am besten verhalten, mehrere Versuche anstellen: was um so leichter möglich ist, als diese Versuche, wenn sie auch in der Beschreibung etwas langwierig und kleinlich lauten, in der Praxis doch so schnell gemacht sind, daß ein Versuch nicht mehr dann 5 Minuten Zeit erfordert, und daß selbst ein junger Arbeiter in wenigen Tagen vollkommen damit umzugehen lernt.

Wenn der Fabrikant nun jenen alkalimetrischen Grad, bei welchem sich seine Syrupe gut versieden, ermittelt, so bereitet er sich in steinernen Krügen eine verdünnte Schwefelsäure, indem er auf einen Liter käuflicher Schwefelsäure 20 Liter Wasser zusezt. Dann schreitet er zur Läuterung, zu der er so viel Kalk nimmt, als nöthig |421| ist, und bei der er selbst noch einen leichten Ueberschuß an Kalk anwenden kann. Beim Eindiken, und wenn der Syrup an der Syrupwaage 10° andeutet, schreitet er dann zu dem angegebenen Versuche. Zeigt der Syrup hiebei einen höheren Grad am Alkalimeter, als er ihn früher zum Behufe eines guten Versiedens gefunden, so sezt er beim Eindiken Literweise von der verdünnten Schwefelsäure zu, und zwar so lange bis der Syrup auf den gehörigen alkalimetrischen Grad zurükgeführt worden ist.

Der Fabrikant weiß demnach hienach, daß wenn er bei der Läuterung diese oder jene Quantität Kalk zugesezt, er später eine entsprechende Anzahl von Litern an Säure beifügen muß; ja er wird nach einigen Versuchen wissen, welche Quantität Säure ein bestimmtes Gewicht Kalk sättigt, und dabei finden, daß ein Liter verdünnter Säure beiläufig einem Viertelpfunde Kalk entspricht; so daß er, wenn er allenfalls gezwungen ist zur Läuterung eine größere Menge Kalkes anzuwenden, schon im Voraus weiß, um wie viel Liter Säure dann mehr erforderlich seyn werden, um dem Syrupe den gehörigen Grad von Alkalinität zu geben. Obschon der Fabrikant hienach im Voraus im Stande ist, die Zahl der zuzusezenden Liter Säure je nach der geschehenen Vermehrung oder Verminderung des Kalkzusazes zu bestimmen, so soll er es doch nie versäumen nach jeder Abänderung des Verhältnisses des zugesezten Kalkes einen neuen alkalimetrischen Versuch anzustellen, und zwar aus Gründen, welche sogleich erhellen werden.

Ich gebe hier nämlich keineswegs einen bestimmten alkalimetrischen Grad als den beim Versieden vortheilhaftesten an; und eben so wenig bestimme ich auf eine positive Weise, welche Quantität Säure man auf ein bestimmtes Gewicht Kalk anzuwenden habe, denn dieß wechselt: 1) je nach der Natur der Rüben, je nach der Jahreszeit, je nach der Dauer der Aufbewahrung etc.; 2) aber auch je nach der Beschaffenheit des angewendeten Kalkes. Aus denselben Gründen sollten die alkalimetrischen Versuche auch regelmäßig angestellt werden.

Ich gebe keine bestimmten Normalverhältnisse an, sondern ich zeige dem Fabrikanten nur, wie er jedes Mal das beste Verhältniß ermitteln kann, wie sich dieses Verhältniß während des Ganges der Fabrikation beibehalten läßt, und wie man folglich immer die möglich besten Resultate zu erzielen im Stande ist. Ich erlaube mir als Beispiel für die Wichtigkeit der von mir vorgeschlagenen Methode nur folgende Thatsache, die sich gegen die Mitte der vorigen Campagne ereignete, anzuführen.

Ich hatte, nachdem ich meine Versuche bei Hrn. Casteleyn |422| angestellt, Gelegenheit einen anderen sehr gewandten Fabrikanten zu besuchen, und erkannte gleich beim Eintritte in die Fabrik an dem in derselben verbreiteten Geruch, daß der Syrup nicht bei gehöriger Alkalität versotten wird. Der Fabrikant sagte mir auch, daß er nur sehr geröthete Zuker erhalte, die er nicht zu entfärben im Stande sey. Bei der Untersuchung der Läuterung fand ich, daß man ein Pfund Kalk auf einen Hektoliter Saft anwendete; daß die Läuterungen dem Anscheine nach sehr schön waren, daß sich der Saft aber beim Eindiken färbte, so daß die Syrupe blutroth wurden. Ich rieth den Kalkzusaz zu erhöhen; man stieg auch wirklich allmählich auf 3 Pfd. Kalk per Hektoliter Saft, und von diesem Augenblike an färbte sich der Saft nicht mehr; die Syrupe und die Zuker wurden wieder gelb: jedoch mußte man, um zu verhüten, daß sie sich nicht fett (gras) sotten, Säure anwenden. Derselbe Rath, den ich noch mehreren anderen Fabrikanten ertheilte, gab eben so vortheilhafte Resultate; auch bin ich überzeugt, daß wenn man bei der lezten Campagne mein Verfahren besser gekannt hätte, viele Fabrikanten namhafte Verluste vermieden und weit schönere Zuker erzielt haben würden.

Ich weiß sehr wohl, daß die mit Säure behandelten Zuker, welche man sowohl an der Farbe, als am Geruche erkennt, in Mißcredit gerathen sind, und will demnach in dieser Hinsicht in einige Erläuterungen eingehen. Es ist den zahlreichen Fabrikanten, welche den überschüssigen Kalk mit Schwefelsäure zu sättigen versuchten, beinahe jedes Mal begegnet, daß ihre Zuker roth wurden; der Grund davon ist folgender. Man sezte die Säure oft nur auf Gerathewohl zu; allein selbst die sorgfältigsten Fabrikanten, welche die Säure nur nach und nach beifügten, und nach jedem Zusaze das Reagentienpapier anwandten, um allen Ueberschuß an Säure zu vermeiden, waren ihrer Sache nicht ganz gewiß. Denn der Zuker wird nicht nur dann roth, wenn der Syrup sauer wird; sondern dieß erfolgt sogar schon dann, wann lezterer nicht mehr hinreichend alkalisch ist. Das Reagentienpapier ist daher kein guter Maaßstab für die Quantität der Säure, die sich ohne Nachtheil zusezen läßt; denn die Quantität der Säure kann bereits viel zu groß seyn, wenn auch der Syrup die Farbe des gerötheten Lakmußpapieres noch herstellt, so daß also nur der Alkalimeter einen sicheren Maaßstab für die zuzusezende Säure abgibt.

Eine Bemerkung, welche jene Fabrikanten, die sich früher der Säure zu ihren Läuterungen bedienten, überraschen dürfte, ist die, daß man dieses Verfahren wieder aufnehmen und mit Vortheil anwenden kann; wenn man sich nicht darauf beschränkt die angewendete Säure zu sättigen, |423| sondern wenn man mittelst des alkalimetrischen Versuches auch noch so viel Kalk zusezt, als zu einem guten Versieden und zur Erzielung eines guten Zukers erforderlich ist. Es bleibt übrigens in dieser Hinsicht noch eine Frage, welche ich bisher noch nicht zu lösen im Stande war: nämlich die, ob alles in den Syrupen enthaltene überschüssige Alkali auch wirklich Kalk ist? Der Runkelrübensaft enthält nämlich Kali und sogar Ammoniak, welche Alkalien nach der Läuterung, und selbst nach dem Zusaze einer bestimmten Quantität Säure frei in der Flüssigkeit bleiben müssen, indem sich die Säure vorzugsweise mit dem Kalke verbindet, und in dieser Verbindung während der Eindikung zu Boden fällt. Es wäre demnach auch möglich, daß die überschüssige Alkalität, die dem Versieden nachtheilig ist, zum Theil dem Kali zuzuschreiben wäre. Mögen andere diese Frage lösen, wenn sie auch auf die Anwendung des von mir empfohlenen Verfahrens ohne Einfluß ist.

Ich schließe meine Abhandlung mit einer allgemeinen Betrachtung über den Geist, der die Fabrikanten nur zu oft bei ihrem Geschäfte beseelt. Die meisten Fabrikanten glauben eines sicheren Gelingens gewiß zu seyn, wenn sie genau eben so verfahren, wie in anderen Fabriken, welche gut gehen, gearbeitet wird; und dennoch schlägt dasselbe Verfahren an dem einen Orte fehl, während es an einem anderen die vortrefflichsten Resultate gibt. Andere Fabrikanten, welche mehr Selbstvertrauen besizen, und eingeweihter sind, bilden sich selbst eigene Methoden aus, die sie als die vorzüglichsten betrachten, ohne sich gehörig darüber zu unterrichten, ob man anderwärts nicht nach einer besseren Methode verfährt; andere befolgen immer eine und dieselbe Methode, obschon sie in dem einen Jahre gelingen, in dem anderen hingegen gänzlich mißlingen kann; beinahe Niemand denkt hingegen an methodische Versuche, die ihn über die Leitung der Operationen im Großen belehren könnten; ja man kann sogar sagen, daß man beinahe überall auf einen Widerwillen gegen alle Laboratoriumsversuche, welche Geduld und Genauigkeit erfordern, stößt. Ich meines Theils nehme keinen Anstand zu behaupten, daß die beste Methode zu sicheren günstigen Resultaten zu gelangen darin besteht, die Arbeit, welche im Großen vorgenommen werden soll, auf genaue und methodische Versuche zu stüzen.

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