Titel: Stammer, über Entkalkung der Zuckersäfte durch Knochenkohle und einige neuerdings vorgeschlagene Substanzen.
Autor: Stammer, Karl
Fundstelle: 1861, Band 162, Nr. XXI. (S. 62–69)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj162/ar162021

XXI. Noch einiges über Entkalkung der Zuckersäfte durch Knochenkohle und einige neuerdings vorgeschlagene Substanzen; von Dr. C. Stammer.

Es sind in letzter Zeit12) einige Untersuchungen und Bemerkungen über die Entkalkung der Zuckersäfte durch Knochenkohle sowohl, wie durch ein paar wiederholt vorgeschlagene Substanzen bekannt gemacht worden, die in vieler Beziehung höchst Beachtenswertes und Interessantes enthalten, zugleich aber auch Stoff zu einigen Erläuterungen bieten, welche vielleicht geeignet sind, über mehrere noch unklare Punkte etwas mehr Licht zu verbreiten.

So anerkennenswerth die angeführten Mittheilungen Anthony's sind, so möchte ich doch zunächst darauf aufmerksam machen, daß sie zur unmittelbaren Nutzbarmachung für die Praxis nicht geeignet scheinen. Wenn der Verfasser dieß auch durch die Ueberschrift des ersten der in Rede stehenden Artikel anzudeuten scheint, so vermißt man doch einen ähnlichen Hinweis in dem Verlaufe desselben und ebenso in dem zweiten Artikel; dennoch wäre es zweckmäßig gewesen, dieß ausdrücklicher hervorzuheben. Denn daß es die Absicht des Verfassers gewesen wäre, durch diese Artikel |63| mehr als Referate über Versuche im kleinen Maaßstabe und Anregungen zu weiterer Verfolgung derselben zu geben, ist nicht wohl anzunehmen. Hiefür spricht schon der Umstand, daß von den früheren sehr speciellen und der Fabrikpraxis entnommenen Mittheilungen auf dem gleichen Gebiete weder die geringste Erwähnung geschieht, noch ein Vergleich unter den verschiedenen älteren und neuerdings vorgeschlagenen Wirkungen versucht wird. Außerdem hat aber Anthon bei der Untersuchung der Knochenkohle nur mit Zuckerkalk experimentirt, einer Substanz, die zwar in den Säften der Zuckerfabrication als existirend angenommen werden kann, welche aber dennoch für sich allein niemals vorkommt.

Indessen scheint mir, daß abgesehen von dieser Verwahrung gegen die Möglichkeit einer Uebersetzung der erwähnten Versuche und Ansichten auf die Fabrikarbeiten, auch noch einige andere Punkte eine nähere Beleuchtung verdienen und wende ich mich daher zunächst zu dem ersten der erwähnten Aufsätze, welcher die Wirkung der Knochenkohle bespricht und am Schlusse als wesentlichstes Resultat den etwas gewagten aber sehr bestimmt ausgesprochenen Satz enthält, daß die Entkalkung der Zuckersäfte durch Knochenkohle einzig und allein der in der Kohle enthaltenen Kohlensäure zuzuschreiben sey und daß die Kohle als solche keinerlei Theil daran habe.

Indem ich gleich hier anführe, daß ich diesem Resultate nicht zustimmen kann, will ich versuchen, darzuthun, wie dasselbe einerseits aus den angeführten begründenden Versuchen mit Folgerichtigkeit nicht zu erschließen ist, und andererseits mit mehreren längst bekannten Beobachtungen in offenbarem Widerspruche steht.

Ich werde dem Gange der Anthon'schen Beweisführung folgen und mich möglichst kurz fassen.

1) Die Ansicht (S. 305), daß die Entkalkung der Zuckersäfte deren Entfärbung beeinträchtige, wird durch die Zahlenergebnisse einer speciellen Untersuchung über die Wirksamkeit der Kohlenfilter13) widerlegt. Die stärkste Entfärbung findet statt bei dem Dünnsaft C, wo dieselbe 96,4 Proc. beträgt. Die gleichzeitige Entkalkung beträgt für denselben Saft 91 Proc. des vorhanden gewesenen Kalks. Für den Dünnsaft B ist die Entfärbung 86 Proc., die Entkalkung 71 Proc. Bei den übrigen Säften ist allerdings die Entkalkung größer, da nur Spuren zurückblieben; indessen ist dieß doch nur scheinbar, denn wenn von einem Kalkgehalt von z.B. 0,03 Proc. (vom Gewichte des Zuckers) die obigen Procentsätze entfernt |64| werden, so kann sich bei Untersuchungen, die sich, wie die vorliegende nur auf die zweite Decimalstelle erstrecken, der Rest nur als „Spuren“ darstellen. Dennoch ist die Entfärbung bei dem betreffenden Safte zu 77,6 Proc. gefunden worden.

