Titel: Stammer's Apparat zum Ausnutzen des Scheideschlammes der Zuckerfabriken.
Autor: Stammer, Karl
Fundstelle: 1861, Band 162, Nr. LXXVII. (S. 260–267)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj162/ar162077

LXXVII. Apparat zum Ausnutzen des Scheideschlammes der Zuckerfabriken; von Dr. C. Stammer.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Die Zuckerfabriken sind in Deutschland durch die eigenthümliche Art der Besteuerung auf etwas andere Wege gelenkt worden, als in jenen |261| Ländern, wo eine Besteuerung des Halb- oder Ganz-Fabricats stattfindet. Da die Steuer einmal gleich anfangs von den in die Fabrication aufgenommenen Rüben erhoben ist, bevor sie noch irgend einen Proceß durchgemacht haben, so ist die Fabrik darauf angewiesen, nunmehr auch keinen Bruchtheil Zucker mehr verloren gehen zu lassen, wo dieß nicht unumgänglich ist. Mehrlei Verbesserungen schreiben ihren Ursprung aus diesen Verhältnissen her; unter einer anderen, jedenfalls wünschenswerthen Steuererhebung würde man auf viele derselben kaum einen Werth legen.

So ist man denn auch in letzter Zeit vielfach auf den Zuckerverlust aufmerksam geworden, der im zweiten Stadium der Fabrication, bei der Scheidung stattfindet, indem ein Theil des Saftes in dem abgeschiedenen Schlamme verbleibt. Diesen preßt man langsam und mit großer Kraft nach Möglichkeit aus, ohne dadurch aber bei der großen Widerstandsfähigkeit des Materials einen angemessenen Erfolg zu erzielen. Wendet man anfangs eine größere Kraft an, so erhält man trübe Säfte, wie denn überhaupt die Manipulationen mit dem Scheideschlamm mit vielen Schwierigkeiten zu kämpfen haben, die nur denjenigen bekannt sind, welche sich specieller damit beschäftigt haben.

Wie groß aber der Zuckerverlust ist, den die Fabrikanten im Scheideschlamm erleiden, geht wenigstens annähernd aus folgenden Angaben hervor. Bei einer Scheidung per Scheidekessel mit 21 Pfd. Kalk (auf 1000 Quart verdünnten Saft von etwa 10 Proc. Ar.) betrug das Quantum möglichst ausgepreßten Schlammes per Pfanne im Durchschnitt 80 Pfd. Dabei war sorgfältig mit einer Schraubenpresse ausgepreßt, die erhaltenen Preßkuchen umgelegt, und in einer zweiten, sehr langsam wirkenden und äußerst kräftigen Schraubenpresse nachgepreßt worden.

Von diesem Schlammpreßling wurde zunächst der Wassergehalt durch Austrocknen einer kleinen Probe in einem Strom vollkommen kohlensäurefreier trockner Luft bei 110°C. bestimmt und zu 61,3 Proc. gefunden. Rechnet man dieses Wasser als Saft, so müßte derselbe als dem zuletzt ablaufenden Schlammpressensaft entsprechend gedacht werden; da derselbe nach vorgenommener Untersuchung 8,05 Proc. Zucker enthielt, so würde hieraus der Zuckergehalt des Preßlings zu 5,3 Proc. folgen. Offenbar ist aber ein Theil des Wassers in Form von Hydratwasser vorhanden und diese Zahl ist also gewiß zu hoch. Die getrocknete Probe wurde demnach zu genauerer Ermittelung mit Wasser verrieben, der Brei mittelst reiner Kohlensäure neutralisirt, gekocht, abfiltrirt und wiederholt mit heißem Wasser ausgewaschen. Es resultirten von 25,78 Grm. feinstem, beim Trocknen auf 9,96 Grm. reducirtem Schlamm 430 Kub. Centim. einer so verdünnten Lösung, daß ihr Zuckergehalt direct nur unsicher ermittelt |262| werden konnte. Sie wurde daher im Wasserbad eingedampft und dann erst polarisirt; das Resultat ergab einen Gesammtzuckergehalt von 1,29 Grm. oder von 5 Proc. des ausgepreßten Schlammes. Fünf Procent der täglich als Dünger weggefahrenen Schlammpreßlinge sind also Zucker! Viele Fabriken verarbeiten täglich 100 Scheidepfannen: sie verlieren in derselben Zeit also 4 Centner Zucker, oder monatlich über 100 Centner. Rechnet man pro Scheidepfanne 20 Centner Rüben, so macht dieß (4 Pfd. Zucker pro Pfanne) 0,2 Proc. vom Gewicht der Rüben. Allerdings ist dieser Zucker in keinem Falle vollständig gewinnbar, denn selbst wenn es keinen Schlamm gäbe, und dieser Zucker im Safte verbliebe, so würde man immer nur einen Theil als Zucker, einen Theil als Melasse erhalten. Allein es unterliegt keinem Zweifel, daß wir mit vervollkommneten Methoden doch die Hälfte als Zucker wiedergewinnen könnten, und so klein 0,1 Proc. vom Gewicht der Rüben erscheint, so sind doch 50 Ctr. Zucker monatlich oder 250 Ctr. in der Campagne immerhin nicht zu verachten, besonders wenn man bedenkt, daß wenn der Saft oder Zucker einmal aus dem Schlamm extrahirt ist, die weiteren Fabricationskosten Null sind, da diese geringe Menge in der Hauptmasse vollkommen aufgeht.

