Titel: Stammer, Beiträge zur Saccharimetrie.
Autor: Stammer, Karl
Fundstelle: 1860, Band 157, Nr. XCIII. (S. 362–379)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj157/ar157093

XCIII. Beiträge zur Saccharimetrie; von Dr. C. Stammer.

Die Beobachtungen, welche in Zuckerfabriken betreffs der Beurtheilung aller Arten von Säften angestellt werden, beschränken sich der Kürze der Operationen wegen in der Regel auf die Wägung des Saftes mit dem Aräometer und die Polarisation, bisweilen unter Zuziehung einer alkalimetrischen Ermittelung des Kalkgehaltes. Aus den erhaltenen Zahlen leitet man dann den Gehalt des Saftes an Trockensubstanz, Zucker, Aschenbestandtheilen, Extractivstoffen u.s.w. ab, indem man die Ungenauigkeiten übersieht, welche aus dem Umstände erwachsen, daß die Procentangaben der Aräometer streng genommen nur für den fast nie vorkommenden Fall gelten, daß reine Zuckerlösungen zur Untersuchung kommen. Von dem Unterschied zwischen der Procent-Aräometer-Angabe und der Polarisation rechnet man für Salze zwar nur einen gewissen Bruchtheil; allein über die Größe dieses Bruchtheiles, sowie über den Antheil des Salz- und des Extractivstoffgehaltes an diesem Unterschied sind bisher nur hypothetische Ansichten geltend gemacht worden, und es weichen dieselben natürlich je nach den maßgebenden Gründen sehr wesentlich von einander ab. Um mit Sicherheit festzustellen, wie groß der Einfluß des Salzgehaltes der untersuchten Säfte auf die Aräometeranzeige ist, und welcher Unterschied zwischen der wirklich vorhandenen mit der vom Aräometer abgelesenen Trockensubstanz besteht, gibt es nur einen Weg – den des directen Experiments. Wenn namentlich in Bezug auf den erstern Punkt auch schon mehrfach die specifischen Gewichte mancher Salzlösungen in Betracht gezogen worden sind, so ist zu bedenken, daß die Darstellung und Lösung einer Salzmischung, wie sie dem Salzgehalt der Zuckersäfte |363| entspräche, so ziemlich unmöglich bleibt, und daß es gewiß einfacher ist, den am Aräometer abgelesenen mit dem nach der Hand durch directe Untersuchung ermittelten Gehalt zu vergleichen und aus dem Resultate Factoren zu berechnen, die für andere gleiche Fälle angewendet werden können. Da es vorauszusehen ist daß diese Factoren, die doch nur für gleiche Zusammensetzung des Salzgehaltes constant seyn können, bei verschiedenen Arten der Zuckersäfte verschieden ausfallen werden, so war eine Ausdehnung dieser Bestimmungen auf die Repräsentanten der verschiedenen Stadien der Zuckerfabrication angedeutet; von diesem Standpunkte aus sind die folgenden Untersuchungen gemacht worden. Sie haben bei der Vergleichung, welche unter den einzelnen Resultaten der verschiedenen Stufen angestellt werden konnte, zugleich dazu gedient, manche bisher noch wenig feststehende Thatsachen zu ermitteln und zu interessanten Schlüssen Anlaß zu geben. Zugleich lag es nahe, eine bisher noch fehlende Bestimmung über den Einfluß der Temperatur auf die Angabe des Saccharometers vorzunehmen und diesen Einfluß für die einzelnen Säftearten – bei denen eine Uebereinstimmung in diesem Punkt gewiß nicht zu erwarten stand – in so weit festzusetzen, daß die bei einer beliebigen Temperatur abgelesenen Aräometer-Procente leicht mit hinreichender Genauigkeit auf die Normal-Temperatur reducirt werden können.

Es ist allerdings nicht zu verkennen, daß die Verschiedenheit der Rübensäfte und die in verschiedenen Fabriken abweichenden Manipulationen einen mehr oder weniger erheblichen Einfluß auf die einzelnen Gehaltsermittelungen ausüben müssen, und daß die Untersuchung einer Saftreihe aus einer Fabrik keine allgemein gültigen Zahlen ergeben kann. Es soll deßhalb auch den vorliegenden Resultaten kein größerer Werth beigelegt werden, als der ihrer Natur entsprechende; die gefundenen Verhältnißzahlen und Factoren gelten für die jedesmal ermittelte Zusammensetzung des untersuchten Productes mit Sicherheit und werden mithin auch für solche gleichstufige Producte, die nicht erheblich in ihrer leicht erkennbaren entsprechenden Zusammensetzung abweichen, eine mehr oder weniger maßgebende Geltung besitzen. Es sind also Näherungswerthe, wie sie zu technischen Zwecken und zur klareren Erkenntniß der im Großen hervorgerufenen Erscheinungen ohne Zweifel dienen können, und die um so näher an den wirklichen Mittelwerthen liegen, als auf Auswahl von normalen und auf Zusammenstellung von solchen Producten möglichste Sorgfalt verwandt worden ist, die als zu gleicher Arbeitsweise gehörig mit ziemlicher Sicherheit betrachtet werden können. Wenn gleiche oder ähnliche Bestimmungen in anderen Jahrgängen und in anderen Fabriken gemacht sind, so wird aus dem Mittel der erlangten Resultate allmählich |364| eine allgemein gültige Norm festgestellt werden können; bis dahin sollen diese Beiträge als Ermittelung für die gerade vorliegenden Verhältnisse, keine höhere als die ausgesprochene Bedeutung beanspruchen; doch hoffe ich, daß auch in diesem geringen Anfange einer systematischen Untersuchung manches Lehrreiche daraus entnommen werden kann, und daß dadurch vielleicht Veranlassung geboten wird, diesen Gegenstand auch anderweit vollständiger zur Untersuchung zu bringen.

Was nun die Ausführung der folgenden Bestimmungen betrifft, so mögen vorab einige allgemeine Erklärungen hier Platz finden:

Die untersuchten Säfte sind: roher Rübensaft, Scheidesaft, Dünnsaft nach vorheriger Saturation (mit Kohlensäure) und Filtration, Dicksaft und Syrup vom ersten Product; außerdem ist für den Dicksaft, ehe er aufs Filter geht, der Einfluß der Temperatur auf die Aräometeranzeige bestimmt worden; die näheren Angaben über die einzelnen Verhältnisse finden sich bei jedem Safte. Ich behalte mir vor, später ähnliche Untersuchungen für abweichend zusammengesetzte Rübensäfte und für andere Producte der Zuckerfabrication, Syrupe wie Zucker, in ähnlicher Weise auszuführen und damit eine nothwendige Ergänzung der vorliegenden zu geben.

Das angewandte Saccharometer war ein sehr genaues Balling'sches mit langer Scala, das die angegebenen Procente mit großer Schärfe ablesen ließ; es stimmt mit einem Brix'schen sehr genau überein und es sind daher der Kürze wegen die Procente der Lösung, als Aräometer-Procente mit Ar. bezeichnet. Die Bestimmung des Salzgehaltes ist durch Ermittelung des Aschengehaltes geschehen, und der gefundene Aschengehalt als Salzgehalt angenommen worden. Die schwache Seite dieser Methode braucht hier nicht erörtert zu werden; wir haben bei unserer unvollständigen Kenntniß über die Art der Verbindungen der unorganischen Bestandtheile in organischen Stoffen einstweilen keine bessere, und will ich nur deßhalb hier darauf aufmerksam machen, damit der Ausdruck Salz- oder Aschengehalt nicht mißverstanden werden möge. Bei Vorhandenseyn von Kalk ist die nothwendige Correction wegen der Aufnahme von Kohlensäure beim Eintrocknen und Einäschern gemacht worden, für die übrigen Vasen ist aber aus bekannten Gründen keine Rücksicht auf diesen Umstand genommen. Ueberhaupt stellen sich die durch die verschiedenen Ansichten über diese und ähnliche Punkte bewirkten Abweichungen als so gering heraus, daß sie bei der rein technischen Wichtigkeit des Gegenstandes einen praktisch erheblichen Einfluß auf die gewonnenen Resultate nicht auszuüben im Stande sind, und von solchen Unterschieden, die nur ein theoretisches Interesse bieten, konnten rein technische Untersuchungen sich sicher fern halten.

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Der Gang der Untersuchung für jeden einzelnen Saft wird aus den folgenden speciellen Angaben erhellen; daran mögen einzelne Bemerkungen über Resultate verschiedener Methoden zum selben Zwecke und hinzugehörige Bemerkungen geknüpft werden. Die Hauptzahlen jeder Untersuchung und die zur Vergleichung der einzelnen Säfte dienenden Zahlen werden in einer Uebersichtstabelle zusammengestellt und aus derselben auch die Factoren ersichtlich seyn, die zur Correction der gewöhnlichen Aräometer-Beobachtungen dienen müssen. Um diese Tabelle nicht unverhältnißmäßig anwachsen zu lassen, konnten indessen nicht alle Resultate darin aufgenommen werden und ist daher der Text als nothwendige Ergänzung derselben anzusehen.

Die Bestimmung des Zuckergehaltes durch Polarisation ist in jedem einzelnen Falle genau angegeben. Die Ermittelung der Trockensubstanz geschah durch Austrocknen des in einer Schale mit horizontalem Boden in geringer Höhe befindlichen Saftes in einem trockenen Luftstrom bei einer Temperatur von 110–120° C. Die Schale stand in einem dicht verschlossenen Kupfergefäß, durch welches der Strom so lang hindurch geleitet wurde, bis das Gewicht der Substanz in mehreren Wägungen constant blieb. Die Ermittelung des Kalkgehaltes wurde in der meist üblichen Weise auf alkalimetrischem Wege mittelst Normalsalpetersäure vorgenommen und sind die Ergebnisse dieser Bestimmung als „scheinbarer Kalkgehalt“ aufgeführt. Da bei dieser Methode aber weniger der Kalkgehalt als vielmehr die Alkalität gemessen wird, so schien eine Ermittelung des „wirklichen“ Kalkgehaltes angemessen. Sie geschah mittelst Fällung durch kleesaures Ammoniak, Lösung in Salzsäure und Titriren mit Chamäleon. Es ist auffallend, daß der wirkliche Kalkgehalt bei dem Scheidesaft und dem Dünnsaft geringer,56) bei dem Dicksaft aber größer ist als der scheinbare. Die Gegenwart der geringen Menge Ammoniak kann allein die Ursache davon nicht sehn.

Nach diesen allgemeinen Bemerkungen mögen hier die Resultate, wie sie für die untersuchten Säfte erlangt wurden, aufgezählt seyn. Die Säfte sind sämmtlich aus der Campagne 1859–60.

I. Roher Rübensaft.

Durchschnitt von circa 4–5 Cntrn. Rübenbrei, ohne Wasserzusatz.

1) Einfluß der Temperatur auf die Aräometeranzeige.

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Gewicht des Saftes bei 4° C. – 12,9 Proc. Ar.
„ „ „ „ 21° C. – 12,2 Proc.
–––––––––––––––––––––––
Differenz für 17° C. – 0,7 Proc. oder für 1° C. – 0,04 Proc.
1 Proc. Ar. kommt also auf eine Temperaturdifferenz von 24° C.

Das Gewicht des Saftes, der wenige Minuten nach dem Auffangen gewogen wurde, zeigte sich übrigens auch nach mehreren Stunden noch unverändert, woraus hervorgeht, daß die etwa vorhandenen Luftblasen ohne Einfluß sind. Die sonst wohl vorgeschriebene vorherige Filtration – zur Vermeidung der Luftblasen – erwies sich übrigens wegen des äußerst langsamen Durchlaufens des Saftes durchs Filtrum als vollkommen unanwendbar, und ist dazu nicht einmal längeres Stehenlassen erforderlich.

