Titel: Stammer's Chromoskop zur Bestimmung der Farbe von Rohzuckern, Syrupen etc.
Autor: Stammer, Karl
Fundstelle: 1861, Band 159, Nr. XCVI. (S. 341–355)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj159/ar159096

XCVI. Die Bestimmung der Farbe von Rohzuckern, Säften und Syrupen aus der Zuckerfabrication, sowie der entfärbenden Kraft der Kohle, vermittelst des Stammer-Greiner'schen Chromoskops; von Dr. C. Stammer.

Mit einer Abbildung auf Tab. VI.

Farben von Zuckersäften, Syrupen und Rohzuckern wurden bisher nur geschätzt, weil es an einem Instrument, welches sie genauer zu bestimmen erlaubte, noch fehlte. Zur Ermittelung der entfärbenden Kraft der Knochenkohle wurde das Greiner'sche Decolorimeter wohl hier und da angewandt, ohne jedoch in Folge leicht erklärlicher Umstände eine ganz allgemeine Anwendung finden zu können.

Wie unsicher bloße Schätzungen von Farben nach dem Augenscheine sind, ist indessen allgemein bekannt. Nicht allein haben die Dimensionen der Gläser, worin die Säfte gesehen werden, der Hintergrund u.s.w. den größten Einfluß; auch der subjective Eindruck und mithin unser Urtheil von dem Gesehenen ist von so vielen, zum Theil ganz außerhalb der Controle liegenden Umständen abhängig, daß eine sichere Erklärung |342| über die größere oder geringere Helligkeit des einen oder andern Productes wohl nur bei unmittelbarem Vergleiche zweier Objecte gegeben werden kann, und selbst dann ist ein Ausspruch über den Grad der Verschiedenheit in keiner Weise möglich. Wie sehr müssen daher die Urtheile über den Vortheil des einen oder andern Verfahrens, der einen oder andern Filtration, und über die Güte des einen oder andern Rohzuckers u.s.w. aus einander gehen, wenn dabei die Farbe maßgebend seyn soll! Wohl jeder Zuckerfabrikant, der sich die Begründung seiner Ansichten, sowie die Ermittelung der vortheilhaftesten Methoden angelegen seyn ließ, hat dieß schon erfahren. Es ließen sich noch zahlreiche andere Fälle, wie der Verkauf oder Ankauf von Syrup oder Rohzucker nach Probe, die Wirkung der einen oder andern Gährungsweise auf die Kraft der Kohle u.s.w. anführen, in denen die Bestimmung der Farbe von Producten der Zuckerfabrication von größtem Interesse ist, und der Mangel an einem dazu geeigneten Verfahren bis jetzt mannichfache und oft kostspielige Täuschungen veranlassen mußte.

Farbenmessungen sind stets schwierig. Das sonst wohl angewandte Princip des Vergleichs mit einer bestimmten Scala ist für Flüssigkeiten unanwendbar; es konnte hier einzig und allein das Princip der veränderlichen Flüssigkeitsschicht angenommen werden, wie dasselbe in dem bekannten Greiner'schen Decolorimeter zur Anwendung gebracht worden ist.

Dieses Instrument liegt in gewisser Beziehung dem neuen Chromoskop zu Grunde; man wird aber gleich sehen, daß dieses in vielen Verhältnissen ganz wesentlich von dem Decolorimeter abweicht, indem vor allem die Möglichkeit geschaffen wurde, alle Resultate auf ein gemeinsames Maaß, eine Normaleinheit zurückzuführen.

Die Einrichtung des Decolorimeters ist ziemlich bekannt: die durch die untersuchte Knochenkohle entfärbte Lösung kam in eine Röhre mit verschiebbarem Verschluß, wähernd die ursprüngliche Lösung in eine geschlossene Röhre von bestimmter Länge gebracht wurde. Dann war zu beobachten, eine wie vielmal längere Schicht der helleren Lösung dieselbe Farbe zeigt, wie diese bestimmte Länge der dunkleren. Hieraus ergab sich leicht die bewirkte Entfärbung. Es liegt auf der Hand, daß ein solcher Apparat nur zur vergleichenden Schätzung verschiedener Knochenkohlen dienen und einer nur beschränkten Anwendung fähig seyn konnte.

Dagegen scheint es, als ob man nur an die Stelle der geschlossenen Röhre mit der ursprünglichen Lösung ein Glas von einer beliebigen, für Syrupe etc. passenden Normalfarbe zu setzen brauchte, um dann durch Messung der an der fraglichen Lösung zur Hervorbringung dieser bestimmten Farbe nothwendigen Länge der Schichte deren eigene Farbe zu ermessen. |343| Diese Einrichtung ist für den in Rede stehenden Zweck indessen ganz unpraktisch. Abgesehen davon, daß eine einzige Farbe nicht anwendbar für alle Säfte seyn kann, indem von hellen Säften eine über das Maaß eines solchen Instrumentes hinausgehende Länge, von dunkeln eine schwer meßbare kurze Schicht erforderlich wäre, ist die Manipulation mit Zuckerlösungen, besonders mit den concentrirteren Melisklärseln, Dicksäften u.s.w. mit solchen Uebelständen verknüpft, daß mich die angestellten Versuche sehr bald zum Aufgeben dieses Princips veranlaßten. Dazu kommt noch, daß bei sehr hellen Säften selbst große Veränderungen der Schichtenlänge nur geringe Farbenänderungen hervorrufen, während dunklere Lösungen bei der Bewegung des Stempels zu rasch an Farbe zu- oder abnehmen, um eine auch nur einigermaßen genaue Beobachtung möglich zu machen.