Es ist daher nicht zu verwundern, daß schon Vielerlei zur Wiedergewinnung des Saftes im Scheideschlamm vorgeschlagen wurde. Mehrfach ist die Saturation mit Kohlensäure als ein Mittel angerathen worden, wodurch man eine leicht auszuwaschende körnige Masse erhalten könne. Ich habe versucht, dieß zu bewerkstelligen, aber die Sache angesichts der ungeheuren Menge Kohlensäure, die zur Neutralisation erforderlich wäre, gänzlich wieder aufgegeben. Bei den in Arbeit zu nehmenden großen Massen ist dieß ein unübersteigliches Hinderniß; die Kohlensäure kostet mehr, als der zu erzielende Zucker werth ist. Dabei bleibt die Schwierigkeit der Operation, des Kochens etc. mit Hunderten von Centnern der dickbreiigen Masse, sowie der mögliche Eintritt einer Rückscheidung noch unbeachtet. Mir wollte die Saturation wenigstens nicht gelingen und wenn man, die Menge Kohlensäure, welche dazu erforderlich seyn muß, nach den Daten berechnet, welche uns die gewöhnliche Saturation an die Hand gibt, wobei im Verhältniß unbedeutende Mengen Kalk gefällt werden, so wird man diese Angabe gewiß gerechtfertigt finden.

Dagegen gab die oben angeführte Art der Untersuchung des Schlammes einen andern Weg an die Hand, dessen Verfolgung ohne Zweifel günstige Resultate liefern dürfte. Wenn man nämlich die Schlammpreßlinge in warmer Luft trocknet, so absorbiren sie einen gewissen Theil Kohlensäure und verlieren dabei so viel Wasser, daß sie viel zuckerreicher werden. Es würde sich also vielleicht lohnen, sie alsdann mit heißem Wasser zu |263| extrahiren, was in Folge der stattgehabten Neutralisation leicht gehen wird. Ein Versuch hat dieß vollkommen bestätigt. Beim Trocknen in freier Luft auf einer erwärmten Unterlage verlor der Schlamm 48 Proc. an Gewicht. Er enthält also nun etwa 10 Proc. Zucker. Ein Auslaugversuch mit kaltem Wasser gab zwar ein negatives Resultat; dagegen gab heißes Wasser eine Lösung, die, zum zweiten und dann zum drittenmal mit frischer Substanz zusammengekocht, schon ein Gewicht von 16 Proc. erreicht hatte, wobei die Menge Wasser nicht abgemessen, sondern in ziemlich großem Verhältniß zugegeben worden war.

Hiernach liegt es auf der Hand, daß man die Schlammpreßlinge (wohl am besten die von der ersten Presse) zu trocknen hätte, wozu sich in den Fabriken meist kostenfrei erhitzte Räume genug finden, um sie dann nach dem Pulvern in einem besondern Apparate, der nach dem System der Soda-Auslaugekästen arbeitet, mit süßem Wässer zu extrahiren. Man hat es offenbar in der Gewalt, durch Verlängerung des Systems einerseits eine vollkommene Extraction, andererseits so schwere Säfte, wie man wünschen mag, zu erhalten. Leider war ich bisher nicht in der Lage, diese Versuche so weit auszudehnen, daß ein Urtheil über die Kosten gegenüber der Auslieferung erlaubt wäre, und scheint einstweilen wenigstens die Rentabilität noch etwas fraglich. Es ist aber wohl nicht zu bezweifeln, daß sich da oder dort in einer Fabrik die Gelegenheit bietet, mit einem passenden Apparate Versuche in größerem Maaßstabe anzustellen; es würde dadurch möglich werden, eine klarere Vorstellung über eine derartige Manipulation zu erhalten.