Ich kann wohl hinzufügen, daß die Praxis von einem solchen Zusammenhange nichts weiß; wenigstens ist es keine anerkannte Thatsache, daß unsaturirte Säfte bei gleicher Färbung und gleicher Filtration nach dieser dunkler als saturirte ausfielen.

Die Entkalkung durch die Kohle ist in allen Fällen, wo davon die richtige zur gehörigen Entfärbung und zur Entsalzung erforderliche Menge angewandt wird, und wenn die richtige Salzsäurequantität verbraucht worden, eine so starke, daß man sie als eine von allen anderen Wirkungen der Kohle unabhängige ansehen und mit in den Kauf nehmen kann, da sie ja doch, außer der Salzsäure, keine besonderen Kosten verursacht.

Nur muß man, wenn man sie richtig beurtheilen will, den wirklichen Kalkgehalt nicht mit der Alkalität verwechseln.

2) Die Versuche sind einestheils mit reinem Zuckerkalk und anderntheils, soweit dieß wenigstens aus den einzelnen Angaben ersichtlich, bei gewöhnlicher Temperatur angestellt. Daß also die complicirte Natur der Fabriksäfte nicht einen unmittelbaren Vergleich mit diesen Resultaten gestattet, ist schon oben erwähnt. Ferner findet aber die Einwirkung der Kohle in der Zuckerfabrication stets in der Hitze und zwar nahe dem Siedepunkt der betreffenden Flüssigkeit statt, wobei bekanntlich ganz andere Ergebnisse erzielt werden, als beim Contact in gewöhnlicher Temperatur; jedenfalls wären die Versuche, wenn ein unmittelbarer Vergleich ermöglicht werden soll, zunächst unter Bedingungen und mit Substanzen anzustellen, welche denen der Praxis im Großen mehr entsprechen.

3) Der fünfte Versuch (S. 309), wornach eine gewisse Menge Knochenkohle ebenso viel Kalk aufnimmt, wie die gleiche Menge reiner Kohle, wornach also eine gewisse Menge Kohlenstoff die zehnfache Wirkung äußert, wenn sie in Form von Knochenkohle, als wenn sie als reines Kohlepulver angewandt wird, beweist eher das Gegentheil von dem was der Verf. daraus schließt: offenbar kann man daraus nur den Schluß ziehen, wie ein solcher denn auch allgemein anerkannt seyn dürfte – daß hier nicht eine bloße Wechselwirkung von Kohle (mit oder ohne Kohlensäure) stattfindet, sondern daß zugleich die Art der Structur und Vertheilung der Kohle mit ins Spiel kommt, oder daß, wie man es auszudrücken pflegt, zugleich eine Oberflächenwirkung stattfindet.

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Damit soll gewiß nicht gesagt seyn, daß die Kohlensäure nicht auch noch eine Entkalkung zu Wege bringt; die Größe derselben soll aber nicht überschätzt werden.

4) Kalte, längere Zeit an der Luft gelegene Kohle gelangt im Allgemeinen in der Zuckerfabrication gar nicht zur Wirkung. Es wird die Kohle vielmehr fast ausschließlich in einem solchen Zustande angewandt, daß eine Anwesenheit von Kohlensäure in derselben unmöglich angenommen werden kann. Nicht allein gelangt die Kohle in der Regel so kurze Zeit nach dem Glühen ins Filter, daß sie noch warm oder gar heiß ist, sondern es wird auch der Filterinhalt stets vor dem Safteinfließen vollkommen ausgedämpft; der Zweck des Ausdämpfens ist zu bekannt, als daß er hier erörtert zu werden brauchte. Es ist aber klar, daß wenn überhaupt die ausgedämpfte und also auf 100° C. erhitzte Kohle noch etwas Kohlensäure enthalten sollte, dieß doch nur so wenig seyn könnte, daß sie von den ersten Portionen zuströmenden Saftes weggenommen werden müßte. Manche Fabriken waschen die Kohle noch vor dem Ausdämpfen; doch ist das Ausdämpfen gewiß allein schon zum Verjagen aller Gase ausreichend.

Sollte aber noch ein Zweifel bleiben, so bedenke man, daß die Säfte, wie schon oben gesagt, mit einer der Siedehitze sehr nahen Temperatur auf die Kohle kommen. Es wird also bestimmt, wenn das Filter voll gelaufen ist, Kohlensäure, die nicht absorbirt worden, verdrängt und ausgetrieben seyn.

Alle Beobachtungen zeigen, daß ein Filter noch namhafte Entkalkung übt, wenn es schon lange gedient hat; denn auch noch wenn das Filter als abgenutzt betrachtet wird, ist die Entkalkung, wie die Versuche (a. a. O.) beweisen, eine sehr erhebliche. Wie sollte aber, wenn heiße Säfte 12 Stunden lang und noch länger in starkem Strom über die Kohle gelaufen sind, noch Kohlensäure in der Kohle absorbirt gedacht werden können?

5) Dünnsäfte, welche auf die Filter gelangen, sind zumeist mit Kohlensäure saturirt. Wo dieß mit unreiner, d.h. durch Kohlenverbrennung erzeugter Kohlensäure geschieht, wird von ähnlicher unreiner Kohlensäure kein Niederschlag mehr hervorgebracht. Dicksäfte verhalten sich gegen dieselbe bekanntlich ebenso. Nur reine Kohlensäure fällt, wenn man sie längere Zeit hindurchleitet, nicht aber beim ersten Contact, kohlensauren Kalk aus den betreffenden Zuckersäften der Fabriken. Es ist aber die in der Kohle absorbirte Kohlensäure mit allen Gasen gemischt, mit denen die Kohle in Berührung war, und sie kann daher in ihrer Wirksamkeit auf Zuckersäfte nur der unreinen Kohlensäure an die Seite gestellt werden.

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Wie aber durch den bloßen Contact die Fällung geschehen kann, die sonst nur in der bezeichneten Weise erfolgt, wäre mindestens einer Feststellung durch directe Proben werth.

6) Indessen wollen wir von allem Dem für einen Augenblick absehen, und folgende Frage aufstellen: Wenn, wie der Verf. angibt, der Kohlensäure allein die Kalkabsorption zuzuschreiben ist, so muß die in der Kohle nachweisbar vorhandene Kohlensäure doch auch im Stande seyn, solche Mengen Kalk zu absorbiren, wie wirklich aus dem Saft verschwinden; ist dieß in den direct angestellten Versuchen der Fall gewesen?

Dieß würde wenigstens die Möglichkeit des ausgesprochenen Satzes darthun. Allein es ist nicht allein nicht nachgewiesen worden, sondern sogar (schließlich) gesagt, daß, wenn die Absorption durch die Kohlensäure allein erfolgt seyn sollte, die Kohle eine etwa siebenfach 14) größere Absorptionsfähigkeit für Kohlensäure haben müßte, als für Thierkohle nachgewiesen worden ist. Diesen Widerspruch hat der Verf. nicht hinlänglich gewürdigt, sonst würde er sicher durch directe Versuche nachzuweisen versucht haben, daß entweder die Absorptionsfähigkeit für Knochenkohle größer als die von Stenhouse für Thierkohle angegebene Zahl ist, oder daß wirklich die in den Versuchen vorhanden gewesene Kohlensäure für den absorbirten Kalk ausreichend gewesen war. Noch bei weitem wichtiger wäre es gewesen, die Quantität Kohlensäure zu bestimmen, welche von eben zur Anwendung gelangender, ausgedämpfter, heißer Filterkohle absorbirt ist; es würde sich hier dann Alles bestätigt haben, was ich gegen die in Rede stehende Schlußfolgerung anführe.

7) Endlich aber findet sich im Versuch 9 ein offenbarer Widerspruch mit der Schlußfolgerung: nach diesem Versuch fiel die Absorption durch vorheriges Glühen von 52,7 Proc. auf 30,3 Proc. Es absorbirte also die kohlensäurefreie Kohle fast 60 Proc. von derjenigen Menge Kalk, welche kohlensäurehaltige absorbirte!

Es ist schwer einzusehen, wie der Verf. nach diesem klaren Resultat noch einen Schluß wie der unter 2) gezogene aussprechen konnte. Wenn auch die Rolle der Kohlensäure nach den interessanten Versuchen eine sehr erhebliche genannt werden muß und gewiß eine nähere Feststellung verdient hätte, so mußte doch eine derartige Verallgemeinerung nicht gewagt werden, sondern vielmehr dadurch der Gedanke nahe liegen, daß doch die |67| Hauptabsorption durch die Kohle selbst geschehe, und namentlich bei der Fabrication des Zuckers dieser allein zuzuschreiben sey.

Ich zweifle nicht, daß der Verf. selbst, bei reiflicherer Ueberlegung zugestehen wird, daß er die Tragweite dieses Versuches 9 nicht hinreichend gewürdigt habe. Was nun die Vorschläge Anthon's in dem zweiten der oben angeführten Aufsätze betrifft, so muß ich, was die Anwendung von Kieselerde- und Alaunerdehydrat zur alleinigen Entkalkung der Rübensäfte betrifft, bekennen, daß mir kein Grund vorzuliegen scheint, der uns nöthigte nach solchen Substanzen, welche für die Praxis der Zuckerfabriken so unangenehme Eigenschaften besitzen, zu suchen. Wenn auch die zu Gebote stehenden Entkalkungsmittel immerhin noch hier und da etwas zu wünschen übrig lassen, so ist dieß doch gewiß nicht so erheblich, wie die Uebelstände, welche mit der Anwendung von Kieselgallerte und Alaunerdehydrat verknüpft sind. Der Verf. hat auch in diesem Aufsatze es verschmäht, die früheren Arbeiten auf dem betreffenden Gebiete15) zu beleuchten und durch Versuche und Berechnungen für die größere Praxis Vergleiche mit dem Vorhandenen zu bieten; er würde sonst selbst gefunden haben, wie wenigstens vom Standpunkte der Entkalkung aus betrachtet die genannten Substanzen vorab noch weit davon entfernt sind, schon allen Ernstes für die Praxis vorgeschlagen werden zu können. In dieser Beziehung braucht man nur zu bedenken, daß diese gallertartigen Substanzen, welche zu ihrer eigenen Darstellung sowohl als in den durch sie hervorgerufenen Niederschlägen äußerst voluminöse, einer sehr langen und mühsamen Auswaschung bedürftige Körper darstellen, sehr erhebliche Schwierigkeiten in der Anwendung bieten. Wie lange man die Kieselgallerte waschen muß, um jede Spur von Säuren zu verdrängen, weiß jeder Chemiker und wie schwer es ist, Thonerdehydrat ohne Alkaligehalt herzustellen, gleichfalls. Kaum gibt es Substanzen, welche ein vollkommenes Auswaschen schwerer erreichen lassen. Und doch sind die anzuwendenden Mengen nicht unerheblich und die resultirenden Niederschläge dem entsprechend nicht zu vernachlässigen; in der Zuckerfabrication scheut man daher auch mit Recht das Vorkommen aller ähnlich gearteten Stoffe.

Nimmt man z.B. den vorhandenen Kalkgehalt im Scheidesafte zu 0,16 Proc. an, was gewiß nicht zu hoch ist (man vergl. polytechn. Journal Bd. CLVII S. 369), so ergibt dieß für jede Scheidepfanne von circa 1000 Quart Inhalt 3,84 Pfd. oder für eine tägliche Arbeit von 100 Pfannen 384 Pfd. Kalk. Soll das Saturationsmittel ein besseres seyn, |68| als die jetzigen, so müssen wir von ihm verlangen, daß es von diesem Kalk 2/2–5/6 ausfälle. Es sind also täglich 260–320 Pfd. Kalk niederzuschlagen und dazu sind nach Anthony's Angaben etwa das 6fache Gewicht Kieselerdehydrat, oder 15–19 Centner täglich erforderlich. Es ist gewiß nicht zu hoch gegriffen, wenn wir zur Wiederbelebung, d.h. Zersetzung dieses Niederschlags und zum vollständigen Auswaschen erstens des erzeugten Niederschlags und zweitens des daraus wieder abgeschiedenen Hydrats, annehmen, daß mindestens das für vier Tage ausreichende Quantum in Arbeit begriffen seyn muß. Dieß ergäbe ein Quantum von 60–80 Centner Kieselerdehydrat; man erkennt zur Genüge, welcher Last man sich durch Einführung von solchen Substanzen unterziehen würde. Und dabei ist noch nicht ausgemacht, ob sich die Entkalkungskraft des Kieselerdehydrats bei seiner Anwendung im Großen und auf Fabriksäfte auch wirklich den Versuchen entsprechend verhalten werde, was jedenfalls vor Anstellung geeigneter dahin gerichteter Versuche noch sehr bezweifelt werden muß.

Für das Alaunerdehydrat gelten etwa dieselben Schwierigkeiten. Es ist auch hier aus Anthon's Mittheilung nicht ersichtlich, wie die praktische Anwendung in der Fabrik und bei Rübensaft sich gestaltet, welche Mengen erfordert werden und wie sich die erzielten Producte behandeln lassen.

Wenn aber hierfür das Bedenken Geltung hat, welches oben ausgesprochen wurde, daß keine unmittelbare Uebersetzung in die Praxis möglich scheint und daß kein Grund gegeben scheint. Vorhandenes zu verlassen um das Gebotene anzunehmen, so muh dieß noch vielmehr der Fall seyn für die unter Nr. III ausgesprochene Anwendung der beiden mehr genannten Stoffe.

Es würde gewiß für die Zuckerfabrication von der höchsten Wichtigkeit seyn, wenn sich ein praktisches Mittel fände, die Alkalien aus dem Rübensafte zu fällen, und hier würden auch die oben ausgesprochenen Einwände gegen die Einführung der beiden Hydrate in die Zuckerfabriken zum Zweck der bloßen Entkalkung, bei dem hohen Gewichte dieses Gegenstandes nur sehr untergeordneter Natur seyn, allein die Sache muß zunächst durch specielle Versuche dargethan werden, ehe man sie empfehlen oder auch nur als möglich darstellen kann. Es würden gewiß die meisten Leser mit Dank in dem beregten Aufsatze statt bloßer Andeutungen von immer noch sehr problematischen Möglichkeiten, einige concrete Versuche mit Zuckersäften – die sich bekanntlich gerade in ihrem Salzgehalt so ganz abnorm verhalten-gefunden haben. Gerade bei der hohen Wichtigkeit der Sache sind, ehe man solche Hoffnungen und Pläne ausspricht, |69| mindestens bestimmte Laboratoriumsversuche nothwendig. Noch ist kein Grund vorhanden, warum nicht das Gegentheil ebenso gut möglich seyn könne, und noch sind die der praktischen Ausführung entgegenstehenden Schwierigkeiten nicht einmal annähernd zu schätzen. Die Sache läßt sich mit rohen Rübensäften nicht leicht entscheiden; aber mit Melasse, welche die Salze in concentrirter Form enthält, wäre es nicht schwer, Gewißheit über die Möglichkeit einer Entsalzung durch die empfohlenen Mittel zu erlangen, und so dankbar wir dem Verf. für einige Referate über selbst Versuchtes gewesen seyn würden, so wollen wir doch gerne den Wink uns bemerken, den er gibt und der zu einigen vorläufigen Experimenten in der zuletzt bezeichneten Richtung auffordern kann – aber mehr kann man nicht aus den in Rede stehenden Aufsätzen entnehmen.

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Anthon, über die Eigenschaft der Knochenkohle, den Kalk aus dem Zuckerkalk niederzuschlagen, im 2ten Maiheft (Bd. CLX S. 304) dieses Journals. – Derselbe, über die Anwendung des Kieselerde- und des Alaunerdehydrats zum Entkalken des geläuterten Rübensaftes, und die Möglichkeit der Fällung der Alkalien aus demselben, im 1sten Juniheft (Bd. CLX S. 374) dieses Journals.

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Polytechn. Journal Bd. CLX S. 378.

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100 Grm. müßten 3,45 Grm. Kohlensäure absorbiren, während sie nur 250 K C. oder 0,49 Grm. absorbiren.

|67|

Besonders den speciellen Artikel im polytechn. Journal Bd. CLIV S. 210.

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