Nach diesen vorläufigen Versuchen kam die Möglichkeit in Betracht, mittelst zweier keilförmigen, übereinander zu schiebenden gefärbten Gläser die Farbe einer bestimmten Schicht der zu untersuchenden Lösung hervorzubringen und die Stärke der erforderlichen Glasschicht zu messen. Die Schwierigkeiten in der Herstellung gleichförmiger Gläser von hinreichender Größe und Schärfe der Keilen um alle vorkommenden hellen und dunklen Farben mit Schärfe einstellen zu können, veranlaßte mich bald, auch diese Idee aufzugeben und dagegen das folgende Princip dem Apparat zu Grunde zu legen.

Als Maaß für die Farbe der Lösungen – denn auch die Rohzucker werden als Lösungen gemessen – dient eine bestimmte Normalflüssigkeit, welche so beschaffen seyn muß, daß sie nicht allein durch den richtig ausgewählten Grad ihrer Färbung jeden Färbungsgrad anderer Lösungen mit hinreichender Genauigkeit zu treffen erlaubt, sondern auch einen solchen Farben ton besitzt, daß sie sich zum Vergleich sämmtlicher in der Zuckerfabrication vorkommenden Farben eignet.

Mit einer solchen Normalfarbe werden nun die Lösungen in der Weise verglichen, daß diese letzteren in eine Röhre von bestimmter Länge gebracht werden und man dann die Länge der Schicht der Normallösung mißt, welche erforderlich ist, um die gleiche Farbe hervorzubringen.

Ist es gelungen eine Normalfarbe herzustellen, die den bezeichneten Bedingungen entspricht, und die zugleich durch irgend ein constantes Vergleichsmittel in ihrem Normalfarbegehalt controlirt werden kann, so ist eine Farbebestimmung gefunden, welche eine gleichartige Bezeichnung aller in der Zuckerfabrication vorkommenden Farben mittelst absoluter Zahlen, mithin Vergleiche in jeder beliebigen Beziehung erlaubt. Es wird endlich sogar möglich, mit fast mathematischer Schärfe die Farben der Säfte und Syrupe |344| verschiedener Fabriken und verschiedener Campagnen zu vergleichen, während die Bestimmung der Entfärbung durch die Knochenkohlen nicht allein nicht ausgeschlossen wird, sondern sogar noch vielfache Erweiterung erfährt.

Die Herstellung und Anwendung dieser für alle Zucker und Zuckersäfte passenden Normalfarbelösung und deren Normirung auf eine bestimmte Farbengröße ist es, welche zunächst das Charakteristische der neuen Methode der Farbebestimmungen bildet. Zur Ausführung dient das Chromoskop, welches sich von dem Greiner'schen Decolorimeter natürlich in mehreren wesentlichen Stücken unterscheidet.

Die Beobachtung, wornach die Festsetzung der Farbe in Form einer Zahl folgt, besteht in dem Vergleich zweier Farben, welche sich als helle, mehr oder weniger gefärbte Scheiben im dunklen Nahmen darstellen. Sie werden beide zugleich mit einem Auge gesehen und die Farbe der einen so lange modificirt, bis sie derjenigen der andern gleichkommt.

Dabei zeigt es sich nun sehr häufig – vielleicht immer, daß die Farben welche so eben gleich schienen, nicht mehr so sind, wenn beide Farbenscheiben in Bezug auf rechts und links vertauscht werden. Der Apparat ist daher so eingerichtet, daß die beiden Beobachtungsröhren, welche die zu vergleichende Farbenfläche darbieten, leicht und rasch in ihrer Lage so geändert werden können, daß die rechte zur linken wird und umgekehrt, ohne daß jedoch etwas anderes am Apparate sich ändert. Namentlich bleiben die Sehöffnungen, die gegenseitige Neigung der Röhren, und die Aufstellung der Flüssigkeitsröhre unverändert.

Man notirt beide Beobachtungen und nimmt, wenn sie von einander abweichen, das Mittel.