Es bleibt aber bei einer solchen Ausnutzung des Scheideschlammes immerhin der große Uebelstand, daß sie mehrere nach einander folgende, sehr verschiedenartige Manipulationen erfordert: Pressen, Austrocknen, Pulvern und Auslaugen. Der Wunsch nach einem einfachern, auch das Pressen ganz entbehrlich machenden und möglichst wenig Menschenhände in Anspruch nehmenden Verfahren, welches sämmtlichen Saft des Schlammes ohne erhebliche Veränderung in einer einzigen Operation zu gewinnen erlaubte, bleibt daher auch dann bestehen, wenn die eben gegebenen Andeutungen zu einem günstigen Resultate führen sollten. Es möge mir daher gestattet seyn, hier ein solches Verfahren zu beschreiben, welches nach den damit angestellten Versuchen diesen Anforderungen nicht allein entspricht, sondern auch sich noch dadurch empfiehlt, daß es mit Apparaten und Mitteln ausgeführt wird, welche den in Zuckerfabriken sonst üblichen in vieler Beziehung ähnlich sind und daher ohne besondere Mühe von den gewöhnlichen Arbeitern gehandhabt werden können.

Ich glaube demnach und nach den Erfahrungen, welche mir in Betreff |264| dieser neuen Schlammextraction vorliegen, dieselbe bestens empfehlen zu können, und werde hier die Beschreibung derselben, unter Bezugnahme auf die Figuren 1618 folgen lassen:

Die Kraft, welche bei diesem Verfahren das Ausziehen des Saftes aus dem Scheideschlamme bewirkt, ist der Luftdruck. Derselbe wird dadurch zur Wirkung gebracht, daß ein an seiner Oeffnung mit einer Siebvorrichtung und hierüber mit Scheideschlamm bedecktes Gefäß mit Dampf gefüllt, und dann durch dessen Kondensation luftleer gemacht wird, worauf die äußere Luft den Saft durch die Siebvorrichtung hindurch preßt. Durch Zusatz von Wasser und Wiederholung derselben Operation wird der zurückbleibende Schlamm von allem Saft befreit.

In dieser Einfachheit jedoch stehen dem Princip zwei sehr erhebliche Uebelstände entgegen, welche dessen Ausführung in solcher Weise unmöglich machen, die aber zu überwinden mir, wie aus der Folge hervorgeht, nach manchen Versuchen gelungen ist.

Bringt man Scheideschlamm auf ein zur Abscheidung des Saftes geeignetes Diaphragma, etwa auf mehrfach zusammengelegte Leinwand, und stellt nun auf einer Seite die Luftleere her, so reicht der äußere Druck der Atmosphäre allein nicht hin, Saft hindurch zu pressen; der Druck von 15 Pfd. auf den Quadratzoll ist bei der eigenthümlichen Beschaffenheit des Breies nicht stark genug dazu. Zusatz von Wasser, behufs der Verdünnung des Schlammes, bewirkt keinen bessern Erfolg, und eine Vermehrung des Druckes durch Einwirkung des Dampfes von oben, im geschlossenen Gefäße, bringt so viel Uebelstände mit sich, daß von dieser Einrichtung ganz abgesehen werden muß.

Der beabsichtigte Zweck läßt sich jedoch durch folgendes Mittel leicht erreichen: da das Durchdringen des Saftes durch die sich sofort bildende dichtere Schlammschicht verhindert wird, so muß die ganze Höhe des Scheideschlammes vielfach unterbrochen, die ganze Menge gewissermaßen in ein System von vielen Schichten vertheilt werden.

Dieß wird bewirkt durch Beimischung von etwa dem gleichen Volumen Kies oder grobem Sand.

Der mit diesem Zusatz versehene Schlamm entläßt den Saft sowohl, wie später die durch Wasser zu bewirkenden Aussüßewasser leicht, rasch, und bei geeigneter Siebvorrichtung vollkommen klar.

Das zweite Hinderniß, worauf hingedeutet wurde, besteht darin, daß oben nach dem ersten Austreten des Saftes ein mehrmaliges Absüßen des Rückstandes mit heißem Wasser nothwendig wird, und dadurch eine Menge verhältnißmäßig dünner Säfte erzeugt werden. Wenn nun auch in manchen Fabriken diese dünnen Schlammwasser die große Menge |265| concentrirteren Scheidesaftes nicht in solchem Maaße verdünnen werden, daß die Verdampfung dadurch bemerklich erschwert würde, und überhaupt die Kosten der Verdampfung jetzt nur mehr eine sehr untergeordnete Rolle spielen, so könnte man doch leicht versucht seyn, hieran Anstoß zu nehmen. Diese Saftverdünnung kann aber durch eine richtige Combination, nämlich dadurch vermieden werden, daß man den Schlamm anfangs mit verdünntem Saft, von anderen Schlammabsüßungen herrührend, und zuletzt erst mit reinem Wasser auswäscht.

Man stellt zu diesem Zweck mehrere zu dem Extrahiren mit Luftleere bestimmte Filtrirapparate, etwa vier oder fünf, neben einander so auf, daß sie eine continuirlich wirkende Batterie darstellen, und bewirkt das Auswaschen in einem theilweisen Kreislauf des Wassers, resp. verdünnten Saftes, in Folge dessen nur concentrirter und wenig verdünnter Saft erhalten wird.

Um den verdünnten Saft, wie er von einem Filter erhalten wird, auf den folgenden Apparat zu bringen, ohne die einzelnen Apparate terassenförmig über einander aufzustellen, wird ebenfalls die Luftleere benutzt, die zu diesem Zweck oberhalb des Schlammes in Verbindung mit dem Raume unterhalb im vorhergehenden Filter erzeugt wird.

Die Erklärung der Figuren macht diese ganze Manipulation deutlicher. Es sind von einer Batterie zwei der bezeichneten Filtrirapparate in ihrer Verbindung dargestellt. Je nachdem eine größere oder geringere Verdünnung des Saftes beliebt wird, kann man eine geringere oder größere Zahl solcher Apparate vereinigen, und je nach der Ausdehnung des Betriebes eine oder mehrere solcher Batterien, deren Dimensionen ebenfalls nicht absolut festzustellen sind, in Anwendung bringen. Im Allgemeinen ist es dabei zweckmäßig, die Größe der Gefäße so zu nehmen, daß der Schlamm einer Scheidepfanne in einem derselben Platz hat und etwa 10–12 Zoll über dem Sieb steht.

Jedes der aus Guß- oder Schmiedeeisen gefertigten Filter, Fig. 16 und 17, besteht aus zwei Abtheilungen A und B, deren obere zur Aufnahme des mit Kies oder Sand gemischten Schlammes bestimmt ist, während die untere zur Erzeugung der Luftleere und zur Aufnahme des abgeschiedenen Saftes dient. Zwischen beiden Theilen wird die Siebvorrichtung eingelegt, und in der in Fig. 18 vergrößert dargestellten Weise dicht befestigt. Sie besteht aus zwei eisernen Ringen r, s, zwischen welche eine Lage leinener Tücher zwischen zwei Messingsieben eingeschlossen wird. Vier Schrauben mit den Muttern y dienen zum Zusammenhalten dieser Theile und zugleich, nebst dem Gummiring z, zur Dichtung der Siebvorrichtung auf den Hals der Filter.

|266|

An der unteren Kammer B befinden sich das Dampfventil a, die Lufthähne b und m, und der Saftausfluß c, mit den beiden Abzugsröhren d und e, erstere für concentrirten, letztere für verdünnten Saft.

An dem obern Theile A befinden sich das Dampfventil f, die größere Oeffnung mit dichtem Verschluß g, und zum Verschluß des Ganzen der Mannlochdeckel h mit dem Lufthahn i, endlich der Wasserhahn k.

Denken wir uns nun eine Batterie von z.B. vier Apparaten im Gange, so wird jeder einzelne in folgender Weise bedient: Nach Entfernung des Inhaltes durch g wird die Siebvorrichtung, wenn erforderlich, herausgenommen und gereinigt oder durch eine andere, gereinigte ersetzt, hierauf der mit Kies oder Sand vermischte Schlamm, nach Verschließung von g, durch die obere Oeffnung eingefüllt. Alsdann wird, bei offenem oberen Mannlochdeckel der Lufthahn b und das Dampfventil a geöffnet und so lange Dampf gegeben, bis die untere Kammer nur noch mit Dampf gefüllt ist, und hierauf durch Verschluß des Hahnes b und des Ventils a die Leere erzeugt. Nach wenig Augenblicken ist dann der Saft aus dem Schlamm in den unteren Theil B getreten, und wird durch den Hahn d nach dem Sammelkasten des Scheidesaftes abgelassen; dann schließt man das Mannloch h, erzeugt mittelst des Lufthahns i und des Dampfventils f in der oberen Kammer die Leere, und saugt dann durch Oeffnen des Uebersteighahns e' und des Lufthahns m im vorhergehenden Apparate aus diesem den dünnen Saft auf den von seinem ersten concentrirten Saft befreiten Schlamm. Hierauf wird wieder der Lufthahn i geöffnet, und durch die, wie vorher, unten bewirkte Luftleere der oben stehende Saft durchgesaugt, und so der Schlamm zum erstenmal abgesüßt.

Den so erhaltenen noch wenig verdünnten Saft kann man ebenfalls durch d zum Sammelkasten gehen lassen, und erst die später folgenden Portionen, wobei zuletzt Wasser durch den Hahn k genommen wird, durch den Uebersteiger in der oben beschriebenen Weise nach dem folgenden Apparate saugen lassen. Es hängt natürlich von der Verdampfungskraft der Fabrik ab, wie weit die Verdünnung für den Scheidesaft zulässig ist, und es ist die erforderliche Anzahl der Absüßungen auch von der schon vorhandenen Verdünnung des Scheidesaftes selbst abhängig. So ist z.B. bei den sehr dünnen Centrifugensäften einmaliges Absüßen des Schlammes ausreichend.

Nach Beendigung der Operation, welche, wie gesagt, der Reihe nach mit den einzelnen Filtern vorgenommen wird, entfernt man wieder den mit Kies vermischten Schlammrückstand durch g u.s.w.

In Bezug auf seine Benützung als Düngmittel ist es einleuchtend, daß dieser Rückstand durch den Zusatz von Kies oder Sand keine Benachtheiligung |267| erlitten hat. Wenn hinreichende Mengen dieses Beimischungsmittels zu Gebote stehen, so kann man den Stoff unmittelbar verwenden. Nicht immer aber wird dieß der Fall sein, und die Herbeischaffung des groben Sandes oder des Kieses in so beträchtlicher Menge kann in gewissen Localitäten sehr mißlich seyn. In diesem Falle kann man leicht dieselbe Qualität immer wieder benützen, da der Schlamm ohne Schwierigkeit sich von den kleinen Steinchen trennen läßt. Dieß geschieht entweder durch Abwaschen der flach auf ein großes Sieb ausgebreiteten Masse, oder durch Abblasen mittelst Dampf. Man erhält auf beiderlei Weise einerseits reinen, unmittelbar wieder anzuwendenden Kies, und andererseits einen mit Wasser verdünnten Brei, der entweder unmittelbar oder mit Erde vermischt angewandt, oder erst durch Absitzenlassen concentrirt, oder endlich auch durch Austrocknenlassen auf die eine oder andere Weise zur Düngung handlicher gemacht werden kann. Beim bloßen Absitzenlassen concentrirt sich dieser Schlamm schon nach 1–2 Tagen auf das halbe Volumen. Da jedoch jede Rübenzuckerfabrik ohnehin sehr bedeutende Mengen Erde, die von den Rüben abfällt, wieder auf die Felder bringen muß, so steht deren Zusatz zu dem dünnen Schlamm nichts im Wege; derselbe wird dadurch nur noch besser auf dem Acker ausgebreitet.

Daß mit diesem Apparate eine vollständige Ausnützung des Scheideschlamms ermöglicht wird, ohne irgend welche Kosten in der Manipulation zu verursachen, bedarf wohl nicht des Beweises. Die einmalige Anschaffung des nur sehr geringer Abnutzung unterworfenen Apparats, der offenbar sehr erhebliche Vorzüge vor den Pressen mit den kostspieligen Schlammsäcken besitzt, fällt gegenüber dem zu erzielenden Nutzen kaum ins Gewicht.

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