Titel: Kuhlmann, über Rübenzuckerfabrication.
Autor: Kuhlmann, Friedrich
Fundstelle: 1850, Band 116, Nr. XIII. (S. 61–65)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj116/ar116013

XIII. Versuche in Betreff der Rübenzuckerfabrication; von F. Kuhlmann.

Aus dem Moniteur industriel, 1850, Nr. 1434.

In zwei Abhandlungen, welche ich in den Jahren 1833 und 1838 veröffentlichte,2) habe ich auf die Vortheile aufmerksam gemacht, welche die Zuckerfabrikanten erzielen können, wenn sie bei der Läuterung des Rübensafts einen Ueberschuß von Kalk anwenden und hernach den mit dem Zucker verbundenen Kalk durch einen Strom Kohlensäure abscheiden. Seit sieben Jahren scheint eine große Rübenzuckerfabrik in Magdeburg das Verfahren benutzt zu haben, dessen Vortheile ich hervorzuheben bemüht war,3) und in der letzten Zeit haben sich mehrere Zuckerfabriken im Norden Frankreichs mit Apparaten versehen, um in den kalkhaltigen Rübensaft kohlensaures Gas treiben zu können. Ich theile im Folgenden die Resultate neuer Versuche mit und hoffe daß sie noch vor Ende der Campagne von den Rübenzuckerfabrikanten geprüft werden.

Um zu erfahren, in welchen Gränzen man sich hinsichtlich der Menge des Kalks bei der Läuterung zu halten hat, ermittelte ich durch Versuche die Quantitäten von Kalk welche sich bei der Fabrication im |62| Großen mit dem Zucker verbinden, sowie auch diejenigen welche nach der Anwendung der Kohlensäure im Rübensaft zurückbleiben.

Den ersten Versuch stellte ich mit einem Rübensaft an, welcher im Großen mit 2 Procent Kalk geläutert worden war, ohne daß man das Erhitzen bis zum Kochen trieb; die Analyse ergab daß der aufgelöste Kalk nicht über 176 Gramme per Hektoliter betrug. Bei demselben Rübensaft ergab die alkalimetrische Prüfung eine Quantität verschiedener Alkalien welche durch 205 Gramme Kalk repräsentirt wird. Dieser Saft enthielt folglich das Aequivalent von 29 Grammen Kalk als Kali oder Natron.

Nach der Behandlung mit Kohlensäure blieb im Saft ein Quantum verschiedener Alkalien zurück, welches 60 Grammen Kalk entsprach; daraus geht hervor, daß die Kohlensäure von 176 Grammen Kalk nur 145 Gr. niederschlug, und daß 31 Gr. Kalk in Auflösung zurückblieben, außer dem freien Kali und Natron, deren Verhältniß wir schon bestimmt haben.

Bei einem andern Versuch mit einem Saft, welcher in der Fabrik mit 1 1/2 Procent Kalk in der Art geläutert worden war, daß man das Erhitzen bis zum Kochen trieb, ergaben alkalimetrische Proben die Menge des Kalks zu 228 Grammen per Hektoliter. Nach der Behandlung mit Kohlensäure blieben 80 Gramme Kalk, theils als solcher, theils dessen Aequivalent an Kali oder Natron zurück; durch wiederholtes Einströmen von Kohlensäure wurden aus demselben Saft noch 46 Gr. Kalk abgeschieden.

Das im Saft aufgelöste Quantum Kalk, welches ein wandelbares ist, wird durch die Kohlensäure stets auf das oben angegebene reducirt, vorausgesetzt daß ihm dieselbe in hinreichendem Ueberschuß dargeboten wird.

Nach diesen Daten begreift man, daß es sehr unnütz ist sich in den Zuckerfabriken den Nachtheilen auszusetzen, welche mit der Anwendung einer zu beträchtlichen Quantität Kalk verbunden sind, und daß man durch Erhöhung der Temperatur eine größere Menge desselben in gewissen Gränzen ersetzen kann. 1 1/2 Procent Kalk sind nach meiner Ansicht in allen Fällen ausreichend. Dieß hat sich auch durch eine ziemlich lange Erfahrung in den Fabriken herausgestellt.

