Titel: Schinz, über Brodfabriken.
Autor: Schinz, C.
Fundstelle: 1857, Band 144, Nr. LXXI. (S. 295–302)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj144/ar144071

LXXI. Ueber Brodfabriken; von C. Schinz.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Es ist auffallend, daß die Industrie, welche im Verein mit dem Capital für die wohlfeilere Production der meisten Bedürfnisse so thätig ist, sich nicht schon längst mit Erfolg der Brodfabrication zugewendet hat, um, wie andere Fabricate, auch das notwendigste Nahrungsmittel des Menschen verhältnißmäßig billiger zu liefern.

In der neuesten Zeit wurden als Verbesserungen des Backofens sehr verschiedenartige Constructionen desselben vorgeschlagen, jedoch ohne wesentlichen Erfolg. Einerseits kamen die Sachverständigen immer wieder auf den Satz zurück, daß ein continuirlicher, Tag und Nacht fortdauernder Betrieb des Backofens das einzige praktische Mittel sey, |296| um das immer theurer werdende Brennmaterial zu sparen. Anderseits führen die mit sämmtlichen neuen Ofenconstructionen gemachten Erfahrungen zu dem Schluß, daß der alte gewölbte Backofen, mit guten Steinen erbaut, zur Erzeugung untadelhaften Brodes sich am besten eigne. Es müssen also, um schönes Brod zu backen, gewisse Bedingungen erfüllt werden, welchen der alte Backofen besser entspricht, als alle anderen Constructionen.

Der Bäcker muß nothwendig eine ziemliche Uebung erlangt haben, um seinem Brodteige weder zu wenig noch zu viel Wasser einzuverleiben, denn im ersten Falle geht derselbe durch die Gährung nicht genügend auf, weil er der durch die Gährung erzeugten gasförmigen Kohlensäure zu viel Widerstand leistet, im zweiten Falle entweicht diese zu leicht, indem sie sich durch die Oberfläche des Teiges Bahn bricht. Wenn letzteres bei gewöhnlicher Temperatur nur in geringem Grade der Fall ist, so erfolgt es doch in höherer Temperatur, z.B. bei 100° C., weil dann der Teig weniger zähe wird. Die Bäcker sagen alsdann das Brod sey verlaufen, und dieses geschieht wenn entweder der Teig zu wässerig ist, oder wenn er in einen Ofen eingeschlossen wird, der nicht heiß genug ist. Warum verläuft aber der Brodteig gar nicht oder doch weniger, wenn der Ofen die richtige Temperatur hat? Weil in dem Ofen eine chemische Veränderung an der Oberfläche des Brodes eintritt; unter dem Einfluß der höheren Temperatur und bei Gegenwart von Wasserdämpfen verwandelt sich nämlich das Stärkmehl in Dextrin, welches eine elastische Rinde bildet, die dem Entweichen der im Brode eingeschlossenen Gasbläschen Schranken setzt. Nur unter dieser Bedingung können die im Brodteige vertheilten Gasbläschen sich durch die Wärme ausdehnen, ohne an der Oberfläche zu entweichen, so daß das Brod an Umfang zunimmt.

Man sollte nun freilich meinen, daß die richtige Temperatur des Ofens genügen würde, um dieses Resultat zu erreichen, und daß der Pariser (Roland'sche) Backofen mit sich drehender Sohle, der Münchener (Schörg'sche) eiserne Muffelofen und der Stuttgarter Backstein-Muffelofen, auf die richtige Temperatur gebracht, diese Bedingung gleich gut erfüllen würden. Dem ist aber nicht so, wie ich an einem Beispiel zeigen will.

Ein Backofen von 12 Fuß Länge und 7 Fuß Breite faßt 400 Pfd. Brod. Diese entsprechen im Durchschnitt 266 Pfd. Mehl, welche mit 400 Pfd. Wasser getränkt sind. Von diesen 400 Pfd. Wasser werden durch das Backen wieder verdunstet: 266 Pfd. Diese Quantität Wasser erfordert zu ihrer Verdunstung 266 × 640 = 63840 Wärme-Einheiten; die Erwärmung der verbleibenden Stoffe auf beiläufig 160° C. erfordert 400 × 160 = 64000 Wärme-Einheiten.

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Dieser Aufwand an abzugebender Wärme findet zwar nicht in einem Augenblicke statt, denn die Backzeit für größere Brode ist gewöhnlich eine Stunde; gewiß ist aber, daß der größere Theil dieses Wärmeaufwandes von zusammen 127840 W. E. gleich zu Anfang in Anspruch genommen wird, denn der wässerige Brodteig absorbirt die Wärme sehr schnell. Der bei weitem größere Theil dieser Wärme wird der Sohle des Backofens entzogen, auf welcher die Brode liegen.

Nehmen wir an, die Hälfte dieser Wärme werbe in den ersten 10 Minuten nach dem Einschießen des Brodes consumirt, so muß jeder Quadratfuß Sohlenfläche in dieser Zeit 761 W. E. und folglich per Stunde 4566 W. E. abgeben. Dieß ist nahezu so viel, als die Uebertragung der Wärme in einer Locomotive beträgt. Wenn nun der Quadratfuß Sohlenfläche schnell 761 W. E. abgeben soll, so muß er auch eine solche Wärmemenge in der Art enthalten, daß weder ein Verbrennen des Brodes stattfinden kann, noch eine zu schnelle Abkühlung desselben, welche nach Verfluß der ersten Einwirkung schädlich wirken oder wenigstens den Backproceß sehr verlangsamen würde.

Es kommt also darauf an, der Sohle eine solche Wärmecapacität zu geben, daß sie die aufgenommene Wärme schnell abgeben kann, ohne ihre richtige Temperatur in bedeutendem Maaße zu mindern. Angenommen, die richtige Temperatur im Ofen sey 225 bis 275° C., die Dicke der Sohle von Backsteinen 1/2 Fuß; so wird ein Quadratfuß

bei 225° enthalten: 1/2 . 25 . 225° = 2782 W. E.
„ 275° „ 1/2 . 25 . 275° = 3437 W. E.

Von diesen sind in den ersten 10 Minuten 761 W. E. abzugeben, was mit der Differenz 3437 – 2782 = 655 schon ziemlich nahe stimmt. Daraus geht klar hervor, daß dieses Verhältniß nicht erreicht werden kann, wenn die Sohle dünner oder gar von Gußeisen ist; und da eine constante Zuströmung fortdauernd entwickelter Wärme von unten erfahrungsmäßig die Gefahr darbietet das Brod zu verbrennen, so kann in jenen Fällen von Maaßhalten zwischen Temperaturen von 225° und 275° C. gar nicht die Rede seyn. Diesem Uebelstande haben freilich die Erfinder verbesserter Backöfen theilweise abgeholfen, indem sie die von unten geheizte Sohle dicker machten, ohne jedoch die Gefahr des Verbrennens dadurch ganz zu beseitigen.

Damit sind aber noch nicht alle Bedingungen erfüllt, welche der Backproceß erheischt. Wir haben oben der chemischen Veränderung erwähnt, welche an der Oberfläche des Brodes stattfinden muß, um durch Bildung einer elastischen Kruste das Entweichen der Kohlensäure zu verhindern, und um überhaupt durch Bildung dieser Kruste ein schönes, |298| gutes und leicht verdauliches Brod zu erzielen; hier ist nun die Klippe, an welcher unsere Erfinder verbesserter Backöfen durchgehend gescheitert sind.54)

Um diese chemische Veränderung der Oberfläche des Brodes hervorzurufen, ist nicht nur als Hülle eine Atmosphäre von Wasserdampf erforderlich, sondern dieser Wasserdampf muß auch auf eine entsprechende Temperatur erhitzt werden, welche wahrscheinlich nicht unbedeutend höher als 225° C. ist. Da das Gewölbe des Ofens nicht durch Leitung der in ihm enthaltenen Wärme nach unten wirken kann, so muß seine Function nothwendig darin bestehen, daß es Wärme ausstrahlt, und dieses ist die richtige Lösung des erwähnten Problems. Ein von oben geheiztes Gewölbe wird nur wenig Wärme aufnehmen, selbst wenn es (statt aus Backsteinen) aus Eisenblech construirt ist, und bei einem solchen die geeigneten Temperaturgränzen einzuhalten, wäre eine praktische Unmöglichkeit. Wird hingegen, wie dieß bei dem alten Backofen der Fall ist, das Gewölbe aus Backsteinen construirt und von unten geheizt, so nimmt es eine bedeutende Wärmemenge in sich auf, welche bei eintretendem Backproceß großentheils durch Strahlung auf die Oberfläche des unter dem Gewölbe liegenden Brodes zurückgeworfen wird. Selbst abgesehen von der chemischen Veränderung welche die Oberfläche des Brodes erfahren soll, würde ein einseitiges Erwärmen des Brodteiges kein entsprechendes Brod erzeugen, weil die höheren Schichten der Teigmasse nicht gebacken werden könnten, ohne daß man von unten eine solche Temperatur wirken läßt, die das Brod an der Sohle verbrennen würde.

Die Ausstrahlungsfähigkeit eines Backofen-Gewölbes läßt sich nach der bekannten Dulong'schen Formel T = m (at – 1) + ntb beurtheilen.

Nehmen wir als Fläche 1 Quadratfuß und als Zeit eine Stunde an, so werden bei einem Temperatur-Ueberschusse des wärmeabgebenden Körpers von

100° C. durch Strahlung 146 W. E., durch Leitung 84 W. E. abgegeben
150° „ „ 273 „ „ „ 138
200° „ „ 460 „ „ „ 197
250° „ „ 734 „ „ „ 263
|299|

Die Strahlung aus dem Gewölbe wird daher nur dadurch zu einer constanten und gleichförmigen gemacht werden können, daß man in diesem Gewölbe eine große Wärmemenge aufspeichert, welche bezüglich des während des Backens stattfindenden Wärmeverlusts unendlich groß ist. Ein Quadratfuß Gewölbe von 1/2 Fuß Dicke faßt bei 300° C. Temperatur = 300 . 25 . 1/2 = 3750 W. E.; davon strahlen während einer Stunde Backzeit, bei 100° Temperatur-Differenz zwischen Gewölbe und Sohle, nur 146 W. E. aus, und die ursprüngliche Temperatur des Gewölbes wird daher bloß auf (3750 – 146)/(25 . 1/2) = 288° herabgehen können, also um 12° C. sinken.

Obgleich aber alle Bemühungen, die alten Backöfen im Wesentlichen zu verbessern, vergeblich seyn werden, so folgt daraus keineswegs, daß bei der Brodfabrication nicht eine bedeutende Brennmaterial-Ersparniß erzielbar ist.

In erster Linie ist zu diesem Zweck, wie bereits erwähnt, ein continuirlicher Betrieb des Backofens das geeignete Mittel.

Ferner ist in den alten Backöfen, seyen sie Flammöfen oder werde das Holz direct im Backraume verbrannt, die Verbrennung meistens eine unvollkommene, und es entsteht viel Rauch, welcher den Kamin und die Züge mit Ruß überzieht; dieser ist aber nicht nur reiner Verlust an Brennstoff, sondern seine Entfernung verursacht auch viel Mühe.

Endlich macht es die Natur des Backofens unmöglich, alle entwickelte Wärme für den Backofen selbst zu benutzen; es wird sogar nur der kleinste Theil derselben wirklich zum Backen verwendet. Wie wir oben gesehen haben, sind zum Backen von 400 Pfd. Brod nach der Theorie nur 127840 W. E. erforderlich, was 33 Pfd. Holz oder 17 Pfd. Steinkohlen entspricht, also für 1 Pfd. Brod 0,08 Pfd. Holz oder 0,04 Pfd. Steinkohle, während in der Praxis von 0,2 bis 1 Pfd. Holz für 1 Pfd. Brod consumirt wird.

Es läßt sich daher Ersparniß an Brennstoff bei der Brodfabrication erzielen, indem man 1) den continuirlichen Ofenbetrieb einführt, 2) den Ofen mit einem Herde versieht, welcher eine möglichst vollkommene und intensive Verbrennung gewährt, und 3) die große Menge abgehender Wärme zweckmäßig zu benutzen sucht.

Bei einer Brodfabrik ist der continuirliche Betrieb als selbstverständlich vorauszusetzen. Der geeignetste Verbrennungsapparat für den Backofen ist gewiß der bekannte Gasofen ohne Gebläse, da dieser Gasgenerator einerseits die vollständigste Ausnutzung der Brennmaterialien gestattet, |300| anderseits eine möglichst intensive Flamme gibt, und auch die Anwendung geringerer und wohlfeilerer Brennmaterialien zuläßt.

Die Verwendung der sehr bedeutenden Quantität abgehender Wärme bildet endlich den wichtigsten Punkt für eine Brodfabrik welche in je 24 Stunden 15000 bis 25000 Pfd. Brod zu fertigen hat. Zu einer solchen Production sind wenigstens vier Backöfen von 12 Fuß Länge und 7 Fuß Breite erforderlich, welche abwechselnd von einem und demselben Herde oder Gasgenerator beheizt werden können und in derselben Folgenreihe zum Backen verwendet werden.

Wird nun ein solches Backofen-System so construirt, daß alle abgehende Wärme unter Dampfkessel strömt (indem man überdieß die äußeren Wandungen der Backöfen zur Verminderung von Wärmeverlust möglichst reducirt), so wird den Dampfkesseln eine solche Wärmemenge zugeführt werden, daß dieselbe mehr als 16 Pferdekräfte zu entwickeln vermag, also eine Triebkraft welche hinreicht um so viel Getreide zu mahlen als zur Erzeugung des angegebenen Brodquantums erforderlich ist.

Fig. 21 und 22 erläutern eine solche Construction im Allgemeinen;55) dieselbe könnte natürlich nur bezüglich festgestellter Verhältnisse und Localitäten in den Details entworfen werden.

Fig. 21 zeigt den verticalen Durchschnitt durch den Gasgenerator und die vier neben demselben und theilweise über einander liegenden Backöfen.

Fig. 22 ist ein horizontaler Durchschnitt durch einen der Backöfen und durch die Gasleitungs- und Gasverbrennungs-Canäle.

Der Generator A ist für Steinkohlengrus construirt und hat zwei pultförmig gegen einander liegende Röste; in der Zeichnung ist nur die, die Röste tragende Scheidemauer a, a sichtbar, und der Speiseschacht b, durch welchen die Kohlen aufgegeben werden.

c, c zeigt die Gascanäle, welche durch die feuerfesten Thonschieber d, d geöffnet und geschlossen werden können. Die Mechanismen um die Schieber zu öffnen und zu schließen, können natürlich sehr verschieden seyn, und sind in der Zeichnung nur beispielsweise angegeben.

e, e sind zwei concentrische Röhren von Gußeisen oder Eisenblech, mit Oeffnungen zum Durchlassen der Luft welche zur Verbrennung der aus dem Generator kommenden Gase dient; je nachdem die congruenten |301| Oeffnungen in der Achse der concentrischen Röhren einander gleich oder mehr oder weniger verrückt werden, wird der Zutritt der Luft zu dem Gase mehr oder weniger gestattet oder auch ganz verhindert werden. Da diese Röhren unter allen drei Gascanälen hindurchgehen, so wird das Verschieben der innern Röhre zugleich für alle drei neben einander liegen Gascanäle als Regulator dienen.

f, f sind die Canalstücke in denen die Verbrennung der Gase stattfindet, so daß die vollständig entwickelte Flamme aus denselben heraus in die Backöfen B, B schlägt.

g, g sind die Füchse, durch welche die Flamme aus den Backöfen austritt; von diesen nur geht die Flamme unter die Dampfkessel C, C und endlich in den Kamin D.

Werden nun im Gasgenerator stündlich 100 Pfd. Steinkohlengrus consumirt, wovon 17 Pfd. für das Brod effectiv verwendet werden, so bleiben 83 Pfd. Kohle oder deren Wärme-Aequivalent für die Dampferzeugung übrig, und da die Gasflamme immer noch heißer unter die Dampfkessel gelangt, als dieß bei gewöhnlicher Feuerung (wo 100 Proc. Luftüberschuß mitgehen) der Fall ist, so bleibt gar kein Zweifel übrig, daß für je 5 Pfd. Kohle (also 83/5 = 16,6) eine Pferdekraft gewonnen werde, vorausgesetzt daß die Dampfkessel hinlängliche und gut angeordnete Heizflächen darbieten.

Es kann in Frage kommen, ob wirklich 100 Pfd. Steinkohle per Stunde nothwendig seyen, um die vier Backöfen hinlänglich zu heizen. Der erforderliche Bedarf dürfte allerdings ein geringerer seyn, aber bei geringerem Kohlenaufwand wird auch die Erwärmung oder Anheizung der Backöfen eine längere Zeit in Anspruch nehmen, als ich bei meinem Entwurf angenommen habe (nämlich 20 Minuten für jeden Backofen); für einen lebhaften Betrieb ist daher ein größerer Kohlenaufwand – bei Zeitersparniß und gleichzeitiger Gewinnung von Triebkraft – wohl gerechtfertigt.

Wenn auf diese Weise für 1 Pfd. Brod 0,25 Pfd. Steinkohlengrus verwendet werden, so ist dieß immer noch eine Ersparniß gegenüber dem handwerksmäßigen Bäcker, welcher im Durchschnitt 0,5 Pfd. Holz braucht.

Angenommen aber, man könnte diesen Brennstoffaufwand auf die Hälfte vermindern, wobei gleichviel Brod gebacken, aber statt der 16 Pferdekräfte nur 8 oder 6 gewonnen würden, so entsteht die Frage, ob die mit 50 Pfd. Gruskohle gewonnenen 8 bis 10 Pferdekräfte, welche per Stunde 1600 bis 2000 Pfd. Mehl liefern, nicht so wohlfeil zu |302| stehen kommen, daß ihre Kosten nicht mehr betragen als diejenigen des Transports des Mehles aus der Mühle zur Bäckerei. Man nimmt gewöhnlich an, eine Wasserkraft sey wohlfeiler als ein Dampfmotor, die Erfahrung lehrt aber, daß dieser Unterschied an den meisten Orten nur unbedeutend und eine abgelegene Wasserkraft sogar theurer als eine mitten im Verkehr benutzte Dampfmaschine ist; es wird daher gewiß an den meisten Orten, besonders in den großen Städten wo allein Brodfabriken errichtet werden können, die Gewinnung der Triebkraft zum Vermahlen des Getreides mittelst der von den Backöfen abgehenden Wärme, einen ersprießlichen Factor in den Gestehungskosten des fabricirten Brodes bilden.

Es würde mich zu weit führen, in alle Gestehungskosten des Brodes einzugehen; aber soviel kann wohl behauptet werden, daß bei dem jetzt fast überall noch üblichen handwerksmäßigen Betriebe der Brodbäckerei die Kosten für 100 Pfd. Brod, abgesehen von dem Hauptrohstoff, dem Mehle, 4 bis 5 fl. betragen.

Für zwanzigtausend Pfund Brod betragen somit die Herstellungskosten 80 bis 100 fl.

Durch bessere Benutzung des Brennstoffes, Ersparniß an Handarbeit mittelst der Knetmaschinen etc., kann diese Summe füglich auf die Hälfte (40 bis 50 fl.) vermindert werden; durch die fabrikmäßige Erzeugung jenes Brodquantums werden 50 bis 70 Bäcker ihren Verdienst verlieren, welcher der erwähnten reducirten Summe gleichkommen dürfte; diese müssen sich eben, wie dieß bei anderen Gewerben schon der Fall war, ihren Verdienst durch andere Beschäftigungen zu verschaffen suchen.

Eine Brodfabrik welche 20000 Pfd. Brod um 40 bis 50 fl.
produciren kann, und dabei die Hälfte des Er-
werbes von 50 bis 70 Bäckern, nämlich

40 „ „
gewinnt, kann ihr tägliches Product um 80 „ 100
wohlfeiler abgeben, als ein Publicum von 20000 Köpfen es bisher
bezahlte; dieß beträgt im Jahre die Summe von 29200 bis 36500
fl., also auf je einen Kopf der Bevölkerung per Jahr 1 fl. 24 bis 1
fl. 48 kr.

Diese Zahlen beweisen, daß Brodfabriken ein vorübergehendes Uebel für die bisherigen Bäcker, aber eine bleibende Wohlthat für die zahlreiche sogenannte arbeitende Classe wären, indem mittelst derselben jeder Familienvater im Durchschnitt jährlich 7 bis 9 fl. seiner Ausgaben ersparen würde.

|298|

Die einzige mir bekannte Ausnahme macht der Perkins'sche Heißwasserröhren-Backofen (polytechn. Journal Bd. CXXIII S. 431), welchen ich von dem Civilingenieur Joh. Haag in Augsburg ausgeführt sah; diese Construction ist ganz rationell, kommt aber leider zu theuer zu stehen.

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Die Grundsätze derselben wird der Verfasser ausführlicher in seinem Lehrbuche der Wärme-Meßkunst entwickeln, welches demnächst bei C. Mäcken in Reutlingen erscheint.

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