Die Differenz der Aräometeranzeigen, wie sie für die gewöhnlich vorkommenden Temperaturen zwischen 4° und 21° gefunden wurde, zeigte sich bei größerer Wärme nicht gleich, indem sie zwischen 16° und 32° C. schon 0,06 Proc. auf den Grad ausmacht. Es liegt hier offenbar eine Veränderung des Saftes beim Erwärmen zu Grunde, indem dieser größere Unterschied auch nach dem Erkalten bleibt. Da aber öfters schon erwärmte Säfte gewogen werden, so wurde eine Probe Saft auf 50° C. erwärmt und dann das Gewicht bei 8° und bei 40° bestimmt; es zeigt sich

bei 8° C. – 12,2 Proc. Ar.
40° C. – 10,1 Proc.
–––––––––––––––––––––––
Unterschied für 32° C. – 2,1 Proc. oder für 1° C. – 0,066.
Mithin 1 Proc. Ar. für 15° C.

2) Wirkliche Trockensubstanz. Von 52,52 Grm. Saft wurden erhalten 6,09 Grm. oder 11,59 Proc. trockener Rückstand. Es beträgt also die Differenz zwischen der Aräometeranzeige und dem wirklichen Gehalt für diese Saftschwere 0,81 oder 6,53 Proc. weniger als die erstere. In runder Zahl wäre also von der Aräometeranzeige 1/15 in Abzug zu

3) Zuckerbestimmung. Die Polarisation auf gewöhnlichem Wege ergab 10,14 Proc. des Saftes.

4) Salzgehalt (Aschengehalt). Aus 105,03 Grm. Saft wurden nach dem Trocknen und Einäschern unter Anwendung von etwas Salpetersäure und dann von kohlensaurem Ammoniak erhalten 0,59 Grm. oder 0,56 Proc. Asche. Beim Auflösen dieser Asche zu 100 Kubikcentimeter Lösung (dem Volumen des verbrannten Saftes) in Wasser, unter Zusatz von einigen Tropfen Salzsäure, wurde eine Lösung von 1,6 Proc. Ar. erhalten. Es ist dadurch wenigstens annähernd die Probe gemacht, daß diese Menge Salze wirklich ein viel höheres Gewicht von Aräometer anzeigen muß, als dem Procentgehalt der Lösung entspricht.

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5) Vergleich der erlangten Zahlen.

Scheinbare Zusammensetzung
(nach Aräometer und Polarisation)
Wirkliche Zusammensetzung
(nach den directen Bestimmungen).
Zucker 10,14 Zucker 10,14
Salze u. Extractivstoffe* 2,26 Salze 0,56
––––– Extractivstoffe 0,89
12,40 Proc. Ar. ––––––
Wirkl. Trockensubstanz 11,59
Es sind demnach vorhanden, auf 100 Theile Zucker 5,5 Th. Salze,
8,5 Th. Extr.-Stoffe,
auf 100 Theile Trockensubstanz 87,5 Th. Zucker,
4,8 Th. Salze.
Scheinbar vorhanden sind demnach 2,26 Proc. fremde Substanzen;
wirklich nur 1,45 Proc.
Folglich entspricht für Rübensaft 1 Proc. Ar. = 0,64 Proc. wirkl. vorhandenen
fremden Substanzen, und 1 Proc. fremder Substanzen = 1,56 Proc. Ar.

Nimmt man nun an, wofür allerdings vieles zu sprechen scheint, daß die Extractivstoffe auf die Aräometeranzeige ohne bemerkenswerthen Einfluß sind, so ist die scheinbare Anzeige für 0,56 Proc. Salze 2,26 Ar., oder für 1 Proc. Salze 4 Proc. Ar.; mithin 1 Proc. Ar. in der That nur 0,25 Proc. Salze, ein Verhältnis, welches für den directen Schluß auf den Salzgehalt der Säfte von Wichtigkeit ist.

Nimmt man dagegen an, daß die Extractivstoffe in Lösung dieselbe Aräometeranzeige bewirken wie Zucker, so bleibt

1,37 Proc. Ar. für 0,56 Proc. Salze oder
1 Proc. Ar. für 0,41 Proc. Salze,
mithin 1 Proc. Salze = 2,45 Proc. Ar.,

ein Verhältniß, das ebenfalls alle Beachtung verdient und von den bisherigen Ansichten sehr bedeutend abweicht.

Einige andere interessante Vergleichszahlen s. in der Tabelle.

II. Scheidesaft.

Um denselben in Bezug auf seinen Gehalt mit dem Rübensaft, aus welchem er hervorgegangen, vergleichen zu können, wurde der unveränderte Saft eines Scheidekessels (natürlich wie gewöhnlich durch das auf die Rübe gezogene Wasser verdünnt) bei 15° gewogen und polarisirt. Derselbe zeigte bei 11,70 Proc. Ar. einen Zuckergehalt von 9,13 Proc.

1) Einfluß der Temperatur. Nachdem der Saft mit 18 Pfd. Kalk auf 1000 Quart Saft geschieden worden, wurde eine Probe des blank gelaufenen Saftes zur weitern Untersuchung genommen. Dieser Scheidesaft wog:

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bei 15° – 11,6 Proc. Ar.
bei 54° – 8,6 Proc.
––––––––––––––––––––
Unterschied für 39° – 3 Proc. oder für 1° C. – 0,08 Proc.; es kommt
also 1 Proc. Ar. auf einen Temperaturunterschied von 13° C.

Das Volumen der zugesetzten Kalkmilch betrug 4 Proc. vom Volumen des Saftes; mithin war eine erhebliche Erhöhung (etwa 0,5 Proc.) des spec. Gewichtes durch den Kalkzusatz bewirkt worden.

2) Wirkliche Trockensubstanz. 52,35 Grm. des durch Papier filtrirten Saftes – der dasselbe specifische Gewicht wie der unfiltrirte zeigte – ergaben 5,78 Grm. oder 11,04 Proc. Trockensubstanz. Von dieser Zahl ist für die Zunahme des Gewichtes, welche beim Trocknen durch Aufnahme an Kohlensäure stattfindet, im geringsten Falle 0,13 Proc. abzuziehen (s.u. unter 4 und 6); es bleiben mithin als Trockensubstanz 10,91 Proc. Die Differenz für Scheidesaft von diesen Gehalten ist also 0,69 Procent oder sehr nahe 6 Procent vom ursprünglichen Aräometer-Procentgehalt. Diese Differenz ist etwas geringer als bei rohem Rübensaft, weil der gelöste Kalk das spec. Gewicht verhältnißmäßig stark erhöht.

3) Zuckerbestimmung. Da nach früheren Untersuchungen57) der Kalkgehalt von wesentlichem Einfluß auf die Polarisation ist, so wurde der Saft nach dem Fällen mit Bleiessig und Abfiltriren mit Essigsäure sauer gemacht, dann polarisirt und das Resultat nach dem Volumen dieser beiden Zusätze corrigirt. Es wurde nur 8,52 Proc. Zucker gefunden. Fügt man zu dieser geringen Zahl auch noch 4 Proc. für die zugekommene Kalkmilch hinzu, so erhält man doch nur 8,86 Proc., viel weniger als die Polarisation des ursprünglichen Saftes aus demselben Scheidekessel. In Folge dieser auffallenden Erscheinung wurde eine andere Probe des gleichen Saftes mit 1/4 Volumen eines Gemisches von Bleiessig und Essigsäure gemischt und das Filtrat polarisirt. Diese Methode, ergab 9,59 Prc. Zucker. Bedenkt man, daß durch das Wasser und die Kalkmilch etwas Salze zugeführt werden, so wird man dieses Resultat, welches auch in anderen Beziehungen gut stimmt, als das richtige erkennen, wobei es immer räthselhaft bleibt, weßhalb bei successiver statt gleichzeitiger Anwendung von Bleiessig und Essigsäure eine so erheblich geringere Polarisation erhalten wird. Wiederholte Versuche haben diesen Umstand für kalkhaltige Scheidesäfte bestätigt; es wäre denkbar, daß dieselben eine links drehende Substanz enthielten, die nur so gefüllt würde, oder daß vielleicht bei der ersteren Methode |369| etwas Zuckerkalk mitgefällt worden. Zeigt sich diese Eigenthümlichkeit auch in anderen Jahrgängen, so wird wohl eine bestimmtere Erklärung zu erwarten seyn. In wie weit die anderwärts beobachtete (Zeitschrift des Vereins für Rübenzuckerindustrie, Heft 69) Erscheinung der Ab- oder Zunahme der Polarisation bei der Scheidung hiermit zusammenhängt, vermag ich nicht zu beurtheilen, da die Umstände bei beiden Untersuchungen nicht die gleichen waren. Die Zunahme der Polarisation, welche bei dem in Rede stehenden Scheidesaft angenommen werden kann, steht aber nicht vereinzelt da, wenn auch der erwähnte Einfluß der Methode anderwärts noch nicht beobachtet worden zu seyn scheint. Jedenfalls darf 9,59 Proc. als der Zuckergehalt des Saftes gelten.

4) Kalkbestimmung. a) Scheinbarer Kalkgehalt, durch Salpetersäure gemessen: 20 Kubikcentimeter erforderten 1,8 Kubikc. Normalsäure; dieß ergibt 0,241 Proc. Kalk. (Nimmt man das Gewicht des Saftes gleich dem des Wassers an, so folgt 0,252 Proc., eine Zahl die man als den Kalkgehalt „nach dem Volumen“ bezeichnen kann, indem in der Regel die Berechnung auf das wahre specifische Gewicht ausgelassen werden kann.)

b) Wirklicher Kalkgehalt (durch Oxalsäure und Chamäleon) gefunden 0,162 Proc. (oder 0,17 Proc. nach dem Volumen). Es ist um so anfallender, daß dieser wahre Kalkgehalt geringer ist als der scheinbare (indem man außer dem freien auch an Säuren gebundenen Kalk erwarten sollte), als in der Campagne 1858–59 das Umgekehrte stattfand. Das Verhältniß hat sich durchgängig bei allen Wiederholungen des Versuchs bestätigt. Die höhere Zahl 0,24 Proc., welche die Alkalität des Saftes ausdrückt, das Alkali als Kalk berechnet, rührt zum Theil von dem Vorhandenseyn an freiem Ammoniak her. Will man dessen Einfluß beseitigen, so kann man den Saft bis zum Verschwinden des Geruchs kochen, muß aber natürlich dann das ursprüngliche Volumen wieder herstellen, was in der Regel zu umständlich ist. Im Allgemeinen wird sich indessen das Verhältniß zwischen Alkalität und wirklichem Kalkgehalt in einer Campagne constant bleiben, und es ist ja die Alkalität – ob von Kalk, Kali oder Ammoniak herrührend – an sich doch das praktisch Wichtigste. Bevor aber dieses Verhältniß, wie es gewiß verdient, näher untersucht ist, schien es wünschenswerth, beide Bestimmungen zu machen, wie dieß dann auch für die folgenden Säfte geschehen ist. Zur Berechnung in der Zusammensetzung kann natürlich nur der durch Oxalsäure gefällte Kalk kommen.

Beim Eintrocknen absorbiren die 0,162 Theile Kalk 0,13 Th. Kohlensäure, welche Menge also von der Trockensubstanz abgezogen werden |370| muß, wie auch oben geschehen. In wiefern diese Zahl ganz genau ist, müssen freilich specielle genaue Versuche lehren, da wohl die Gegenwart des Kalis (das Ammoniak verdunstet) einen Einfluß auf dieselbe haben könnte; doch kann der Unterschied jedenfalls nicht von Erheblichkeit seyn, wie denn selbst diese Zunahme kaum nennenswerth ist und für praktische Berechnungen außer Acht gelassen werden kann.

5) Salzgehalt. 52,35 Grm. gaben nach dem Einäschern (wie bei I) 0,45 Grm. oder 0,86 Proc. Salze. Nach Abzug des kohlensauren Kalkes (0,16 + 0,13) bleiben 0,57 Proc. als eigentlicher Salzgehalt. Beim Auflösen der Asche in Wasser mit einigen Tropfen Salzsäure zum ursprünglichen Volumen des Saftes, resultirte eine Flüssigkeit von 3 Proc. Ar.

6) Vergleich der erlangten Zahlen.

Scheinbare Zusammensetzung. Wirkliche Zusammensetzung.
Zucker 9,59 Zucker 9,59
Salze und Extractivstoffe 2,01 Salze (nach Abzug der durch den
Kalk absorbirt. Kohlensäure)

0,73
––––– Extractivstoffe 0,59
Angezeigte 11,60 Proc. Ar. –––––
10,91
Es sind demnach vorhanden: auf 100 Th. Zucker: Salze incl. Kalk 7,6 Proc.
„ excl. Kalk 5,9 Proc.
Extractivstoffe 6,1 Proc.
auf 100 Th. Trockensubstanz: Zucker 87,9 Proc.
Salze incl. Kalk 7,1 Proc.
„ excl. Kalk 5,2 Proc.

In dem Scheidesafte sind demnach am Aräometer angezeigt 2,01 Proc. fremde Stoffe; wirklich vorhanden (incl. caust. Kalk) jedoch nur 1,32. Es zeigt also 1 Proc. Ar. in diesem Safte 0,61 Proc. Substanz an; oder es wird 1 Proc. fremder Substanzen am Aräometer angedeutet durch 1,5 Proc. Ar.

Nimmt man nun an, daß die Extractivstoffe auf das Aräometer ohne Einfluß sind, so ist für die Salze

2,11 Proc. Ar. = 0,73 Proc. Salze oder

1 Proc. Ar. = 0,36 Proc. Salze; und 1 Proc. Salze = 2,7 Proc. Ar.; sehr ähnlich wie für den rohen Rübensaft. Betrachtet man bei dieser Unterstellung den Kalkgehalt als constant, was man für gleichbleibende Arbeit thun kann, so würden 2,01 Proc. Ar. anzeigen 0,57 Proc. fremde Salze, oder 1 Proc. Ar. 0,28 Salze; 1 Proc. fremde Salze würde also am Aräometer sich darstellen als 3,5 Proc.

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Geht man dagegen von der Voraussetzung aus, daß die Extractivstofflösung sich gegen das Aräometer wie Zuckerlösung verhält, so ist

2,01 Proc. Ar. = 0,73 Proc. Salze incl. oder 0,57 Proc. excl. Kalk
oder 1 = 0,51 0,40
mithin 1 Proc. Salze incl. Kalk = 1,9 Proc. Ar. und endlich
1 excl. = 2,5

Letztere Zahl entspricht sehr genau der oben I,6 zu Ende gegebenen.

III. Filtrirter Dünnsaft.

Nach der Scheidung ist der Saft mit Kohlensäure saturirt, aufgekocht und über Kohle von 9–10 Proc. Gehalt an Kalk (auf kohlensauren berechnet) filtrirt.

1) Einfluß der Temperatur. I. Durchschnittsmuster von 4 Filtern in verschiedenen Stadien der Abnutzung

15° – 9,1 Proc. Ar.
62° – 4,4 Proc.
–––––––––––––––––––
Unterschied für 47° – 4,7 Proc. oder für 1° – 0,1 Proc.
oder 1 Proc. für 10° C.

Dieser Saft, ist ausnahmsweise dünn und verhält sich in Bezug auf diese Differenz etwas abweichend vom normaleren Saft. Die Resultate für schwerere Säfte sind folgende:

II. Ein Filter, 14 Stunden benutzt. III. Ein Filter, 2 Stunden gelaufen.
15° – 12,4 Proc. Ar. 15° – 10,8 Proc.
55° – 9,0 Proc. „ 58° – 7,2 Proc.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Unterschied für 40° – 3,4 Proc. „ 43° – 3,6 Proc.
1° – 0,085 1° – 0,084

Mithin 1 Proc. für 12° C.

Zur weiteren Untersuchung wurde eine Probe aus II und III zu gleichen Theilen gemischt. Zur Controle des scheinbaren und wirklichen Kalkgehaltes wurde I ebenfalls untersucht und genau die gleichen Zahlen auf 100 Theile Saft erhalten; auf 100 Thl. Zucker enthält jener Dünnsaft also ein Plus an Kalk; dieß mag wohl der Grund für dessen abweichendes Verhalten in der Aräometeranzeige bei verschiedener Temperatur seyn.

Der untersuchte Saft wog, der Rechnung entsprechend, 11,60 Proc. Aräometer bei 15° C.

2) Wirkliche Trockensubstanz. 52,20 Grm. gaben 5,82 oder 11,15 Proc. Trockensubstanz. Die Correction für die Kohlensäureabsorption s.u. b. 6.

Die Differenz für die Schwere beträgt hier 0,45 oder 3,9 Proc. der Aräometeranzeige.

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3) Zuckerbestimmung. Die Polarisation des nur mit Essigsäure vermischten Saftes ergab dessen Zuckergehalt mit 10,10 Proc.

4) Kalkbestimmung. a) Scheinbarer Kalkgehalt 0,053 Proc. (oder 0,056 nach dem Volum).

b) Wirklicher Kalkgehalt 0,031 Proc. (oder 0,033 nach dem Volum).

Da hier ganz ähnliche Verhältnisse auftreten wie für den Scheidesaft, so gilt das Oben für diesen Bemerkte in entsprechender Weise auch für den filtrirten Dünnsaft.

5) Salze. 52,23 Grm. Saft lieferten beim Eindampfen, Einäschern (und Behandeln der Asche mit kohlensaurem Ammoniak) 0,28 Grm. oder 0,53 Proc. Asche. Hiervon bestehen nach dem Vorhergehenden 0,05 aus kohlensaurem Kalk, so daß der eigentliche Salzgehalt nur 0,48 Proc. beträgt. Diese Aschenbestimmung kann füglich dazu dienen, um im Vergleiche mit derjenigen des entsprechenden Scheidesaftes die Frage zu beantworten, ob die Kohle Salze aufnimmt oder nicht.58) Zu dem Ende ist jedoch der ungleichen Schwere des Saftes wegen der Gehalt jedesmal auf 100 Th. Zucker zu berechnen. Man vergleiche deßhalb die unten gegebene

6) Vergleich der erlangten Zahlen.

Scheinbare Zusammensetzung. Wirkliche Zusammensetzung.
Zucker 10,10 Zucker 10,10
Salze und Extractivstoffe 1,50 caustischer Kalk 0,03
––––– Salze 0,48
Aräometeranzeige 11,60 Extractivstoffe 0,52
–––––
Trockensubstanz 11,13
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Es sind also am Aräometer angezeigt 1,50 Proc. und wirklich vorhanden 1,03 Proc. fremde Substanzen;

1 Proc. Ar. ist also = 0,69 Proc. fremde Stoffe,
1 Proc. fremde Stoffe = 1,45 Proc. Ar.

Für die Annahme, daß Extractivstoffe am Aräometer keine Veränderung bewirken, ist 1,5 Proc. Ar. = 0,51 Proc. oder 1 Proc. Ar. = 0,34 Proc., mithin 1 Proc. Salze = 2,94 Proc. Ar. Da nur sehr wenig Kalk vorhanden, so ändert die Rücksicht auf diese Verhältnißzahlen nur unbedeutend.

Zieht man für den Gehalt an Extractivstoffen gleiche Aräometeranzeige ab, so bleibt 0,98 Ar. = 0,51 Proc. Salze (incl. Kalk) und 1 Proc. Ar. = 0,52 Proc. Salze, oder 1 Proc. Salze = 1,9 Proc. Ar.

Alle diese Zahlen weichen von den für den Scheidesaft gefundenen nicht erheblich ab. Weitere Vergleiche s.u. in der Tabelle.

IV. Dicksaft vor der Filtration, unmittelbar nach dem Einkochen im Robert'schen oder Tischbein'schen Apparat.

Für diesen wurde nur der Einfluß der Temperatur auf die Aräometeranzeige bestimmt. Derselbe zeigt nämlich:

bei 15° – 57 Proc.
– 50° – 54 Proc.
––––––––––––––––––––
Unterschied für 35° – 3 Proc.
1° – 0,09 Proc.

oder 1 Proc. Ar. auf je 12° C.

V. Dicksaft vom Filter.

Durchschnittsprobe von dem mit Blut aufgekochten und über Sackfilter und ein doppeltes Kohlenfilter filtrirten Dicksaft.

1) Einfluß der Temperatur. Aräometeranzeige.

bei 15° – 53 Proc.
– 46° – 51 Proc.
––––––––––––––––––––––
Differenz für 31° – 2 Proc.
1° – 0,06 Proc.

mithin 1 Proc. Aräometer auf 15° C.

2) Trockensubstanz. 13,05 Grm. Dicksaft ergaben 6,69 Grm. oder 51,26 Proc. Trockensubstanz. Da die Bestimmung des Kalkes (s.u.) 0,045 Proc. ergab, so sind hiervon 0,08 Proc. für absorbirte Kohlensäure abzuziehen und es bleibt also für die eigentliche Trockensubstanz 51,18 Proc.

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3) Zuckerbestimmung. Durch Vermischen von 49,2 Grm. Saft mit ihrem vierfachen Gewichte Wasser (wobei eine Lösung von 10,6 Proc. Aräometer erhalten wurde) wurde eine 9,13 Proc. polarisirende Lösung erhalten. Der absolute Zuckergehalt des Saftes ist demnach 45,65 Proc.

Um den relativen Zuckergehalt zu finden, gibt es verschiedene Wege.

a) Bei Annahme der Aräometeranzeige folgt aus der Zahl 45,65 der relative Zuckergehalt oder die Polarisation auf 100 trockene Substanz mit 86,13 Proc. Dieselbe Zahl ergibt sich, wenn man die Rechnung aus dem Gewichte (10,6 Proc.) und der Polarisation (9,13 Proc.) der verdünnten Lösung anstellt.

b) Bei Annahme der direct gefundenen wirklichen Trockensubstanz ergibt die Polarisation 45,65 den richtigen relativen Zuckergehalt mit 89,19 Proc. der trockenen Substanz.

c) Die Polarisation auf dem gewöhnlichen Wege, nämlich bei dem bestimmten normalen specifischen Gewichte ergab 86,0 Proc. der Trockensubstanz. Hieraus folgt bei der gewöhnlichen Annahme der Aräometerprocente der absolute Zuckergehalt mit 45,58 Proc.

Man ersieht hieraus, daß die beiden auf die Aräometeranzeige basirten Ermittelungen a) und c) nahe dasselbe Resultat geben, daß beide von den richtigen b) aber nicht unbedeutend abweichen. Der auf gewöhnlichem Wege ermittelte absolute Zuckergehalt stimmt mit dem richtigen sehr nahe überein: es wird hier der eine Fehler ziemlich genau durch den zweiten gleichartigen aufgehoben.

4) Kalkbestimmung.

a) Scheinbarer Kalkgehalt. Die wie oben bei 3) verdünnte Lösung ergab auf 100 Kubikcent. 0,0112 Kalk. Demnach enthält der Dicksaft nach dem Gewicht 0,045 Proc. Kalk (nach dem Volum 0,056 Proc.).

b) Wirklicher Kalkgehalt. Die Asche von 9,98 Grm. Dicksaft gab 0,010 Grm. oder 0,10 Proc. vom Gewicht des Dicksaftes (entsprechend 0,18 kohlensaurem) Kalk.

Bemerkenswerth ist, daß hier – nach dem Einkochen und zweiten Filtriren – das Verhältniß zwischen dem alkalimetrisch erkennbaren und dem wirklichen Kalkgehalt umgekehrt erscheint. Der Vorgang würde nur durch Untersuchung des Kalkgehaltes auf beide Arten in verschiedenen Stadien der Concentration des Saftes während des Kochens aufgehellt werden können.

5) Salze. Zwei Versuche ergaben im Mittel 2,62 Proc. mit kohlensaurem Ammoniak geglühte Asche. Hiervon ist nach dem Obigen 0,18 kohlensaurer Kalk; es bleiben also für Salze 2,44 Proc.

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Die Berechnung auf 100 Zucker, resp. Trockensubstanz s.u. in der Tabelle.

6) Vergleich der erlangten Zahlen.

Scheinbare Zusammensetzung. Wirkliche Zusammensetzung.
Zucker
Salze u. Extractivstoffe
(syrupbildende)
Bestandtheile
45,58


7,42
Zucker
caustischer Kalk
Salze
Extractivstoffe
45,65
0,10
2,44
2,99




5,53


51,18
Wasser 47,00 Wasser 48,82
–––––– –––––
100,00 100,00

Demnach ist die scheinbare Trockensubstanz 53 Proc. Ar.; die wirkliche 51,18; die Differenz 1,82 oder 3,4 Proc. weniger als die Aräometeranzeige.

Scheinbar vorhanden sind fremde Substanzen 7,42 Proc.,
wirklich 5,53 Proc.,

also ist 1 Proc. Ar. = 0,74 Proc. fremde Substanz und 1 Proc. fremde Substanz = 1,34 Proc. Ar.

Betrachtet man die Aräometeranzeige 7,42 als nur von den Salzen herrührend, so ist 1 Proc. Ar. = 0,34 Proc. Salze, mithin 1 Proc. Salze = 2,92 Proc. Ar. (Alles incl. der geringen Menge Kalk.) Zieht man dagegen für die Extractivstoffe die gleiche Aräometeranzeige ab, so bleibt

4,43 Proc. Ar. = 2,54 Proc. Salze,

1 Proc. Ar. = 0,57 Proc. und 1 Proc. Salze = 1,74 Proc. Ar.

VI. Syrup vom I. Product abgelaufen.

Der im Vacuum fertig gekochte Dicksaft war auf Bastardformen gefüllt und nach erfolgter Krystallisation zum Abtropfen hingestellt worden. Der solchergestalt freiwillig ablaufende klare Syrup, welcher also durch zweites Einkochen das II. Product lieferte, ist wie der Dicksaft (I. Product) untersucht worden.

1) Einfluß der Temperatur. Der Bastardsyrup zeigte

bei 15° 73,8 Proc. Ar.
„ 45° 71,0 Proc. Ar.
––––––––––––––––––––––––––––––––––
Differenz für 30° 2,8 Proc. Ar.
„ 1° 0,09 „ Ar.; mithin 1 Prc. Ar. auf 11° C.

2) Trockensubstanz. 13,42 Grm. Syrup lieferten 9,27 Grm. oder 69,08 Proc., und nach Abzug der absorbirten Kohlensäure (s.u.) 68,89 Proc. Trockensubstanz. Es beträgt also der Unterschied zwischen der scheinbaren und der wirklichen Trockensubstanz 4,91 Proc. Ar. oder 6,6 Proc. der ursprünglichen Aräometeranzeige.

|376|

3) Zuckerbestimmung. 155 Grm. Syrup mit 465 Gr. Wasser gaben eine Lösung von 18,7 Proc. Ar. (statt von 18,45 Proc.); sie polarisirte 13,98. Der absolute Zuckergehalt ist also 55,92 Proc.

Der relative Zuckergehalt wurde, wie beim Dicksaft, auf verschiedene Weise ermittelt.

  • a) Aus der Zahl 55,92 Proc. und der Aräometeranzeige des Syrups berechnet er sich auf 75,8 Proc. der trockenen Substanz.
  • b) Aus der Zahl 55,92 und der wirklichen Trockensubstanz folgt der wahre relative Zuckergehalt mit 81,03 Proc.
  • c) Auf gewöhnlichem Wege polarisirt gab der Syrup 74,6 Proc. der Trockensubstanz; hieraus folgt der absolute Zuckergehalt zu 54,05. Aus der Aräometeranzeige (hier höher als sie eigentlich seyn sollte) und der Polarisation der (s. o.) verdünnten Syruplösung berechnet sich der relative Zuckergehalt zu 74,7 Proc. Natürlich ist von diesen vier Ermittelungen nur die zweite genau und richtig, da sie unabhängig von jeder unrichtigen Aräometeranzeige ist.

4) Kalkbestimmung.

a) Scheinbarer Kalkgehalt. Aus der alkalimetrischen Probe der verdünnten Syruplösung folgt der scheinbare Kalkgehalt des Syrups zu 0,062 Proc. (dem Gewichte nach).

b) Wirklicher Kalkgehalt. Die Asche von 6,60 Grm. Syrup enthielt 0,029 Grm. kohlensauren Kalk, entsprechend 0,25 Proc. caustischem Kalk im Syrup. Diese absorbiren 0,19 Proc. Kohlensäure und geben 0,44 Proc. kohlensauren Kalk.

5) Salze. Im Mittel von zwei Versuchen wurden 7,14 Proc. Asche, oder nach Abzug der 0,44 Proc. kohlensauren Kalks 6,70 Proc. Salze gefunden.

Die Berechnung auf 100 Thle. Zucker u.s.w. s.u. in der Tabelle.

6) Vergleich der erlangten Zahlen.

Scheinbare Zusammensetzung. Wirkliche Zusammensetzung.
Zucker
Salze und Extractivstoffe
(syrupbild.
Bestandtheile)
54,05


19,75
Zucker
caustischer Kalk
Salze
Extractivstoffe
55,92
0,25
6,70
6,02




12,97


68,89
Wasser 26,20 Wasser 31,11
––––– –––––
100,00 100,00

Der Unterschied zwischen der scheinbaren und der wirklichen Trockensubstanz beträgt also 4,91 Proc. Ar., oder es ist die letztere 6,65 Proc. geringer als die Aräometeranzeige.

|377|

Scheinbar vorhanden sind 19,75 Proc. fremde Substanzen, wirklich 12,97 Proc.

1 Proc. Ar. zeigt also an 0,66 Proc. wirklich vorhandene fremde Substanzen

und 1 Proc. fremde Substanzen entspricht 1,52 Proc. Ar.

Werden die Extractivstoffe nicht berücksichtigt, so ist

19,75 Proc. Ar. = 6,88 Proc. Salze,
1 Proc. Ar. = 0,35 Proc. Salze,
1 Proc. Salze = 2,87 Proc. Ar.

Diese Zahl, auf deren Bestimmung es besonders ankommt, da nach derselben vielfach der relative Werth der einzelnen Säfte geschätzt wird, ist also so nahe constant, daß man mit für die Praxis ausreichender Genauigkeit sagen kann, daß von der Differenz zwischen Aräometeranzeige und Polarisation je 3 Proc. auf einen Gehalt von 1 Proc. Salze kommen.

Nimmt man aber an, daß die Extractivstoffe ebensoviel Procente am Aräometer zeigen, wie eine Zuckerlösung von gleichem Gehalte, so bleiben nur

13,66 Proc. Ar. für 6,88 Proc. Salze, oder
1 Procent Ar. für 0,50 Proc. Salze,
mithin 1 Proc. Salze für 1,99 Proc. Ar.

––––––––––––

Einige der interessantesten Zusammenstellungen und Vergleiche werden sich nun aus der Betrachtung der folgenden Tabelle ergeben. Ich bemerke nur noch, daß Scheidesaft und Filtersaft so gewählt sind, daß letzterer als aus ersterem hervorgegangen zu betrachten ist, daß dieß jedoch nicht mit Sicherheit auf den Ursprung aus einem dem untersuchten Rübensafte gleichen Rohproduct anzunehmen ist. Ebenso ist Dicksaft und Syrup zwar als aufeinander folgende Producte zu betrachten, jedoch zu einer andern Zeit aus der Fabrik entnommen, so daß namentlich der Dicksaft – wie auch die Zahlen der Tabelle beweisen – nicht als aus dem untersuchten Dünnsaft hervorgegangen angesehen werden kann. Um die Fragen über Verbesserung der Säfte in den verschiedenen Fabricationsstadien mit Sicherheit zu entscheiden, ist bei einer spätern, eigens zu diesem Zwecke anzustellenden Arbeit natürlich auf diesen Umstand die größte Sorgfalt zu verwenden.

|378| |379|
Textabbildung Bd. 157, S. 378–379
|365|

In der Campagne 1858–59 hatte das Gegentheil stattgefunden.

|367|

Hierunter sind alle fremden Stoffe organischen Ursprungs zu verstehen.

|368|

Polytechn. Journal Bd. CLVI S. 40.

|372|

Wenn diese Methode auch nicht Anspruch auf Genauigkeit machen kann, so läßt doch die Hohe der erhaltenen Zahlen (s. d. Tabelle) über die Absorption keinen Zweifel, und es hat dieser Weg jedenfalls den Vorzug vor dem von Hrn. Dr. Weiler (Zeitschrift des Vereins für Rübenzuckerindustrie, Heft 66 S. 113 ff.), daß er der Praxis entsprechender ist. Wenn man Kohle, welche Salze und dgl. absorbirt hat, mit einer hinlänglichen Menge Wassers behandelt, wie dieß von Hrn. Dr. W. geschehen, so unterliegt es keinem Zweifel, daß sich allmählich Alles, namentlich der Salzgehalt wieder auswaschen läßt; ein ganz anderes aber ist es, ob nicht, ehe das Auswaschen begann, ein gewisses Quantum absorbirt, also der Salzgehalt der über die Kohle gegangenen Säfte vermindert worden. Dieß läßt sich nur durch Untersuchung von Fabriksäften oder Filterkohlen vor und nach der Filtration ermitteln. Wird beim nachherigen Absüßen, wie es in der Praxis vorgenommen wird, der Salzgehalt wieder aus der Kohle ganz oder theilweise aufgenommen – was ebenfalls durch specielle Versuche zu ermitteln ist – und also im Süßwasser ein verhältnißmäßig schlechteres Product erhalten, so ergibt sich die Zweckmäßigkeit, um die Verbesserung des Saftes nicht zu beeinträchtigen, die Süßwasser abgesondert zu verarbeiten, was ja auch, wo es die Umstände erlauben, vielfach geschieht. Eine eingehendere Untersuchung dieser Verhältnisse lag dem Gegenstande dieser Arbeit zu fern, obgleich die Hauptthatsache wohl durch die angestellten Vergleiche festgestellt ist. Eine besondere Reihe von Bestimmungen in der angegebenen, der Praxis entsprechenden Weise angestellt, wird Gelegenheit geben die Absorptionsgröße für die Filtration vor und nach dem Absüßen näher festzusetzen.

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