Ich habe in meinen früheren Abhandlungen bewiesen, daß die Zuckerauflösungen nothwendig Kalk enthalten müssen, damit sich der Zucker nicht verändert, sondern gut conservirt; dieß bekräftigt auch folgende Beobachtung:

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Mit einem Ueberschuß von Kalk geläuterter Saft, welcher einen Monat lang in einer verschlossenen Flasche aufbewahrt worden war behielt seine Farbe, Durchsichtigkeit, seinen eigenthümlichen Geruch und alkalischen Zustand bei; er zeigte durchaus keine Veränderung. Ein Theil desselben Rübensafts, welcher nach der Fällung des Kalks durch Kohlensäure unter denselben Umständen in einer andern Flasche aufbewahrt wurde, zeigte sich hingegen nach Verlauf eines Monats bedeutend verändert; er färbte sich braun, verlor seine Durchsichtigkeit und bekam einen sauren faulen Geruch: er war ganz verdorben.

Daraus geht offenbar hervor, daß der Kalk die Eigenschaft besitzt den Zucker zu conserviren, und daß es nöthig ist den Rübensaft nach der Behandlung mit Kohlensäure ohne Verzug abzudampfen.

Alle unsere Fabrikanten wissen, daß der Rübensaft nach der Läuterung seinen alkalischen Zustand nicht bloß dem Kalk verdankt, sondern überdieß einer beträchtlichen Menge Kali und Natron. Sie wissen auch daß diese freien Alkalien bei den verschiedenen Operationen wo die Flüssigkeiten sehr concentrirt sind und der höchsten Temperatur ausgesetzt werden, sehr nachtheilig einwirken.

Die Lösung der Frage, wie sich diese Alkalien abscheiden (verdrängen) lassen, wäre für die Zuckerfabrication von großer Wichtigkeit. Leider ist diese Abscheidung nicht leicht; es gibt dazu nur wenige Reagentien, welche kostspielig sind und daher nur bei analytischen Operationen Anwendung finden können.

Um in dieser Hinsicht zu einem brauchbaren Resultat zu gelangen, bemühte ich mich das Kali und Natron in eine Verbindung überzuführen, welche auf den Zucker wenig oder gar keine Wirkung äußert. Die Sättigung dieser Alkalien durch eine Säure oder ein saures Salz ist nicht zu empfehlen, weil es schwer ist die dazu erforderliche Säuremenge bei dem geringen Gehalt des Safts an Kali und Natron mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen, ein Ueberschuß der hiezu anwendbaren Säuren und sauren Salze aber den Zucker benachtheiligen würde. Ich hoffte durch Zusatz von schwefelsaurer Bittererde den Zweck zu erreichen, weil ein Ueberschuß dieses neutralen Salzes nicht viel schaden könnte, fand aber bald, daß die Bittererde bei Gegenwart von Zucker durch kaustisches oder kohlensaures Kali und Natron nicht abgeschieden wird.

Neuere Versuche gaben mir genügendere Resultate; ich benützte ämtlich zur Sättigung des Kalis und Natrons im geläuterten Saft |64| die Zersetzung der Ammoniaksalze durch die fixen Alkalien. Bei einem Versuche wurde Rübensaft, welcher mit einem Ueberschuß von Kalk geläutert und woraus dann der Kalk durch Kohlensäure abgeschieden worden war, vor dem Abdampfen mit schwefelsaurem Ammoniak, und bei einem andern Versuch mit salzsaurem Ammoniak versetzt; von jedem Ammoniaksalz nahm man 1 Procent der im Saft enthaltenen Zuckermenge, d.h. etwa 1 Theil auf 1000 Theile Saft. Bei dem einen wie bei dem andern Versuch verband sich eine große Quantität des Kalis und Natrons mit der Säure des Ammoniaksalzes, denn es entwickelte sich sehr reichlich Ammoniak. Gegen das Ende des Abdampfens nahm aber die Zuckerlösung eine schwach saure Reaction an; der Ueberschuß von Ammoniaksalz kann also bei diesem Verhältniß schädlich werden. Bei dem schwefelsauren Ammoniak zeigte sich noch der Uebelstand, daß ein Theil des Kalks welcher mit dem Zucker in Verbindung geblieben war, langsam als schwefelsaurer Kalk niedergeschlagen wurde.

Die besten Resultate erhielt ich bei Anwendung von phosphorsaurem Ammoniak. Als ich Rübensaft nach der Läuterung und Behandlung mit Kohlensäure mit 1 Procent dieses Salzes versetzte, fiel sogleich der in demselben zurückgebliebene Kalk nieder und die Flüssigkeit entfärbte sich merklich. Das Abdampfen und Verkochen gingen leichter von statten und die Flüssigkeit wurde gegen das Ende sehr schwach alkalisch. Der verkochte Zucker war kaum gefärbt, krystallisirte reichlich, und – was ich bei keinem der vorhergehenden Versuche bemerkt hatte – der Zucker wie die Melassen besaßen einen ähnlichen Geschmack wie die Rohrzuckersyrupe; der so unangenehme Rübengeschmack war verschwunden.

Nachdem dieser im Kleinen angestellte Versuch mehrmals mit gleichem Erfolg wiederholt worden war, ließ ich in der Fabrik eine Probe mit 12 Hektolitern Saft anstellen; die Läuterung geschah mit 1 1/2 Procent Kalk und nach der Behandlung mit Kohlensäure (durch Verbrennen von Kohle erzeugt), versetzte man den Saft mit phosphorsaurem Ammoniak im Verhältniß von 1 Kilogr. auf 1200 Liter. Der Niederschlag von phosphorsaurem Kalk vermengte sich hiebei mit dem Niederschlag von kohlensaurem Kalk, was ein doppeltes Filtriren ersparte. Den so behandelten Saft filtrirte man zuerst in einem kleinen (mit wiederbelebter Kohle beschickten) Dumont'schen Filter, und neuerdings auf dieselbe Art nach dem Abdampfen auf 22° B.

Das Verkochen ging sehr leicht von statten; der Saft behielt noch eine sehr schwache alkalische Reaction, was beweist daß das Verhältniß des Ammoniaksalzes ein geeignetes war. Der erhaltene |65| Zucker war von vorzüglicher Qualität und zeichnet sich besonders durch seinen guten Geschmack aus.

Andererseits wurden 12 Hektoliter Rübensaft eben so geläutert und dann mit Kohlensäure behandelt, aber nicht mit Ammoniaksalz versetzt: das Product des Verkochens war weniger schön, der Syrup war sehr alkalisch und hatte einen sehr deutlichen Rübengeschmack; im Vergleich mit dem vorhergehenden Versuch betrug er auch weniger.

Nach der beschriebenen Methode ist man also jetzt im Stande den Zuckersyrup abzudampfen und zu verkochen, ohne daß das im ätzenden oder kohlensauren Zustand vorhandene Kali und Natron auf den Zucker nachtheilig einwirken können.

Je nach dem verschiedenen Gehalt des Safts an Kali oder Natron muß man das Verhältniß des Ammoniaksalzes abändern, dessen Quantum sich immer leicht bestimmen läßt, wenn man den Rübensaft nach bewerkstelligter Fällung des Kalks durch Kohlensäure alkalimetrisch probirt. Wenn man die Menge Schwefelsäure genau kennt, welche zum Sättigen eines Liter Saft erforderlich ist, kann man darnach leicht das Gewicht des anzuwendenden phosphorsauren Ammoniaks berechnen; letzteres muß soviel Ammoniak enthalten als der bei der Probe gefundenen Menge Schwefelsäure äquivalent ist.

Das phosphorsaure Ammoniak erfüllt zwei Zwecke: es präcipitirt den vom Zucker zurückgehaltenen überflüssigen Kalk und sättigt das Kali und Natron. Wenn dieses Ammoniaksalz einmal im Großen fabricirt wird, kann es zu so billigem Preise in den Handel kommen, daß es in den Zuckerfabriken anwendbar ist.

Nachdem man das Verhältniß der freien Alkalien im Saft genau bestimmt hat, kann man das phosphorsaure Ammoniak wenigstens zur Hälfte durch sauren phosphorsauren Kalk ersetzen; denn es kommt nur darauf an, daß das Ammoniaksalz die Sättigung vollends bewirkt und daß man von diesem Salze nicht mehr, sondern eher etwas weniger anwendet als nach der alkalimetrischen Probe erforderlich ist.

Lille, den 24 März 1850.

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Polytechn. Journal Bd. LII S. 67 und Bd. LXX S. 209.

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Man vergl. die Abhandlung des Hrn. Medicinalraths Michaelis im vor hergehenden Heft des polytechn. Journals S. 444.

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