Die Röhre, welche mittelst eines mit einer Zahnstange versehenen und durch ein Getriebe bewegten Stempels die Herstellung verschiedener Schichtenlängen der verstellbaren Farbelösung ermöglicht, hat jetzt 150 Millimeter Länge und erlaubt daher eine Veränderung in so weiten Grenzen, wie nur irgend wünschenswerth ist. Das Ablesen der beobachteten Länge wird durch einen zweckmäßig angebrachten Nonius sehr erleichtert und genauer gemacht. Ferner sind an dem Chromoskop noch mancherlei kleinere Einrichtungen, wie zum bequemen Ablassen der Meßflüssigkeit, zum leichten Einsetzen der vor dem äußern Lichte zu bewahrenden Beobachtungsröhren, zum Compensiren und richtigen Schattiren etwa abweichender seltener vorkommender Farben und mehreres Andere angebracht, was aus der Beschreibung erhellen wird. Ich bemerke nur noch, daß sämmtliche Dimensionen so getroffen sind, daß die bei den Polarisationen mit Greiner'schen oder Paulowski'schen Instrumenten gebräuchlichen Röhren auch hier angewandt werden können, so daß einerseits eine Anschaffung |345| mehrerer neuen Röhren umgangen und andererseits die Möglichkeit gegeben wird, bei (nicht mit Bleiessig entfärbten) Zuckerlösungen etc. direct nach deren Polarisation durch einfachen Wechsel des Apparates die Farbebestimmung vorzunehmen.

Das Chromoskop selbst ist in Figur 21 dargestellt; die Haupttheile desselben sind folgende:

1) das Beobachtungsrohr A mit den Glasröhren x, x von resp. 25, 50, 100 Millimeter Länge;

2) die Meßröhre B;

3) das Normalfarbeglas p;

4) das Compensationsrohr D.

1. Das Beobachtungsrohr A ist an der dem Auge zugekehrten Seite mit einer Ocularkapsel c versehen und erhält an der andern Seite entweder das Normalfarbeglas p oder eine der Glasröhren x, x, welche sich genau und leicht hineinstecken lassen. Diese entsprechen den Röhren der Polarisationsinstrumente und können mit denselben abwechselnd, je nach Bedürfniß gebraucht werden. Die Beobachtungsröhre bildet mit der Meßröhre B einen spitzen Winkel, so daß man mit einem Auge aus einer gewissen Entfernung durch beide hindurchsehen kann. Mittelst der Schraube e ist es in der Fassung f festgehalten, welche durch die horizontale Achse bei o und die verticale q mit dem Haupttheile des Apparates in Verbindung steht. Dadurch ist es leicht, das Beobachtungsrohr über die auf dem Stativ befestigte Meßröhre hinüber und wieder in die ursprüngliche Neigung gegen dieselbe zu bringen. Es wird also durch eine leichte und einfache Bewegung die linke Seite des Apparats mit der rechten vertauscht.

2. Die Meßröhre B hat die oben beschriebene Einrichtung. Bei h ist sie mit einer Glasscheibe dicht verschlossen, während der gegenüberstehende Verschluß durch die an einem luftdicht schließenden Stempel befindliche Glasplatte gebildet wird. Die Bewegung dieses Stempels geschieht durch den Griff i; gemessen wird sie an der bei k sichtbaren Scala, welche vorne mittelst des Nonius n abgelesen wird. Der Nullpunkt der Scala entspricht der Berührung der beiden Glasplatten; sie ist in Millimeter bis zu 1,0 Decimeter Länge eingetheilt und mittelst des Nonius sind 10tel Millimeter sicher abzulesen. Das Gefäß E dient zur Aufnahme der Normalflüssigkeit; der Hahn m zum Entleeren des Apparates, wobei natürlich die Schlußplatten der Meßröhren sich nicht berühren dürfen.

Damit das Auge stets in dieselbe Oeffnung sehen kann, ist in den beweglichen Theil der Meßröhre ein etwas engeres Rohr eingesteckt, welches an seinem dem Auge zugekehrten Ende eine eben solche Ocularkapsel c' |346| trägt wie die Beobachtungsröhre; damit diese beim Herausbewegen der Röhre ihren Platz nicht verändere, wird sie durch einen Halter festgehalten.

3. Das Normalfarbeglas ist in der Fassung p befestigt; es dient zur Controlirung des Farbegehaltes der Normallösung und wird zu diesem Behufe bei a eingesteckt.

4. Die Compensationsröhre D ist eine an beiden Seiten verschließbare Glasröhre – von derselben Beschaffenheit wie die übrigen Glasröhren, nur von geringerem Durchmesser. Ihre Länge ist 50 Millimeter und sie kann nach Wegnahme der Ocularkapsel c' in die bewegliche Röhre der Meßröhre eingesteckt werden, wo sie dann die Stelle der Kapsel vertritt.

Der ganze Apparat ist, um eine verticale Achse g drehbar, auf dem Stativ mit Fuß F befestigt.

Eine nähere Beschreibung des Apparates wird durch die Zeichnung überflüssig gemacht, und ich kann daher zu der Art seiner Anwendung übergehen.

Als Normal- und Meßflüssigkeit dient eine Lösung von einer aus gelb, roth und braun gemischten Farbe. Es wäre sehr wünschenswerth gewesen, eine Flüssigkeit zu finden, die auf den Gehalt von gelöster Substanz chemisch geprüft werden könnte, um dadurch – etwa mittelst einer Titrirprobe – eine Garantie für ihre richtige Concentration zu geben. Allein es sind nur solche Lösungen anwendbar, welche das Material des Apparates nicht angreifen, und von diesen vereinigt keine alle vorkommenden Farbenschattirungen in sich. Substanzen, welche leicht veränderlich sind, müssen ohnehin ausgeschlossen bleiben. Eine Lösung in der nachstehend beschriebenen Weise dargestellt, paßt jedoch – mit seltener Ausnahme – zu allen Zuckern und Zuckerlösungen und Syrupen, wenigstens so, daß eine genaue Vergleichung und Einstellung möglich ist; sie hat zugleich den Vortheil, sich in einem bestimmten Zustande der Concentration viele Monate unverändert aufbewahren zu lassen, und zugleich auch bei beliebiger Verdünnung dem Verderben (Schimmeln u.s.w.) in geschlossenem Gefäße nicht ausgesetzt zu seyn. Diese Lösung enthält nämlich, nach der Art ihrer Darstellung dieselben färbenden Bestandtheile wie die Producte der Zuckerfabrication. Da diese Bestandtheile in ihrer Eigenthümlichkeit wenig bekannt sind, so kann man denselben den Namen einer der darunter vorkommenden Substanzen beilegen und diese Farbelösung wohl als Ulminlösung bezeichnen, welcher Name jedoch nicht in der ganzen Schärfe seiner Bedeutung zu nehmen ist. Die zur Herstellung der |347| Normallösung dienende ursprüngliche Ulminlösung wird folgendermaßen dargestellt.

Zunächst löst man vollkommen reinen weißen Zucker (am besten weißes, gut ausgedecktes I. Product, oder auch Raffinade oder weißen Candis) zu einer Lösung von 20 Proc. Ball. Von dieser Lösung werden je 300 Kubikcentimeter mit 5 Kubikcentimeter reiner Schwefelsäure, die vorher mit 20 Kubikcentimeter Wasser verdünnt worden, versetzt und das Gemisch eine halbe Stunde im Wasserbade erhitzt. Hierauf fügt man zu der noch heißen Lösung 10 Gramme trockenes caustisches Natron, wodurch sofort die farblose Lösung dunkel gefärbt wird; diese bringt man über der Lampe zum Kochen, erhält sie darin 5 Minuten und fügt schließlich so viel Wasser hinzu, daß wieder 300 Kubikcentimeter Flüssigkeit erhalten werden. Diese „Urlösung“ bewahrt man in Flaschen mit eingeriebenem Stöpsel auf, worin sie Monate lang in jeder Beziehund unverändert bleibt. Natürlich kann man diese dunkelgefärbte Flüssigkeit auch in jeder andern, von der obigen Vorschrift in den Einzelheiten abweichenden Weise darstellen; man erhält aber auf dem angegebenen Wege eine Lösung von constanter Farbe und sicherer Dauerhaftigkeit, so daß man daraus zu jeder Zeit durch Vermischen mit dem einmal ermittelten Wasserquantum die Normallösung von gleicher Beschaffenheit erhalten kann. Da von der Ulminlösung nur sehr geringe Mengen verbraucht werden, so kann man sich durch einmalige Darstellung derselben auf lange Zeit Vorrath verschaffen und braucht daher die ohnehin nicht große Mühe nicht zu scheuen.

Durch Verdünnen der Ulminlösung mit ihrem 25fachen Volumen destillirten Wassers erhält man die Normallösung. Dieselbe ist von schön röthlichgelber Farbe, derjenigen des Ungarweins nicht unähnlich; ich habe sie nach sehr zahlreichen Proben zu fast allen Zuckersäften etc. passend gefunden.

Wenn man den Apparat nun anwenden will, so hat man zunächst die Farbe der Normallösung einer Controle zu unterwerfen, indem man mit derselben die Farbe des Normalfarbeglases bestimmt. Zu diesem Zweck stellt man den Apparat so auf, daß man durch die einander berührenden Mündungen der beiden Röhren hindurch nach einem vor beiden Oeffnungen ganz gleichmäßig hellen Hintergrund sehen kann. Man wählt hierzu am besten bei Tage den hellen Himmel, sonst wohl am einfachsten ein gleichmäßig belichtetes weißes Papier. In die Beobachtungsröhre bei a wird nun das Normalfarbeglas eingesteckt und der Griff so gedreht, daß der Nullpunkt des Nonius etwa auf 5 Millim. steht (In der Nähe von O ist das Drehen immer nur behutsam auszuführen, um nicht die |348| Schlußscheibe zu sprengen). Hierauf gießt man in das Gefäß E so viel von der Normallösung, daß dasselbe etwa zu 3/4 gefüllt ist und bringt dann durch Verlängerung der Meßröhre mittelst Drehung des Knopfes i eine Farbenveränderung beim Hindurchsehen durch die Meßröhre hervor, so lange, bis die mit einem Auge in beiden Röhren beobachteten Farben genau gleich sind. Nachdem man die bewirkte Länge des Rohres mittelst des Nonius abgelesen hat, schlägt man die Beobachtungsröhre über die Meßröhre hinüber nach deren andern Seite um, und beobachtet nun zum zweitenmale. Wenn beide Ablesungen nicht genau übereinstimmen, so nimmt man das Mittel derselben; es wird entweder 50 oder doch wenig davon verschieden seyn. Die Farbe 50 ist die Farbe des Glases bei normalem Gehalt der Lösung; ist die gefundene Zahl eine andere, so kann man bei etwaigen größeren Abweichungen durch den leicht zu berechnenden Zusatz von Wasser oder Ulminlösung zur Normallösung dieselbe auf den Normalgehalt bringen. Geringere Abweichungen aber corrigirt man später besser durch Rechnung, indem ohnehin die Farben der Normallösung (und auch die Empfänglichkeit des Auges) nicht constant bleiben und von Zeit zu Zeit Controle und Correction vorgenommen werden müssen. Hätte man z.B. als Farbe des Glases 45 gefunden, so ist die Farbe der Normallösung etwas zu dunkel und alle folgenden Beobachtungsresultate müssen hiernach corrigirt, nämlich erhöht werden. Ergibt z.B. eine spätere Saftmessung 80, so wird man zu setzen haben

? | 80
80 : x = 45 : 50 oder |
45 | 50

u.s.w.

Man wird es in der Regel bequemer finden, die kleine Rechnung an die Stelle wiederholter Mischungsversuche treten zu lassen, obwohl eine nach der Rechnung ausgeführte Mischung mit Wasser oder Ulminlösung ebenfalls sicher zum Ziele führt.

Wenn auch die Normallösung kürzere Zeit hindurch constant bleibt, so thut man doch wohl daran, sie bei etwas auseinander liegenden Versuchen in der bezeichneten Weise durch das Normalglas zu controliren. Zahlreiche Versuche haben mir gezeigt, daß sie sich im Apparate selbst lange Zeit fast unverändert erhält, daß sie in verschlossenen Glasflaschen nach mehreren Wochen an Farbe abnimmt und später erst wieder constant bleibt. Mischungen der Ulminlösung mit 'Spiritus, sowie mit Zuckerlösungen, gaben noch weniger unveränderliche Farben; wohl aber hat das Licht einen entschiedenen Einfluß auf dieses Hellerwerden. Man thut daher gut, die Normallösung in schwarzen Flaschen aufzubewahren, wodurch |349| man sich aber von periodischen Controlversuchen, die ja nur wenig Mühe und Zeit kosten, nicht abhalten lassen darf. Man kann die im Apparat befindliche Flüssigkeit so lange darin lassen, bis eine namhafte Veränderung damit vorgegangen. Nur wenn die Versuche weit auseinander liegen, ist es erforderlich, jedesmal die Entleerung vorzunehmen.

Hiernach kann man zur Bestimmung der Farbe der fraglichen Substanzen übergehen. Diese zerfallen je nach ihrer Beschaffenheit in drei Classen, für welche das Verfahren etwas modificirt werden muß, nämlich in

I. dünne Säfte und helle Klärsel,

II. concentrirte Säfte, dicke Klärsel, Syrupe,

III. feste Substanzen, Füllmasse, Rohzucker u.s.w., hiezu kommt endlich

IV. die Bestimmung der entfärbenden Kraft der Kohle.

I. Farbebestimmung für dünne Säfte und helle Klärsel.

Als erste Regel gilt, daß nur vollkommen klare Lösungen zur Untersuchung kommen dürfen, indem die geringste Trübung die Beobachtung ungenau macht; einestheils sind dann die Farben schwerer zu vergleichen und andererseits erscheint ein trüber Saft in der Regel heller. Man hat also die Säfte zunächst durch Papier zu filtriren. In den seltenen Fällen, wo abnorme Säfte dadurch nicht klar werden, ist eine vorherige Klärung mit wenig Eiweiß ein treffliches Hülfsmittel.

Den klaren Saft bringt man nun in das Normalrohr von 50 Millimeter Länge, setzt dieses an die Stelle des aus dem Beobachtungsrohr entfernten Farbeglases bei a ein und stellt mittelst des Knopfes i die Farbe in dem Meßrohre derjenigen des Saftes gleich. Nachdem das Resultat mittelst des Nonius n abgelesen worden, vertauscht man, wie oben angegeben, die Lage der Röhre, stellt ein und zieht, bei abweichendem Resultat, das Mittel aus beiden Beobachtungen. Die Farbe des untersuchten Saftes wird hiernach in Gestalt einer Zahl ausgedrückt, welche die Länge derjenigen Schicht Normallösung in Millimetern darstellt, welche die gleiche Farbe wie eine Saftschicht von 50 Millimet. hat. Die Beobachtung ist auf 1/10 Millim. genau, was auch zu allen praktischen Zwecken ausreicht.

Ist der zu untersuchende Saft sehr hell, so ist die Farbe desselben in dem Normalrohr so gering, daß eine scharfe Einstellung des Apparates schwierig ist; man wählt alsdann eine Reihe von doppelter oder gar von vierfacher Länge zur Beobachtung und dividirt die gefundene Zahl durch 2 oder 4. (Letzteres Rohr ist das gewöhnliche Beobachtungsrohr von 200 Millim. der Polarisationsinstrumente.)

|350|

Ist der zu untersuchende Saft so dunkel, daß selbst bei stärkster Verlängerung des Meßrohrs seine Farbe nicht erreicht wird, so wählt man das kleinste Rohr von 25 Millim. und multiplicirt die gefundene Farbezahl mit 2. Die Berechnung der gefundenen Farben auf concentrirtere Säfte oder auf feste Substanz ist ganz einfach, wenn man deren spec. Gewichte nach Procenten Balling oder Brix kennt. Es ist dann eine einfache Reduction auf die gewünschte Concentration erforderlich. Zur Vergleichung verschiedener Säfte ist die Berechnung auf gleichen Zuckergehalt diejenige, welche zu den übersichtlichsten Ergebnissen führt. Man hat nur die auf ihre Farbe zu untersuchenden Säfte zu polarisiren und die gefundenen Farbezahlen auf 100 zu berechnen.

Wollte man z.B. bestimmen, wie viel Farbstoff bei der gerade üblichen Filtration des Melisklärsels von der Kohle zurückgehalten worden, so hätte man von den Durchschnittsmustern des unfiltrirten und des filtrirten Klärsels den absoluten Zuckergehalt44) und dann die Farbe zu ermitteln. Da das spec. Gewicht der untersuchten Proben nämlich selten das genau gleiche ist, so ist die Bestimmung des relativen Zuckergehaltes nicht allein maßgebend.

Es sey z.B. gefunden worden für Normalglas = 42, die Farbe des unfiltrirten Klärsels zu 46, sein absoluter Zuckergehalt zu 64,40 Proc.; die Farbe des filtrirten Klärsels zu 9,7 und dessen absoluter Zuckergehalt 54,90. Es ergibt hier zunächst die Reduction der Farbe auf N (Normalfarbe) = 50 resp. 54,8 und 11,5. Beide auf 100 reducirt 85,1 und 20,9. Es fand also eine Absorption von 75,4 Proc. des vorhandenen Farbstoffs, kurz eine Entfärbung von 75,4 Proc. statt.

Deckklärsel, anscheinend farblos, selbst in dickeren Schichten, zeigte bei Anwendung des vierfachen Rohres die Farbe Nr. 40, mithin nach der Correction 4,8, oder nach der Reduction die Farbe 1,2.

Hat man hauptsächlich die Farben von schwach gefärbten Säften zu bestimmen, so empfiehlt sich auch die Anwendung einer halbnormalen Lösung, die durch das Verhältniß von 1 Urlösung zu 50 Wasser zu erhalten ist.

II. Farbebestimmung für concentrirte Säfte, dunkle Klärsel, Syrupe.

So lange sich unter Anwendung der Normal- oder der halben Röhren die Farbe der Syrupe u.s.w. in den Grenzen der durch den Apparat |351| meßbaren Farben hält, ist das Verfahren von dem unter I. beschriebenen nicht unterschieden. Andernfalls muß eine Verdünnung des Syrups durch sein 1, 2, 3 etc. -faches Volumen Wasser vorgenommen werden. Dem Apparate ist dazu ein in halbe Kubikcentimeter getheilter Cylinder von 50 Kubikcentimeter beigegeben. Das Abmessen muß mit möglichster Genauigkeit und je nach der angenommenen Verdünnung die Correction des Resultates durch Multiplication mit 2, 3, 4 etc. geschehen. Will man diese Verdünnung mit einem bestimmten Quantum Wasser umgehen, so kann auch das spec. Gewicht des Syrupes mittelst eines Aräometers erst ermittelt und dann die Verdünnung beliebig vorgenommen werden. Man bestimmt dann abermals den Gehalt (nach Ball. oder Brix) des verdünnten Syrups, ermittelt seine Farbe und berechnet sie auf die ursprüngliche Concentration.

Dieses Verfahren eignet sich ganz vorzüglich für die dunkelsten Syrupe, wie Melassen u.s.w. und es ist vollkommen zuverlässig, wenn es sich z.B. darum handelt, zu ermitteln, ob verschiedene Farben untereinander übereinstimmen, oder welche Syrupe und in welchem Verhältnisse sie mit einander gemischt werden müssen, um eine bestimmte Farbe hervorzubringen. Bei den Fragen über Verbesserung von Syrupen durch gewisse Zusätze oder bestimmte Fabricationsmethoden leisteten diese Farbebestimmungen ebenfalls wesentliche Dienste.

Endlich ist auch hier jede der für feste Producte zu befolgenden Untersuchungsmethoden anwendbar.

III. Farbebestimmung für feste Substanzen, Füllmassen, Rohzucker etc.

Es können hier manche Methoden befolgt werden:

a) Man stellt eine beliebige verdünnte Lösung des Zuckers dar, ermittelt deren absoluten Zuckergehalt und Farbe, und berechnet letztere auf 100 Thle. Zucker oder sonst eine beliebige Einheit.

b) Man stellt eine Lösung dar, ermittelt deren Gehalt nach Ball. oder Brix, hierauf ihre Farbe. Diese berechnet man dann entweder auf die Dichtigkeit des Klärsels, welches aus dem Zucker erhalten werden soll, oder woraus er dargestellt wurde, oder man reducirt sie durch Berechnung auf 100 Proc. Ball. oder Brix, auf den trockenen Zucker.

c) Endlich kann man auch die Flüssigkeit anwenden, welche zur Polarisation des fraglichen Zuckers diente und diese Methode, welche nicht die Darstellung einer eigenen Lösung erfordert, sondern direct mit der Polarisation des Zuckers verbunden werden kann, ist jedenfalls für die Praxis die empfehlenswertheste.

|352|

Die Lösung bringt man so nahe als möglich auf die ihrer Temperatur entsprechende Dichtigkeit, indem man Sorge trägt, daß sie von den correspondirenden Zahlen, wie sie auf den den Polarisationsinstrumenten beigefügten Tabellen verzeichnet sind, nicht über 1 Tausendtheil abweichen. Ist die Abweichung Null, so enthält die Lösung bekanntlich 23,75 Proc. gelöste Substanz (unter denselben Voraussetzungen und mit denselben Fehlern, wie für die Polarisation) und nach der Bestimmung der Farbe ist diese nur auf 100 zu berechnen, um letztere für „trockene Substanz“ gelten lassen zu können. Wie man leicht findet, hat man die gefundene Zahl dazu nur mit dem Factor 4,211 zu multipliciren. Man erhält alsdann die Farbe auf dieselbe Einheit bezogen wie die Polarisation und kann sie auch, wenn der Wassergehalt der untersuchten Substanz bekannt ist, auf diese letztere selbst reduciren.

Weicht das spec. Gewicht von dem für die beobachtete Temperatur geltenden nur um einige Zehntausendtheile ab, so kann der entstehende Fehler vernachlässigt werden. Da jedoch auch Fälle vorkommen können, wo eine größere Abweichung schwer zu vermeiden ist, so sind in der dem Instrumente beigegebenen Gebrauchsanweisung die Correctionen angegeben, welche man für die verschiedenen Differenzen vor der Multiplication mit dem Factor 4,211 vorzunehmen hat.

Man erkennt, daß von diesen drei Methoden a, b und c die beiden letzteren unter sich übereinstimmende Resultate geben, da sie denselben Fehler in der Voraussetzung enthalten, daß nämlich 1 Proc. der fremden Bestandtheile die gleiche Veränderung im spec. Gewicht hervorbringt, wie 1 Proc. Zucker. Die Methode a dagegen liefert ein von diesem Fehler freies Resultat, und wenn sie sich schon wegen der Anwendung zweier verschiedener Lösungen für Polarisation und für Farbebestimmung weniger für die ungenauere Praxis (Untersuchung von Handelswaaren etc.) eignet, so kann sie doch allein für solche Versuche Geltung haben, wo es sich um größere Schärfe, so wie um den Vergleich zwischen Producten handelt, welche in ihrer Zusammensetzung sehr verschiedenartig sind und daher nicht bei obiger Annahme die gleichen Fehler bewirken.

Diese Verhältnisse dürfen nicht außer Acht gelassen werden, wenn man verschiedene Methoden der Farbeuntersuchung bei denselben Substanzen anwendet und deren Uebereinstimmung einer Prüfung unterwirft.

Im Uebrigen gilt auch hier das für die Farbebestimmung unter I Bemerkte.

Als Beispiel für diese Farbebestimmungen kann Folgendes dienen: Ein Rohzucker, in Wasser gelöst, ergab in der Lösung 33,5 Proc. Ball. und bei Anwendung eines Beobachtungsrohres von 100 Mill. 37,9 im |353| Chromoskop, dieß gibt für die Normalröhre 18,95, oder auf trockene Substanz berechnet die Nr. 56,6.

Dieselbe Lösung wurde verdünnt, bis sie bei 18° C. eine Dichtigkeit von 1,0992 (statt von 1,0999) zeigte. Die Farbe war nun 13,36. Multiplicirt man diese Zahl (ohne Rücksicht auf die Abweichung) mit 4,211, so erhält man 56,3; führt man aber die Correction aus (wobei statt dieses Factors 4,237 zu setzen – s. die Gebrauchsanweisung), so folgt genau 56,6. Derselbe Rohzucker wurde endlich untersucht, als seine Lösung 1,1008 bei 18° C. zeigte. Sie ergab als Farbe 13,55, oder ohne Correction 56,1, nach erfolgter Correction (Factor 4,176) aber 56,6. Man ersieht hieraus, daß bei so großen Abweichungen des spec. Gewichtes die hier nur angedeutete Correction nicht unterbleiben darf, oder daß, wollte man sie umgehen, das spec. Gewicht genauer getroffen werden muß. In letzterem Falle beträgt der Fehler 0,5 für eine Abweichung von 0,0009. Für eine Abweichung von wenigen Zehntausendtheilen kann er demnach, wie oben gesagt, vernachlässigt werden.

Wenn bei einer der Bestimmungen der Classe I, II oder III der Fall eintritt, daß die Farbe der zu untersuchenden Substanz sich durch eine stark gelbe oder grauliche Schattirung sehr erheblich von derjenigen der Normallösung unterscheidet, und eine genaue Einstellung des Apparates auf gleiche Helligkeit unmöglich macht, so bedient man sich zur Ausgleichung der Compensationsröhre. Diese wird mit der zu bestimmenden Substanz gefüllt und an die Stelle der Ocularkapsel c¹ in das bewegliche Rohr der Meßröhre gesteckt. Zur Beobachtung dient dann aber nicht eine Normalröhre von 50, sondern eine solche von 100 Millim. Länge.

Der Saft in der Compensationsröhre modificirt bei dieser Disposition durch seine eigenthümliche Farbe die Schattirung der Normallösung derart, daß die Vergleichung der beiden farbigen Scheiben sehr erleichtert und die genaue Einstellung möglich wird. Um dabei nicht die Farbe der Normallösung zu sehr ins Uebergewicht zu bringen, thut man wohl, den zu untersuchenden Saft oder Syrup ziemlich stark zu verdünnen. Zur Festsetzung der gefundenen Farbe muß zu beiden Seiten 50 Millim. (für die Compensationsröhre und die zu lange Beobachtungsröhre) abgezogen werden. Man liest daher die Farbe unmittelbar vom Apparat ab, als hätte man eine Röhre von 50 Millim. angewandt, und hat nur noch die stattgefundene Verdünnung in Rechnung zu ziehen.

IV. Bestimmung der entfärbenden Kraft der Kohle.

Es ist schon oben unter I an einem Beispiele gezeigt worden, wie man die Entfärbung, wie sie durch ein gewisses Filtrationsverfahren oder |354| durch Anwendung einer gewissen Menge oder Art von Kohle in der Fabrik stattfindet, ermitteln kann. Dasselbe gilt natürlich auch für den Fall, daß die Wirksamkeit verschiedener Verfahrungsweisen oder verschiedener Kohlen in der Fabrik zu vergleichen sind. Das Hauptaugenmerk ist hiebei auf die Erlangung eines richtigen Durchschnittsmusters des Saftes zu richten. Soll aber die Entfärbungskraft einer bestimmten Kohle, etwa eines Kaufmusters, ohne deren Anwendung im großen Maaßstabe, ermittelt werden, so hat man etwas anders zu verfahren. Man nimmt, um sich möglichst an die bei der Anwendung der Kohle von derselben aufzunehmenden Farbstoffe zu halten, eine beliebige Saft- oder Syrupprobe aus der Fabrik, deren Farbe man genau feststellt. Hierauf wägt man von der zu untersuchenden Kohle, so wie von einer andern schon ihrer Qualität nach bekannten, die jetzt als Vergleichspunkt zu dienen hat, gleiche Quantitäten ab, übergießt jede Probe mit einer gleichen, ebenfalls abgewogenen Menge des gewählten Saftes und erhitzt jedes Gemisch von Saft und Kohle für sich zum Kochen. Man muß darauf achten, daß zur Erzielung möglichster Gleichartigkeit des Processes, für beide Proben die gleiche Zeit zum Erhitzen, wie zum wirklichen Kochen gebraucht wird. Um nicht zu viel Wasser zu verdampfen, läßt man das Kochen nur eben eintreten und filtrirt dann beide Säfte rasch, um nach dem Erkalten die Farbe eines jeden zu bestimmen. Aus der gefundenen Zahl im Vergleich zu derjenigen für den frischen Saft folgt die stattgefundene Entfärbung für beide Kohlen, mithin die Größe derselben bei der in Frage stehenden, in Vergleich zu der bekannten.

Die Körnung beider Kohlen muß die gleiche seyn; ist dieß nicht zu bewirken, so siebt man gleich große Stücke von beiden aus, oder verwandelt beide in feines Pulver u.s.w.

Diese doppelte Ermittelung ist ein Uebelstand, doch läßt sie sich nicht umgehen, da wir eine Einheit für die Kraft der Entfärbung nicht besitzen, diese letztere auch zu sehr von der Beschaffenheit des Syrups, von der Körnung der Kohle und ganz besonders von der Art der Einwirkung, namentlich von der Dauer der Erhitzung abhängig ist.

Das Chromoskop wird nach meinen Angaben von J. G. Greiner jun. in Berlin (Friedrichsgracht Nr. 49) angefertigt. Ich habe die Einrichtung getroffen, daß jedes Instrument, um die erforderliche Uebereinstimmung der Angaben verschiedener Beobachter zu bewirken, vor der Versendung einer Revision von mir unterworfen wird, die sich namentlich auf die Gleichheit sämmtlicher Normalfarbegläser bezieht.

|355|

Der Preis eines Chromoskops nebst Gebrauchsanweisung, drei Beobachtungsröhren von verschiedener Länge, Meßcylinder, und den erforderlichen Reservestücken, Alles im passenden Kasten, ist 50 Thlr., ohne Beobachtungsröhren45), Meßcylinder und Reservestücke 40 Thlr.

Wird ferner ein Fläschchen Ulminlösung gewünscht, so wird dasselbe, von circa 4 Unzen Inhalt und auf sehr lange Zeit ausreichend, mit 1 Thlr. berechnet.

Jede etwa sonst verlangte Auskunft wird von mir, wie von Hrn. Mechaniker J. G. Greiner jun. in Berlin gerne ertheilt werden.

|350|

S. polytechn. Journal Bd. CLVII S. 374.

|355|

In welchem Falle man sich der Polarisationsröhren zu bedienen haben wird.

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: