Titel: Penot, über das Troknen der Baumwollenzeuge in geheizten Troknenstuben.
Autor: Penot, Achille
Fundstelle: 1839, Band 74, Nr. XXIV. (S. 107–125)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj074/ar074024

XXIV. Ueber das Troknen der Baumwollenzeuge in geheizten Troknenstuben; von Hrn. Achille Penot.

Aus dem Bulletin de la Société industrielle de Mulhausen, No. 60, S. 507.

Mit Abbildungen auf Tab. II.

Die HHrn. Scheurer und Heinrich Schlumberger erwähnen in ihrem sehr interessanten Berichte Wer die Kattundrukereien Englands26) |108| eines besondern Verfahrens die Baumwollenzeuge zu troknen, worüber sie Folgendes sagen:

„Wir sahen in der Fabrik des Hrn. Walter Crum bei Glasgow eine Troknenmethode, wobei man an Zeit und Brennmaterial ersparen muß. Die Troknenstube unterscheidet sich von den unserigen nur dadurch, daß man weder der heißen Luft noch dem Dampfe irgend einen Austritt gestattet, sondern sie während des Troknens luftdicht geschlossen hält. Auf diese Art troknet man in drei Stunden die 200 Stüke nasser (ausgepreßter) Baumwollenzeuge, welche die Troknenstube faßt, während dazu fünf Stunden Zeit nöthig wären, wenn man der Wärme einen Austritt gestatten würde, wie es gewöhnlich der Fall ist, so daß man also zwei Fünftel an Zeit und Brennmaterial erspart.“

„Dieser Fabrikant ging dabei von dem Grundsaz aus, daß wenn man den heißen Luftstrom, welchen wir in unseren Troknenrechen herstellen und welcher uns sehr beträchtlichen Verlust an heißer, nicht mit Wasserdampf gesättigter Luft verursacht, durch eine höhere Temperatur ersezt, die Zeuge eben so vollständig, in kürzerer Zeit und mit geringerem Aufwand an Wärme troknen müssen.“

Diese Mittheilung schien mir für alle Kattundrukereien, Bleichanstalten etc. sehr wichtig zu seyn, und das angegebene Resultat steht auch mit der Theorie ganz im Einklang; denn wenn die Temperatur eines geschlossenen Raumes zunimmt, kann dieser Raum bekanntlich eine Menge Dampf aufnehmen, welche nicht dieser Zunahme entsprechend, sondern viel größer ist. Angenommen z.B. 100 Kubikmeter Luft, worin der Hygrometer 70 Grade anzeigt, hätten eine Temperatur von 10° C.; mittelst der in unsern Lehrbüchern der Physik enthaltenen Tabellen findet man leicht, daß diese Luft 4,58 Gramme Wasserdampf im Kubikmeter enthält, oder 458 Gramme in 100 Kubikmeter. Steigert man die Temperatur dieser Luft auf 30° C., vorausgesezt, daß eine hinreichende Menge Wasser vorhanden ist, um sie mit Dampf zu sättigen, so wird die Luft davon alsdann 2940 Gramme enthalten, so daß man wirklich 2482 Gramme Wasser verdampft haben wird.

Wir wollen nun annehmen, man habe diese Luft auf 60° C. erhizt und sie habe sich gleichfalls mit Dampf gesättigt; die in den Lehrbüchern der Physik enthaltenen Tabellen über den Wassergehalt der feuchten Luft gehen gewöhnlich nur bis auf 40° C.; man kann aber bekanntlich leicht das Gewicht des Wasserdampfs in der mit Feuchtigkeit gesättigten Luft für jeden Grab Celsius durch folgende Formel finden:

|109|
Textabbildung Bd. 74, S. 109

worin M die gesuchte Dampfmenge per Kubikmeter, in Grammen ausgedrükt, bezeichnet; P die Tension des Dampfes in Millimetern, welche der Temperatur t des Versuches entspricht. Man hat in diesem besonderen Falle also t = 60; P = 144,66; woraus sich ergibt

M = 126,12 Gramme.

In 100 Kubikmeter Luft sind also 12612 Gramme Dampf, folglich hätte man im zweiten Falle 12154 Gramme Wasser verdampft.

Wir wollen nun untersuchen, wie viel Wärme in jedem dieser Fälle erforderlich gewesen wäre, um die verlangte Wirkung hervorzubringen; denn nur dann stellt es sich heraus, ob ein Vortheil dabei ist, in einer heißeren Luft zu verdampfen.

Erster Fall. Um 2482 Gramme oder 2 Kil., 482 Wasser in Dampf zu verwandeln, braucht man 2,482 × 650 = 1613,3 Wärme-Einheiten.27) Da andererseits 100 Kubikmeter Luft von 10° C.

Textabbildung Bd. 74, S. 109

wiegen und 0,27 spec. Wärme haben, so erfordern sie, um von 10° C. auf 30° überzugehen 125,3 × 0,27 × 30 = 676,62 Wärme-Einheiten. Addirt man die angewandten Wärme-Einheiten, so findet man:

um 2 K., 482 Wasser zu verdampfen 1613,3
um 100 Kubikmeter Luft von 10° auf 30° C. zu erhizen 676,62
–––––––
2289,92

oder nahe 2290 Wärme-Einheiten, deren Nuzeffect 2482 Gramme verdunstetes Wasser war.

Zweiter Fall. Wendet man dieselbe Berechnung auf das zweite Beispiel an, so findet man, daß zum Verdampfen von 12154 Grammen oder 12 K., 154 Wasser 12,154 × 650 = 7900,1 Wärme-Einheiten nöthig sind. 100 K. M. Luft nehmen, wenn sie von 10° auf 60° C. übergehen, 125,3 × 0,27 × 50 = 1691,55 Einheiten auf. Addirt man die angewandten Wärme-Einheiten, so findet man:

zum Verdampfen von 12 K., 154 Wasser 7900,1
um 100 Kubikm. Luft von 10 auf 60° zu bringen 1691,55
–––––––
9591,65
|110|

oder nahe 9592 Wärme-Einheiten, deren Nuzeffect 12154 Gramme verdunstetes Wasser war.

Wenn die Menge des verdampften Wassers nur der angewandten Wärme proportional wäre, so hätte man in dem zweiten Falle (da 2290 : 2482 = 9592 : x) 10431 Gramme gefunden; statt dessen fanden wir 12154, also über 17 Proc. mehr.

Das praktische Resultat muß nothwendig noch vortheilhafter seyn, denn bei der Berechnung ist vorausgesezt, daß niemals Wärme verloren geht und dieß ist offenbar weit eher in einer luftdichten Troknenstube, als in einer offenen der Fall, durch welche beständig ein Luftstrom streicht.

Wenn daher Hr. Walter Crum behauptet, nach seiner Methode 40 Procent Brennmaterial zu ersparen, so scheint dieses gar nicht übertrieben, was auch durch das Nachfolgende bestätigt wird.

Um mich von der Richtigkeit dieses Resultates auch durch die Praxis zu überzeugen, benuzte ich eine Troknenstube der HHrn. Schlumberger-Köchlin und Comp., welche aus starken Mauern aufgeführt ist und einen Kubikinhalt von 2983 Meter hat, so daß wenigstens 2800 Kubikmeter leerer Raum bleiben, nach Abzug desjenigen für die zwei Oefen, die Röhren, Baumwollzeuge, Latten etc. Die Gesammthöhe der Troknenstube ist 9,6 Meter. Zwei Reihen horizontaler Latten, welche sich von einem Ende der Troknenstube bis zum anderen in der Richtung der Breite erstreken, theilen sie in drei ungleiche Abtheilungen, wovon die mittlere die größte ist. In lezterer werden die Zeuge aufgehängt, indem sie über die oberen Latten gehen. In der Deke sind drei Zuglöcher, jedes von 1,6 Quadratmeter Fläche angebracht.

Der erste Versuch wurde den 29. September 1838 Nachmittags angestellt. Es mußten für Türkischroth vorbereitete geöhlte Zeuge getroknet werden, welche 1050 Kil. Wasser zurükhielten, wie sich beim Abwägen derselben ergab. Die Barometerhöhe war im Freien 0,730 M. Vor dem Versuch war ein wenig Regen gefallen, der Himmel fing aber an sich aufzuhellen und blieb während des ganzen Nachmittags klar. Der Wind war schwach und blies von Süden. Der Thermometer zeigte 22° C. und der Hygrometer 72°. Die äußere Luft enthielt also 9,52 Gramme Dampf per Kubikmeter.

In der obern Abtheilung zeigte der Thermometer 23° und der Hygrometer 75° (dort ließ ich sie immer, weil ich am leichtesten hingelangen konnte). Diese beiden Instrumente waren frei in der Mitte des Troknenrechens aufgehängt und von jedem Körper entfernt, welcher auf ihren Gang hätte Einfluß haben können. Das Feuer wurde um 1 Uhr angezündet und ich ging jedesmal nach Verlauf einer halben |111| Stunde in die Troknenstube, um den Gang der beiden Instrumente zu notiren. Nur bei den zwei lezten Beobachtungen betrug der Zeitunterschied eine Viertelstunde. Beim Beginn des Versuches wurden die Zuglöcher, Thüren und Fenster geschlossen und erst nach Beendigung desselben wieder geöffnet.

Nummer
der
Beobachtung.

Stunde.
Grade
des
Thermometers.
Grade
des
Hygrometers.
Gramme
Dampf im Kubikmeter.
1 1 23 75 10,86
2 1 1/2 25 79 13,44
3 2 35 71 18,48
4 2 1/2 42 64 21,90
5 3 49 54 23,57
6 3 1/2 53 50 25,52
7 4 56 47 26,97
8 4 1/2 57 45 26,61
9 5 58 41 24,74
10 5 1/2 60 33 20,84
11 5 3/4 60 30 18,64

Fünf Minuten später ließ ich das Feuer auslöschen und die Zuglöcher und Thüren öffnen; dann stellte ich von 10 zu 10 Minuten Beobachtungen an, wobei ich folgende Resultate erhielt.

Nummer
der
Beobachtung.

Stunde.
Grade
des
Thermometers.
Grade
des
Hygrometers.
Gramme
Dampf im Kubikmeter.
1 6 52 19 7,85
2 6 10' 49 17 6,05
3 6 20' 47 16 5,16
4 6 30' 45 18 5,31

Zehn Minuten nach dem Auslöschen des Feuers enthielt die Luft der Troknenstube also wirklich weniger Wasserdampf im Kubikmeter als die äußere; aus dem Grunde, weil die in den Troknenrechen eindringende Luft sich darin ausdehnte, ohne den Stüken, welche vollkommen troken waren, Feuchtigkeit zu entziehen.

Man sieht aus der ersten Tabelle, daß die Feuchtigkeit in der Troknenstube um 4 1/2 Uhr abzunehmen anfing, so daß ich also um diese Zeit hätte zu feuern aufhören können, während ich erst um 5 3/4 Uhr das Feuer auslöschte. Ich hätte dadurch 5/17 des angewandten Brennmaterials erspart. Der Arbeiter, welchen ich damals in die Troknenstube schikte, fand in der That, daß alle in der Mitte hängenden |112| Stüke troken waren, während die längs der Mauern befindlichen es mehr als zur Hälfte waren. Es ist wohl kein Zweifel, daß leztere ihre Feuchtigkeit durch den Strom heißer Luft doch noch vollends verloren hätten, wenn man alsdann die Zuglöcher geöffnet hätte. Dieß beweist auch ein Versuch, den ich sogleich anführen werde.

Obgleich die Zeuge nicht vollkommen troken waren, so fing doch das Gewicht des in jedem Kubikmeter enthaltenen Wasserdampfs um 4 1/2 Uhr abzunehmen an. Dieß wäre nicht geschehen, wenn die Troknenstube wirklich ganz luftdicht geschlossen gewesen wäre, denn dann hätte die Quantität des in einem Kubikmeter enthaltenen Dampfes zunehmen müssen, bis die Zeuge alle Feuchtigkeit verloren hätten. Da aber noch einige Oeffnungen in der Troknenstube vorhanden waren, so entstand ein Strom, welcher äußere Luft hineinzog, die kälter und trokener war, und welche die aus der Stube entweichende ersezte. Dieser Umstand hatte nothwendig auf den Feuchtigkeitsgrad im Innern und auf den Gang der Instrumente Einfluß.

Als man das Feuer gelöscht und die Zuglöcher geöffnet hatte, war die Feuchtigkeit in der Troknenstube nach Verlauf von zehn Minuten unter derjenigen der äußeren Luft, wenn man auch nur die in einem Kubikmeter enthaltene absolute Dampfmenge berüksichtigt. Man konnte auch alsdann in den Rechen gehen, ohne mit Thau beschlagen zu werden, was bei der gewöhnlichen Troknenmethode nicht der Fall ist; dieß war natürlich um so mehr der Fall, wenn man vor diesem Augenblik in den geschlossenen Rechen trat. Aus der zweiten Tabelle ersieht man, daß diese Feuchtigkeit bis 6 Uhr 20 Min. immer abnahm. Um 6 1/2 Uhr fing sie durch die große Menge der eingedrungenen äußeren Luft an zuzunehmen. Von nun an schien es mir nicht mehr interessant die Operation zu verfolgen, und ich glaube, daß sich das Gleichgewicht zwischen der äußeren und inneren Luft bald hergestellt haben wird.

Bei Versuchen mit Saussure's Hygrometer fand ich bald, daß man in den gewöhnlichen Gränzen der Lufttemperaturen den Einfluß der Wärme auf das Instrument vernachlässigen kann, weil ein Unterschied von 30 Thermometergraden nur 3/4 eines Hygrometergrades ausmacht. Diese Gränzen wurden zwar bei dem vorhergehenden Versuche überschritten; bei der geringen Wirkung der Temperatur auf den Gang des Instruments kann man aber doch die erhaltenen Resultate als der Wahrheit hinreichend nahe betrachten, und in keinem Falle kann der mögliche Fehler auf das praktische Resultat den mindesten Einfluß haben.

|113|

Man brauchte bei dem angeführten Versuch 625 Kilogr. Steinkohlen, um 1050 Kilogr. Wasser zu verdampfen. 1 Kilogr. Steinkohlen hat also 1,68 Kil. Wasser verdampft.

Wie ich schon bemerkte, hätte ich das Feuer viel früher auslöschen können, weßhalb ich auch den Versuch mit der Abänderung wiederholte, daß ich nur die Zeit verstreichen ließ, welche mir zum Troknen der Stüke erforderlich schien. Dieser zweite Versuch wurde den 3. Oktober 1838 angestellt; es mußten dabei 1250 Kil. Wasser, die in 415 geöhlten Stüken enthalten waren, verdampft werden. Der Himmel war ohne Wolken; der Wind blies von Norden und war sehr schwach. Außerhalb der Troknenstube stand der Barometer auf 0,756 Met.; der Thermometer auf 17° C. und der Hygrometer auf 66°; die äußere Luft enthielt also 5,70 Gramme Wasserdampf im Kubikmeter. In der Troknenstube zeigte der Thermometer 23° und der Hygrometer 75°; die Luft in derselben enthielt also 10,86 Gr. Wasserdampf im Kubikmeter, nachdem nämlich die Stüke einige Augenblike darin aufgehängt waren. Das Feuer wurde um 1 1/2. Uhr angezündet. Folgende Tabelle zeigt die Beobachtungen von einer halben Stunde zur anderen.

Nummer
der
Beobachtung.

Stunde.
Grade
des
Thermometers.
Grade
des
Hygrometers.
Gramme
Dampf im Kubikmeter.
1 1 1/2 23 75 10,86
2 2 25 75 12,10
3 2 1/2 37 66 17,97
4 3 47 52 20,33
5 3 1/2 53 44 21,54
6 4 58 39 23,25
7 4 1/2 64 32 23,95

Ich ließ alsdann das Feuer auslöschen und das Register jedes der zwei Kamine schließen. Eine Viertelstunde darauf zeigte der Thermometer 67° und der Hygrometer 26°; es waren also nur 21,51 Gr. Dampf im Kubikmeter. Nun ließ ich die Zuglöcher öffnen und beobachtete von zehn zu zehn Minuten, wobei ich folgende Resultate erhielt:

|114|
Nummer
der
Beobachtung.

Stunde.
Grade
des
Thermometers.
Grade
des
Hygrometers.
Gramme
Dampf im Kubikmeter.
1 4 55' 57 30 16,30
2 5 5' 50 20 7,54
3 5 15' 48 13 4,35
4 5 25' 46 15 4,59

Wenn man von der Quantität Wasserdampf, welche in der Troknenstube bei jeder Beobachtung enthalten war, diejenige abzieht, welche die äußere Luft in demselben Augenblik enthielt, so ergibt sich im Kubikmeter folgendes Gewicht:

Nummer
der Beobachtung.
Erster Versuch. Zweiter Versuch.
1 1,34 Gramme. 5,16 Gramme.
2 3,92 – 6,40 –
3 8,96 – 12,27 –
4 12,38 – 14,63 –
5 14,05 – 15,84 –
6 16,00 – 17,55 –
7 17,45 – 18,25 –
8 17,09 – 15,81 –
9 15,22 –
10 11,32 –
11 9,12 –

Im günstigsten Augenblik (bei der siebenten Beobachtung im zweiten Versuch) hatten also die Stüke an jeden Kubikmeter Luft nur 18,26 Gramme Wasser abgegeben. Freilich war diese Luft bei weitem nicht gesättigt, denn der Hygrometer zeigte darin nur 32°, so daß sie also nur ungefähr 16 Proc. von der zu ihrer Sättigung erforderlichen Feuchtigkeit enthielt. Ich muß hier bemerken, daß durch die Troknenstube, obgleich sie besser geschlossen war, als das erste Mal, doch noch ein Luftstrom drang, was sich bei ihrer Einrichtung nicht verhindern ließ.

Ohne diesen Umstand hätte man die Temperatur der Troknenstube auf 67° C. erhalten können und die Luft hätte nach und nach eine größere Menge Dampf aufgenommen.

Ich will nun untersuchen, welche Dimensionen die Troknenstube haben müßte, damit die Stüke in diesem Falle darin vollkommen troknen können. Der leere Raum darin beträgt (nach dem Aufhängen der Stüke) 2800 Kubikmeter, und es handelte sich darum, |115| 1250 Kil. Wasser zu verdampfen; jeder Kubikmeter hätte also 446,83 Gramme Wasser aufnehmen müssen. Nun enthält gesättigte Luft von 67° C. nur 170,86 Gr. Wasser, und da die äußere Luft schon 5,70 Gr. enthielt, so hätte also jeder Kubikmeter Luft nur 165,16 Gr. Dampf aufnehmen können, den Raum als gesättigt angenommen. Dividirt man nun die 1250000 Gramme des zu verdampfenden Wassers durch 165,16 Gr., welche jeder Kubikmeter aufnehmen kann, so findet man 7568,4 Kubikm., während die Troknenstube deren nur 2800 enthält. 7568,4/2800 ist aber = 2,7.

Dieses ist die Zahl, womit man die wirklichen Dimensionen der Troknenstube multipliciren müßte, und da es wohl nicht leicht seyn dürfte, die innere Luft vollkommen mit Feuchtigkeit zu sättigen, so wird man gut thun, mit der runden Zahl 3 zu multipliciren, wenigstens wenn man es nicht vorzieht, auf Einmal nur den dritten Theil des in den Zeugen enthaltenen Wassers zu verdampfen, wozu man also (bei dem zweiten Versuche) die 415 Stüke in drei Operationen hätte austroknen müssen. In diesem Falle müßte man die trokenen Zeuge sogleich durch andere ersezen, um die in der Troknenstube zurükgebliebene Wärme zu benuzen. Wollte man hingegen ihre Dimensionen verhältnißmäßig vergrößern, so dürfte dieses nicht in der Richtung ihrer Höhe geschehen, welche 9,6 Met. beträgt, und die ich schon für zu bedeutend halte, sondern man müßte nur ihre Länge und Breite abändern. Es ist in diesem Falle leicht zu bestimmen, mit welchem Factor man jede dieser zwei Dimensionen multipliciren müßte; da nämlich die Höhe dieselbe bleiben soll, so muß die Oberfläche der Basis dreimal so groß werden, was geschieht, wenn man jede dieser zwei Dimensionen mit √3 oder 1,73 multiplicirt. Die Länge und Breite dieser Troknenstube, welche jezt 27,77 Meter und 11,7 M. betragen, würden dann 48,04 M. und 20,24 M.

Ich halte es für sehr wichtig, daß man die Höhe der Troknenstube nicht vergrößert, denn als ich mehrmals die Temperatur in jeder ihrer drei Abtheilungen zu derselben Zeit bestimmte, fand ich, daß sie bisweilen um 6 bis 8° C. differirten, und daß sich die größte Wärme gegen die Deke ansammelt, also gerade dort, wo keine Zeuge waren, und wo sie doch am vortheilhaftesten angebracht gewesen wären. Dieß stimmt auch mit den in England gemachten Beobachtungen überein. „In England, sagen die HHrn. Scheurer und Heinrich Schlumberger, macht man gewöhnlich die Troknenstuben sehr niedrig, wenig breit, hingegen lang, so daß man bei ihrem Bau nur ein sehr schwaches Zimmerwerk braucht, das viel weniger kostet, als bei unseren großen Troknenstuben von 60–70 Fuß |116| Höhe. Um von der Höhe nichts zu verlieren, hängt man die Stüke unter den Latten auf. Der Arbeiter hält sich auf einer Art Wagen von der Breite der Troknenstube, welcher auf einer Schiene läuft und beliebig vor- und rükwärts geschoben werden kann.“

Verdreifacht man die Dimensionen der Troknenstube, so wird sie 8400 Kubikmeter enthalten und selbst noch mehr, weil nicht mehr Zeuge hineinkommen. Ich will die runde Zahl 8500 annehmen; nun geben 1250000 Gramme Dampf, auf 8500 Kubikm. vertheilt, für jeden 147,06 Gr. Addirt man zu dieser Zahl die 5,7 Gr. Dampf, welche schon in der äußeren Luft enthalten sind, so hat man 152,76 Gr.; dieß betrüge für die Temperatur von 67° C. 89,44 Proc. der Sättigung, so daß der Hygrometer auf 95° stiege: ein Punkt, der vielleicht erreicht werden könnte. Uebrigens ließe sich wahrscheinlich durch dieselbe Quantität Brennmaterial in einer luftdicht geschlossenen Troknenstube die Temperatur noch über 67° treiben.

Nun ist zu untersuchen, ob dieses Verfahren in einem geschlossenen Raum zu troknen, wirklich Vortheile gewährt hat; meine darüber angestellte Berechnung ist jedoch bloß als theoretisches Resultat zu betrachten, während das im Vorhergehenden Gesagte sich auf die Erfahrung gründete.

1250 Kilogr. Wasser erfordern zu ihrer Verdampfung 1250 × 650 = 812500 Wärme-Einheiten. Die Temperatur der Troknenstube war vor dem Anzünden des Feuers 23°, das Gewicht jedes Kubikmeters Luft also

Textabbildung Bd. 74, S. 116

Das Gesammtgewicht der 8500 Kubikm. Luft in der Troknenstube betrug folglich 8500 × 1,11 K. = 9435 Kilogr. Um diese von 23° auf 67° C. zu bringen, sind 9435 × 0,27 × 44 = 112087,8 Wärme-Einheiten erforderlich. Die ganze Summe der Wärme-Einheiten beträgt:

zum Verdampfen von 1250 K. Wasser 812500
um 8500 Kubikm. Luft von 25° auf 67° C. zu bringen 112087,8
––––––––
924587,8

Bei dem zweiten Versuch, den ich anstellte, blieb die erste dieser beiden Quantitäten, nämlich die zum Verdampfen der 1250 Kilogr. Wasser erforderliche Wärme dieselbe. Betrachtet man die Tabellen über diesen Versuch, so sieht man, daß im Mittel bei jeder Beobachtung 13,24 Gr. Wasser durch einen Kubikmeter Luft den Zeugen entzogen wurden; es mußten also 94410,88 Kubikm. Luft über die Zeuge streichen. Die mittlere Temperatur betrug während der zwölf angegebenen Beobachtungen 48°. Wollte ich die Beobachtungen berüksichtigen, |117| welche ich später hätte machen können, so wäre diese Durchschnittstemperatur noch höher; ich will mich aber an diese Zahl halten. Diese 94410,88 Kubikm. Luft wiegen 104796 Kilogr.; um sie von 23 auf 48° C. zu bringen, waren 104796 × 0,27 × 25 = 707373 Wärme-Einheiten nöthig. Im Ganzen wurden also Wärme-Einheiten aufgewendet:

zum Verdampfen von 1250 Kil. Wasser 812500
um 104796 Kil. Luft von 23 auf 48° zu bringen 707373
–––––––
1519873.
Nun haben wir aber gesehen, daß bei luftdicht
geschlossener Troknenstube nur nöthig sind

924588
–––––––
Unterschied 595285;

dieß macht eine Ersparniß von beinahe 40 Procent. Allerdings habe ich bei dieser Berechnung den durch die Vergrößerung der Troknenstube entstehenden Wärmeverlust, welcher den Vortheil auf 30 oder 25 Proc. vermindern dürfte, nicht in Anschlag gebracht. Der Praxis muß nun die definitive Entscheidung der Frage überlassen werden; nach meiner Ansicht kann sie nur zu Gunsten einer luftdicht geschlossenen Troknenstube ausfallen.

Ich halte es nicht für möglich, eine Troknenstube so zu schließen, daß weder Luft noch Dampf mehr entweichen können; aber wichtig ist es, daß man sich diesem Punkt möglichst nähert. Da der innere Druk beträchtlich wird, so muß die Luft allerdings durch die Spalten oder Rizen entweichen. Dieser Druk ist übrigens leicht zu berechnen. Während des zweiten Versuchs stand der äußere Barometer auf 0,756 M.; der Thermometer zeigte 17°, der Hygrometer 66°. Der Druk des Dampfes war also 6,16 Millimeter; was den der Luft ziemlich auf 0,75 M. reducirt. Bezeichnen wir das Volum der in der Troknenstube enthaltenen Luft von 17° Temperatur mit 1 und den Druk dieser Luft bei 67° mit P, so haben wir

Textabbildung Bd. 74, S. 117

Dazu muß man noch den Druk des Dampfs addiren, nämlich 0,200 M., welche die Spannung des gesättigten Dampfs bei 67° repräsentiren. (Wir haben angenommen, daß der Raum ganz oder beinahe gesättigt ist.) Der Gesammtdruk in der Stube wird also 1,082 M. seyn und den äußeren Druk um 0,326 M. oder nahe um eine halbe Atmosphäre überschreiten. Wenn man eine gewisse Menge Luft durch die Spalten verliert, so hat man um so weniger zu erhizen und dem Troknen schadet dieses nichts, weil sich der Dampf eben so gut im leeren Raum wie in der Luft bildet.

|118|

Leztere Betrachtung führt mich auf eine wichtige Bemerkung. Ich habe gesagt, daß wenn man in der Troknenstube der HHrn. Schlumberger-Köchlin bei luftdichtem Verschluß derselben 1250 K. Wasser Verdampfen will, ihre Dimensionen verdreifacht werden müssen. Man sieht nun, daß es wegen der Spalten (die sich durchaus nicht vermeiden lassen, und durch welche mit einem Theil der inneren Luft auch eine Portion des gebildeten Dampfs entweicht) nicht nöthig seyn wird, so große Troknenstuben zu errichten. Ich glaube im Gegentheil, daß man die Stube für eine gegebene Anzahl Stüke so klein als möglich wird bauen müssen; Bedingung ist aber immer, daß sie gut geschlossen ist und nur einige unvermeidliche Spalten hat, welche einen Theil der inneren Luft und des Dampfs in Folge des größeren Druks entweichen lassen, ohne daß dafür äußere Luft eintreten kann. Dieß scheint mir eine große Ersparniß an Brennmaterial bewirken zu müssen.

Im Vorhergehenden habe ich nur die Verdampfung des Wassers im Auge gehabt und das Gesagte bezieht sich auf das Troknen im Allgemeinen. Bei gewissen Operationen dieser Art sind aber auch noch andere Umstände zu berüksichtigen. Manchmal gibt es eine Gränze der Temperatur, welche man nicht überschreiten kann, ohne der zu troknenden Substanz zu schaden; dieß ist z.B. beim Troknen des Krapps, der Runkelrüben, Sazmehle etc. der Fall; bisweilen troknet man auch Gegenstände in dem Arbeitslocal selbst (Papier, Schlichtmaschinen etc.). Oefters ist auch eine gewisse Zeit einzuhalten, wie beim Troknen der für Türkischroth vorbereiteten Zeuge; bei diesen muß nämlich nicht nur das Wasser verdampft, sondern auch die fette Substanz durch ihre Vereinigung mit dem Sauerstoff der Luft verändert werden, wodurch sie neue Eigenschaften erhält. In solchen Fällen sind die verschiedenen Umstände zu berüksichtigen; ich glaube aber, daß immer eine Ersparniß erzielt wird, wenn man die Temperatur so hoch steigert, als es angeht, ohne der zu troknenden Waare zu schaden.

Um eine gewisse Temperatur in der Troknenstube herzustellen, welche nicht überschritten werden kann, und zwar ohne daß man dabei von der Aufsicht des Heizers abhängt, dürfte folgende Vorrichtung genügend befunden werden. A, B, C, D, E, Fig. 36, ist eine bei A luftdicht verschlossene und nur bei E offene eiserne Röhre. Sie ist zweimal gebogen, geht durch eine Mauer der Troknenstube und ist zum Theil mit Queksilber gefüllt. Ihr Theil A, B enthält Luft. Ein eisernes Gewicht p schwimmt auf dem Queksilber und steht mit einem Register R in Verbindung, welches den Zug im Schornstein zu reguliren hat. P ist ein Gegengewicht für das Register. In dem |119| Maaße, als die Luft sich in dem Theil B ausdehnt, drükt sie auf das Queksilber, welches dann in dem Schenkel D, E aufsteigt und dadurch das Register im Schornstein herabdrükt, so daß die Intensität des Feuers abnehmen muß. Wenn in Folge dieses Spiels die Temperatur in der Troknenstube etwas gefallen ist, muß sich das Register wieder in entgegengesezter Richtung bewegen, so daß man eine ziemlich constante Temperatur in der Troknenstube erzielt. Es handelt sich also bloß noch darum, die erforderlichen Dimensionen des Apparats auszumitteln. Es sey r der Halbmesser der Röhre A, B, C, D, E, deren Theil D, C zur Ersparung an Queksilber viel enger gemacht werden kann; h die (durch einen vorläufigen Versuch bestimmte) Höhe, um welche das Register im Schornstein hinabsinken und das Queksilber in der Röhre steigen muß; so bezeichnet π r² h die Volumzunahme des Queksilbers im Schenkel C, D. Um diese Größe wird sich also die Luft im Theil A, B ausdehnen müssen; so daß wenn man mit V das Volum dieses Theils A, B, mit t die anfängliche Temperatur und mit T die beabsichtigte bezeichnet, man hat

Textabbildung Bd. 74, S. 119

Bezeichnet man außerdem mit P den äußeren Druk, so ist P + 2h derjenige der Luft im Innern von A, B, wenn man die Ausdehnung der Röhre selbst und die schwache Wirkung des in dieser Luft enthaltenen Dampfs unberüksichtigt läßt. Wenn alsdann X die wirkliche Ausdehnung ist, so hat man

Textabbildung Bd. 74, S. 119

und folglich

Textabbildung Bd. 74, S. 119

eine Gleichung, worin außer V keine unbekannte Größe vorkommt.

Man mache z.B. r = 2 Centimeter; h = 20 Centimet.; P = 76 Centimet.; T = 60 Grade; t = 20 Grade, so hat man V = 319,46 Kubikcentimeter.

Es sey nun H die Höhe des Theils A, B der Röhre, welche voll Luft bleiben muß, ehe man die Troknenstube heizt, so hat man

π r² H = 319,46,
also H = 25,4 Centimeter.

Man kann zu größerer Sicherheit H = 30 Cent. nehmen, und die ganze Länge A, C wird beiläufig 55 Centim. seyn müssen. Die |120| Ausdehnung des Queksilbers kann bei derartigen Berechnungen füglich vernachlässigt werden.

An der Stange des Apparats läßt sich auch ein leichter Pfeil F befestigen, welcher jeden Augenblik die Temperatur der Troknenstube an einer zuvor (mittelst eines gewöhnlichen Thermometers) graduirten Scale anzeigt. Sollte sich das Spiel dieses Registers in der Praxis nicht leicht genug zeigen, so könnte man statt dieses Apparats ein Register mit Handgriff anwenden, welches der Heizer selbst nach der Temperatur reguliren würde. Die Temperatur ließe sich entweder mittelst eines ähnlichen Thermometers, wie ich einen für die Färbekufen vorschlug28), bestimmen, oder auch durch eine lange Eisenstange, welche um die Troknenstube herumgeht und sich außen neben dem Arbeiter in einen Pfeil endigt, der sich um einen zuvor graduirten Bogen dreht. Leztere Vorrichtung wurde bei der Troknenstube der HHrn. Schlumberger-Köchlin und Comp. angenommen.

Es läßt sich auch leicht jeden Augenblik der Feuchtigkeitsgrad der Troknenstube erfahren, nämlich mittelst eines dünnen Seils a, b, c, d Fig. 37, von solcher Länge, daß es über Rollen um die ganze Troknenstube herum geführt werden kann, welches außer derselben durch ein Gewicht P gespannt wird. Ein an diesem Seil befestigter Pfeil F würde den Hygrometergrad an einer Scale anzeigen. Dieses Verfahren wäre für die Praxis genau genug; sobald die Nadel um einige Grade den Sättigungspunkt überschritten hätte, müßte man die Troknenstube öffnen; vielleicht dürfte man auch nicht einmal so lange warten.

Ich gehe nun auf rein praktische Versuche über. Bei dem zweiten oben angeführten Versuch verbrannte man 437 Kil. Steinkohlen, um 1250 Kil. Wasser zu verdampfen. Der erhaltene Nuzeffect war also 2,86 Kil. Dampf vom Kilogr. Steinkohlen.

Ich muß hier bemerken, daß die Zeuge, als man das Feuer nach dreistündigem Heizen auslöschte, schon fast ganz troken waren, so zwar, daß 20 Minuten später, wie man aus den Tabellen ersieht, wo der Thermometer noch auf 50° stand, weniger absolute Feuchtigkeit in der Troknenstube als in der äußeren Luft war. Der Strom warmer und trokener Luft, welcher mehrere Stunden fortdauerte, bis zum gänzlichen Erkalten der Stube, blieb unbenuzt. Ich bin daher überzeugt, daß man das Feuer wenigstens eine halbe Stunde früher hätte auslöschen können, wo dann nur 364 Kil. Steinkohlen verbraucht worden wären und der Nuzeffect vom Kilogr. Kohlen 3,43 Kil. Dampf betragen hätte. In gewöhnlichen Fällen muß man natürlich |121| die Wärme der Troknenstube nach der Operation noch benuzen, indem man neue Stüke hineinhängt, wodurch der Nuzeffect noch größer wird.

Es war nun noch zu bestimmen, welches Resultat man bei der bisher üblich gewesenen Troknenmethode erhält, welche bekanntlich darin besteht, einen fortwährenden Luftstrom in der Stube zu erzeugen, abgesehen von den Oeffnungen, welche von Zeit zu Zeit gemacht und wieder geschlossen werden. Ich stellte deßhalb einen Versuch am 24. Oktbr. 1838 an. Außen stand der Barometer auf 0,75 M.; der Thermometer zeigte 19° und der Hygrometer 66°. Der Himmel war etwas umwölkt; der Wind blies mittelmäßig von Süden. Es waren 750 Kil. Wasser aus geöhlten Zeugen zu verdampfen. Die äußere Luft enthielt nach den angegebenen Bestimmungen 6,9 Gramme Dampf im Kubikmeter. Das Feuer wurde Mittags angezündet und um 6 Uhr Abends ausgelöscht. Man verbrannte 550 Kil. Steinkohlen und erhielt vom Kilogramm Kohlen 1,36 Kil. Dampf als Nuzeffect. Ich hatte also bei dem neuen Verfahren fast 53 Proc. an Brennmaterial und die Hälfte an Zeit erspart. Würde man das Feuer eine halbe Stunde früher ausgelöscht haben, wie man es wahrscheinlich hätte thun können, so hätte die Ersparung an Brennmaterial über 60 Proc. betragen.

Da diese verschiedenen Versuche nur einmal in derselben Troknenstube angestellt wurden, so möchte ich nicht behaupten, daß man immer dieselben Resultate erhält, besonders in anderen Troknenrechen; bedenkt man aber, daß derjenige der HHrn. Schlumberger-Köchlin einer der zwekmäßigsten in Mülhausen ist, so ist kein Zweifel, daß sich an dem Brennmaterial, welches man gegenwärtig zum Troknen der Stüke aufwendet, sehr viel ersparen läßt. Dieß bestätigen auch folgende in anderen Troknenstuben angestellte Versuche.

Den 9. Jan. dieses Jahrs machte ich einen Versuch in einer anderen Troknenstube, welche 16 Meter hoch, 11,5 M. lang und 9 M. breit ist. Die Mauern derselben sind sehr dünn und von vielen Fenstern durchbrochen, so daß die Wärme sich leicht verliert. In ihrem unteren Theil befindet sich nur ein einziger Ofen, welcher die Hize nicht hinreichend steigern kann; denn obgleich diese Troknenstube von einer vorhergehenden Operation noch 30° warm war, konnte man doch ihre Temperatur beim Anzünden des Feuers nicht über 37° bringen. Wenn das im Vorhergehenden Gesagte richtig ist, waren hier die ungünstigsten Umstände zum Troknen vereinigt: nämlich ein zu hoher Troknenrechen und die Unmöglichkeit, die Hize hoch genug zu treiben. Dieß bestätigte auch das Resultat, denn man brauchte 13 Stunden und 900 Kil. Steinkohlen, um 303 Stüke zu troknen, |122| während ich deren 415 in 3 Stunden mit 437 Kil. Steinkohlen bei den HHrn. Schlumberger-Köchlin getroknet hatte. Wahr ist, daß man bei dem gewöhnlichen Verfahren in einer solchen Troknenstube kein so gar ungünstiges Resultat erhält, denn man troknet dieselbe Anzahl Stüke in 10 Stunden mit 600 Kil. Steinkohlen.

Dieser Versuch zeigt, daß man bei einer Troknenstube, welche nicht stark genug geheizt werden kann, besser thut, auf gewöhnliche Art zu verfahren, denn sonst kommt, wie es der Hygrometer anzeigte, die innere Luft dem Sättigungspunkt bald nahe, und die Operation schreitet gar nicht mehr oder doch nur sehr langsam vorwärts, in Folge des Dampfverlusts durch die Rizen der Stube. Der obere Theil der Stüke an der Deke der Hänge, wo die größte Hize ist, troknet alsdann auf Kosten des untern Theils, weil dieser kälter ist und den schon in der Troknenstube verbreiteten Dampf absorbirt; der untere Theil der Stüke wird auch in den ersten Stunden der Operation immer feuchter. Wendet man hingegen in einer solchen Troknenstube das gewöhnliche Verfahren an, so entbindet sich der Dampf in dem Maaße als er entsteht, und da unaufhörlich äußere Luft hineindringt, so kann diejenige in der Troknenstube sich nicht bei einer niedrigen Temperatur mit Feuchtigkeit sättigen. Bei allen schlecht eingerichteten Troknenstuben thut man also besser, nach dem gewöhnlichen Verfahren zu troknen.

Den 19. Januar machte ich einen neuen Versuch in einer alten Troknenstube der HHrn. Schlumberger-Köchlin, welche man, seitdem die zu meinen ersten Versuchen benuzte hergestellt ist, nicht mehr anwendet. Dieselbe ist zwar nicht ganz so ungünstig construirt, wie diejenige, worin ich am 9. Januar einen Versuch anstellte, hat aber doch noch große Fehler. Ihre Basis ist ein Quadrat von 7,5 M. Seite und ihre Höhe beträgt 17 Meter. Es waren 100 weiße Stüke zu troknen. Dazu brauchte man bei geschlossener Troknenstube 6 Stunden und 300 Kil. Steinkohlen; nach dem gewöhnlichen Verfahren aber 7 Stunden und 350 Kil. Steinkohlen. Im ersten Falle betrug also die Ersparung nur 15 Procent. Ich muß bemerken, daß diese Troknenstube sehr dike Mauern hat, so daß sie die Wärme gut zurükhält; die Temperatur konnte darin bis auf 44° C. gesteigert werden.

Diese Troknenstube wird durch einen einzigen Ofen geheizt, welcher in der Mitte einer der Seitenmauern steht; von diesem laufen zwei horizontale eiserne Röhren aus, welche um die Troknenstube herumgehen, ehe sie in den Schornstein einmünden. In Folge einer fehlerhaften Einrichtung ist eine dieser Röhren, diejenige auf der Nordseite, immer sehr rothglühend, während die andere dunkel bleibt. |123| Es muß also in den zwei Hälften der Troknenstube ein bedeutender Temperaturunterschied Statt finden, indem zwei entgegengesezte Luftströme erzeugt werden, ein heißer, welcher aufsteigt und die Stüke auf einer Seite troknet, dann ein kalter, der herabsteigt und gerade wegen dieser Temperatur-Erniedrigung den Zeugen auf dieser Seite einen Theil der Feuchtigkeit wieder abgibt, die er den anderen entzogen hat. Man pflegte auch bei dieser Troknenstube die Zeuge zu verhängen, sobald diejenigen auf der einen Seite troken waren.

An dem Tage, wo ich den Versuch anstellte, war dieser Unterschied zwischen den zwei Hälften der Troknenstube besonders auffallend. Der Wind blies von Süden und traf also die Seite, welche sich schon am wenigsten erwärmte. Die äußere Temperatur war 3°; in der südlichen Hälfte der Troknenstube zeigte auch wirklich der Thermometer 8 bis 10° weniger als in der nördlichen. Nach dreistündigem Heizen waren die Stüke in der nördlichen Hälfte fast vollkommen troken, die anderen hingegen noch nässer als zuvor. Das Wasser lief von ihnen ab, ohne daß man sie auszuwinden brauchte.

In mehreren Fabriken führte man vor einigen Jahren eine andere Troknenmethode ein, welche darin besteht, die Zeuge über hohle metallene Cylinder streichen zu lassen, in welchen Dampf circulirt. Dieses Verfahren wurde aber allenthalben aufgegeben, obgleich man es in England vortheilhaft zu finden scheint; ich wollte die Resultate desselben mit denjenigen einer guten Troknenstube vergleichen, wozu mir Hr. Heinrich Schlumberger folgende Beobachtungen mittheilte.

100 Stüke Jaconat, 202 Kil. Wasser enthaltend, wurden über einen Cylinder gezogen, in welchen Dampf von 108° strömte. Der Dampf, welcher zum Troknen dieser 100 Stüke diente, gab 260 Kil. siedendheißes verdichtetes Wasser, welches genau gemessen wurde.

Mit einem Kilogr. Steinkohlen erhält man bekanntlich leicht 5 Kil. Dampf: es waren bei dem Versuch, um 260 K. verdichtetes Wasser zu liefern, 52 Kil. Kohlen nöthig, womit man die in den 100 Stüken Jaconat enthaltenen 202 K. Wasser verdampfte. Der Nuzeffect betrug folglich 3,88 Kil. verdampftes Wasser vom Kilogr. Steinkohlen; dieser ist gewiß sehr vortheilhaft und erklärt sich durch die hohe Temperatur, bei welcher man das Wasser in diesem Falle verdampft; ich glaube jedoch, daß er sich in einer luftdicht geschlossenen Troknenstube erreichen läßt. Jedenfalls scheinen mir die Dampfcylinder vor den geheizten Stuben noch aus anderen Gründen den Vorzug zu verdienen.

Abgesehen davon, daß sich das verdichtete Wasser nüzlich verwenden läßt, ist ein Apparat mit Cylindern wohlfeiler herzustellen als eine Troknenstube und nimmt viel weniger Plaz ein. Die Zeuge |124| breiten sich darauf besser aus und bekommen keine Falten wie in den Troknenstuben. Endlich erheischen sie weniger Handarbeit und man erspart dabei auch an Zeit, zwei sehr zu berüksichtigende Vortheile.

Ich wünschte auch vergleichende Versuche mit Troknenstuben anstellen zu können, in welche man einen Strom zuvor erhizter Luft treibt und die von Einigen als vortheilhaft betrachtet werden; dieses war mir aber nicht möglich, weil in keiner Fabrik zu Mülhausen ein solches Verfahren bis jezt eingeschlagen worden ist, das ich übrigens für sehr fehlerhaft zu halten geneigt bin. Man rühmt diese Methode in Folge von Berechnungen, wobei man voraussezt, daß die heiße Luft sich fast vollständig mit Dampf sättigt, ehe sie aus der Troknenstube austritt. Die vorhergehenden Versuche lassen mich aber das Gegentheil glauben, nämlich daß die Luft entweicht, ohne der Waare viel Feuchtigkeit entzogen zu haben, so daß man eine ungeheure Masse Luft unnüz erhizen muß, um das gewünschte Resultat zu erhalten.

Aus allen meinen Versuchen glaube ich folgende Schlüsse ziehen zu können:

1) Das ökonomischste und wohlfeilste Verfahren die Zeuge zu troknen besteht darin, sie über Cylinder streichen zu lassen, welche mit Dampf geheizt werden; vorausgesezt, daß die Zeuge ohne Nachtheil eine hohe Temperatur vertragen. Wenn sie hingegen bei nur mäßiger aber lange anhaltender Wärme getroknet werden müssen, so ist dieses Verfahren für sie nicht geeignet.

2) Wenn man eine gut schließende Troknenstube hat, worin die Temperatur auf wenigstens 45 bis 50° C. erhöht werden kann, so ist es vortheilhaft, die Zuglöcher erst dann zu öffnen, wenn die Zeuge beinahe schon troken sind. Die Ersparniß an Brennmaterial wird um so größer seyn, je höher man die Temperatur in kürzerer Zeit steigern kann. Hat man mehrere Partien von Stüken zu troknen, so thut man gut, die getrokneten Stüke baldmöglichst durch andere zu ersezen, um die Hize von der vorhergehenden Operation zu benüzen.

3) Wenn die Einrichtung der Troknenstube nicht gestattet, ihre Temperatur hinreichend zu erhöhen, thut man besser, nach der gewöhnlichen Methode zu verfahren und die Luft beständig zu erneuern.

4) Bei dem Bau einer Troknenstube soll man ihr keine größere Höhe geben, als unumgänglich nöthig ist, um die Stüke mit einiger Bequemlichkeit aufhängen zu können; dagegen kann man sie um so länger machen. Man soll sie auch nicht größer machen, als es für die Anzahl Stüke, welche auf Einmal getroknet werden sollen, nöthig ist; ihre Mauern sollen stark und nicht mehr Fenster darin angebracht seyn, als zum Erhellen des Innern nöthig sind. Die Fenster verschließt man während des Troknens mit Läden, um keine Wärme zu |125| verlieren. An den beiden Enden der Troknenstube bringt man zwei Oefen an, von welchen lange Blechröhren ausgehen, die den Rauch in den Schornstein führen. In der Deke werden Zuglöcher angebracht, um nach beendigter Operation einen Luftstrom herzustellen; bis dahin hält man sie geschlossen.

5) Von welcher Art auch die zu troknende Waare seyn mag, so muß man die Temperatur so hoch steigern, als es angeht, ohne dieser Waare zu schaden. Die Gränze muß daher für jeden besonderen Fall vorher bestimmt seyn. Dabei ist natürlich vorausgesezt, daß bei dem Erhizen der Stüke keine bestimmte Zeit eingehalten zu werden braucht, um den beabsichtigten Zwek zu erreichen.

6) Diese Regeln können natürlich in den Fällen nicht befolgt werden, wo die Waaren in dem Arbeitslocal selbst getroknet werden müssen (Drukstuben, Schlichtmaschinen etc.)

|107|

Polytechn. Journal Bd. LXVII. S. 129.

|109|

Im ganzen Verlauf dieser Abhandlung nehme ich an, wie es bei technischen Berechnungen üblich ist, daß die Gesammtmenge der in einer gleichen Dampfmasse enthaltenen latenten und sensibeln Wärme bei allen Temperaturen und unter jedem Druk constant bleibt, und bezeichne diese Gesammtmenge mit 650 Wärme-Einheiten. A. d. O.

|120|

Polytechn. Journal Bd. XL. S. 93.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Tafeln


Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: