Titel: Neuerungen in der Herstellung von Klareis.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 459–464)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261156

Neuerungen in der Herstellung von Klareis.

Patentklasse 17. Mit Abbildungen auf Tafel 30.

Die Erzeugung von klarem, krystallhellem Eise gehört mit zu den schwierigsten Aufgaben, welche den Eismaschinen-Technikern gestellt sind. Das in den gewöhnlichen Generatoren der Eismaschinen entstandene Eis ist, wenn auch aus dem reinsten Brunnenwasser erzeugt, stets von undurchsichtiger Beschaffenheit und milchartigem Aussehen, während das Natureis, selbst wo es aus unreinem Wasser sich bildete, meistens vollkommen klar ist, Der Grund für diese Erscheinung liegt darin, daſs der Gefrier Vorgang in den Generatoren weit rascher erfolgt als in der Natur, indem hier die Kälteübertragung von Wasser auf Eis, dort aber von Luft auf Eis stattfindet, wobei die Menge der in gleicher |460| Zeit bei gleicher Oberfläche und demselben Temperaturunterschiede übertragenen Kälte im ersteren Falle ungefähr 40 mal so groſs ist als im letzteren. In Folge des raschen Anfrierens neuer Eisschichten hat die im Augenblicke des Gefrierens in Form von feinen Bläschen sich ausscheidende Luft nicht Zeit, aus dem Wasser zu entweichen, und friert mit ein. Auch ist nicht ausgeschlossen, daſs in den Zellen bei völlig unbewegtem Wasser, besonders wenn dieses reich an Salzen ist, der sogen. Gefrierverzug eintritt, wobei das Wasser etwas unter Null abgekühlt wird; erfolgt dann in Folge irgend eines Anstoſses plötzliches Gefrieren, so wird wieder in erhöhtem Maſse Luft eingeschlossen werden. In der Natur treten diese Vorgänge kaum auf, da bei der Eisbildung sowohl in stehenden, als in flieſsenden Gewässern die Luftbläschen stets durch die im Wasser vorhandenen Strömungen weggespült und an anderen Stellen wieder absorbirt werden können.

Was den Kältewerth des Klareises betrifft, so ist derselbe nicht im Geringsten höher als beim Trübeise und lediglich das bessere Aussehen des Krystalleises bedingt, daſs dasselbe als Handelswaare höher im Preise steht, wenigstens da, wo das Eis hauptsächlich zu Genuſszwecken dient. Das einfachste Mittel zur Erzeugung von klarem Eise scheint auf den ersten Blick darin zu bestehen, daſs man den Gefrierprozeſs der Natur möglichst getreu nachahmt, wie es in der That kürzlich von O. F. Kropff in Straſsburg i. E. (* D. R. P. Nr. 35053 vom 16. Oktober 1885) vorgeschlagen worden ist. Während bei allen Eisgeneratoren das zu gefrierende Wasser einer stark abgekühlten Salzlösung ausgesetzt wird, will Kropff das Wasser dadurch zum Gefrieren bringen, daſs er auf dasselbe sehr kalte Luft einwirken läſst, gerade wie dies in der Natur stattfindet. In einem gut isolirten Kasten (Fig. 9 Taf. 30) befindet sich ein Röhrensystem R, durch das entweder eine stark abgekühlte Salzlösung strömt, oder in welchem die Verdunstung einer Kälte erzeugenden Flüssigkeit vor sich geht. Die im Kasten befindliche Luft wird hierdurch ebenfalls stark abgekühlt und überträgt ihre Kälte auf die zwischen die einzelnen Schlangen eingeschobenen Blechzellen B, welche das in Eis zu verwandelnde Wasser enthalten. – Der Apparat dürfte wohl kaum viel Anwendung finden; denn dadurch, daſs die Kälte zuerst von Flüssigkeit auf Luft und dann wieder von Luft auf Wasser übertragen wird, wobei man mit dem geringen Wärmeübertragungsvermögen der Luft zu rechnen hat, fallen diese Generatoren unverhältniſsmäſsig groſs aus. Wenn man das Eis nur langsam entstehen lassen will, so kann man den gleichen Zweck auch mit gewöhnlichen Generatoren erreichen, indem man die Temperatur der Salzlösung nur wenig unter dem Gefrierpunkte hält und die Zahl der Zellen dafür entsprechend vermehrt.

Langsames Gefrieren ist zur Erzeugung von Klareis nicht unbedingt erforderlich; man kann auch in der Natur die Beobachtung machen, |461| daſs bei raschem Gefrieren wasserhelles Eis sich bildet, wenn nur eine genügend starke Bewegung des Wassers vorhanden ist. So entsteht sehr schönes Klareis da, wo Wasser bei strengem Froste in dünnen Schichten über eine glatte Fläche rieselt. Das Wasser friert hierbei sehr rasch und doch wird das Eis hell, da die Luftbläschen aus der dünnen Schicht leicht entweichen und von dem nachkommenden Wasser weggespült werden können. Zu den Apparaten, welche auf diesen Vorgang sich gründen, gehört u.a. der rotirende Eisgenerator von Linde (vgl. 1877 224 * 172). Die Zellen sind dort so angeordnet, daſs sie eine Trommel bilden, welche um eine wagerechte Achse sich dreht und theilweise in das Gefrierwasser taucht, während durch das Innere der Trommel kalte Salzlösung strömt. Jede Zelle wird bei einer Umdrehung der Trommel einmal mit Wasser sich füllen und wieder entleeren. Nach jedesmaligem Eintauchen friert das an der Wand der Zelle hängen bleibende Wasser in dünner Schicht fest und, indem sich Schicht auf Schicht lagert, füllt sich allmählich die ganze Zelle mit Eis. Thatsächlich liefern diese rotirenden Generatoren vorzügliches Klareis; ihre Anwendbarkeit ist aber beschränkt, da bei Apparaten von groſser Leistung die in Bewegung zu setzenden Massen zu groſs werden.

Auf dem gleichen Prinzipe1) beruht der Krystalleis-Apparat von Aug. Osenbrück in Hemelingen (* D. R. P. Nr. 16439 vom 22. Februar 1881). Fig. 13 Taf. 30 zeigt die Einrichtung eines Apparates mit Drehbewegung: Derselbe besteht aus zwei von einem Holzbottiche umgebenen, um eine lothrechte Achse drehbaren Cylindern, welche zwischen sich die von einer Ammoniakschlange gekühlte Salzlösung enthalten. Der äuſsere Cylinder trägt auf seiner Mantelfläche radial stehende Rippen in der Höhe der zu erzielenden Eistafeln, zwischen denen sich das Eis ansetzt. Durch eine Pumpe A wird das im Bottiche B befindliche Wasser angesaugt und durch das Steigrohr C gegen die Mantelfläche des äuſseren Cylinders gespritzt, wo es im Herabflieſsen anfriert und sich schichtenweise festsetzt. Nach vollendeter Eisbildung wird die Kühlflüssigkeit mittels der Pumpe D in das Gefäſs E gedrückt und durch Umstellen der Hähne F und G der Raum zwischen den Cylindern mit warmem Condensationswasser gefüllt, in Folge dessen thauen die Eistafeln ab. diese stützen sich auf den Ring H und werden eine nach der anderen aus der Klappe K des Bottiches herausgenommen.

Praktischer ist wohl der in der gleichen Patentschrift beschriebene, in Fig. 10 und 11 Taf. 30 dargestellte feststehende Apparat, bei welchem das Gefriergefäſs einen rechteckigen Kasten Z bildet, dessen beide Breitseiten mit einer Anzahl schmaler Zellen besetzt sind, welche ebenso wie der mittlere Raum des Kastens Z kalte Salzlösung enthalten. Der Raum zwischen je zwei dieser Zellen ist zur Eisbildung bestimmt. Ueber |462| dem Gefriergefäſse ist ein Wasserbehälter Y angebracht, welcher durch eine Pumpe mit Süſswasser gespeist wird, aus dem Behälter Y zweigt ein Rohr X ab, welches sich der Länge nach unter dem Behälter hinzieht und das Wasser in die Vertheilungsröhren W leitet, aus denen es gegen die Gefrierwandungen flieſst, an diesen herabrieselt und gefriert. Das Abthauen und Entfernen des fertigen Eises geschieht in der gleichen Weise wie bei dem vorher beschriebenen Apparate. – Für den Groſsbetrieb dürfte sich auch diese Einrichtung wegen der umständlichen Entnahme der Eistafeln nicht sehr eignen und erscheint es am zweckmäſsigsten, für die Herstellung von Klareis die gewöhnlichen Trübeis-Generatoren beizubehalten, bei welchen die Gefrierzellen an einem Ende des Generators in die kalte Salzlösung reihenweise eingehängt, darin nach und nach vorgeschoben und am anderen Ende ebenso reihenweise ausgeschoben und entleert werden, wobei nur dafür zu sorgen ist, daſs durch geeignete Einrichtungen das in den Zellen befindliche Wasser in steter Bewegung erhalten wird. Derartige Generatoren, bei welchen das Wasser durch flossenartige Rührer bewegt wird, baut die Gesellschaft für Linde's Eismaschinen in Wiesbaden seit Jahren (vgl. 1885 256 * 72).

Ein anderer Vorschlag von Aug. Osenbrück (* D. R. P. Nr. 33171 vom 17. Februar 1885) geht dahin, sämmtliche in den Generator eingehängte Zellen gleichzeitig mittels eines Kurbelmechanismus in schwingender Bewegung zu erhalten, wie Fig. 12 Taf. 30 zeigt. Es ist wohl fraglich, ob die hierdurch erzielte Bewegung des Wassers in den Zellen ausreicht, um die Luftbläschen von dem Eise loszureiſsen, und auſserdem werden sowohl durch die in schwingende Bewegung zu versetzenden groſsen Massen, als auch durch die Salzlösung, in welcher sich die Zellen bewegen sollen, bedeutende Widerstände erzeugt.

Peter Effertz in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 35044 vom 14. März 1885) will die festliegenden Zellen beibehalten, dagegen das Gefrierwasser dadurch in lebhafte Bewegung setzen, daſs er, wie in Fig. 16 Taf. 30 ersichtlich gemacht ist, in jede Zelle einen von einer gemeinsamen Leitung ausgehenden, an seinem unteren Ende mit einem Saugventile versehenen Schlauch einhängt, mittels dessen das Wasser durch irgend ein Pumpwerk bei jedem Kolbenspiele aus den tieferen Schichten der Zelle angesaugt und durch einige höher liegende Druckventile in die oberen Wasserschichten zurückgepreſst wird. Damit die Schläuche bei voranschreitender Eisbildung nicht einfrieren, sind dieselben zum Hochziehen eingerichtet, indem das einer ganzen Zellenreihe gemeinsame Rohr R an einen feststehenden Theil der Leitung drehbar angeschlossen ist und mit Hilfe eines Schneckenrades r in Umdrehung versetzt werden kann, wobei die Schläuche aufgewickelt werden.

Zu derselben Klasse von Vorrichtungen ist noch die von Adolf Walther in Chemnitz (* D. R. P. Nr. 35047 vom 16. August 1885) angegebene zu zählen, welche in Fig. 14 Taf. 30 dargestellt ist. Bei dieser |463| Construction wird eine kräftige Wasserbewegung durch Rührvorrichtungen erzeugt, welche mittels Schnur- oder Reibungsrädergetriebe in rasche Drehung versetzt werden. Als Rührer sind verzinnte Eisenketten k angenommen und zwar deshalb, weil sich solche beim Ausfrieren der Zellen, welches von unten nach oben erfolgt, durch Zusammenlegen von selbst verkürzen.

Bei den Apparaten, welche mit mechanischen Rührwerken versehen sind, gelingt es nie, durch und durch klare Eisblöcke zu erzeugen, da man die Rührwerke entfernen muſs, bevor die Zellen vollständig ausgefroren sind und das in der Mitte der Zelle verbleibende Wasser, welches sowohl Luft, als Salze in vermehrtem Maſse enthält, beim Gefrieren einen trüben Kern bildet, der je nach der Vollkommenheit der Einrichtungen 10 bis 15 Procent des ganzen Eisblockes ausmacht. Man sucht deshalb vielfach die Rührwerke dadurch ganz entbehrlich zu machen, daſs man das Wasser vor dem Gefrieren von allen der Klareisbildung hinderlichen Beimengungen befreit (vgl. A. Schwirkus 1885 256 73).

Eine neuere Einrichtung dieser Art ist von W. Raydt in Hannover (* D. R. P. Nr. 33112 vom 15. März 1885) angegeben worden. Derselbe will zum Entlüften des Gefrierwassers ein Wasserstrahlgebläse benutzen, welches von dem bei jeder Eismaschine erforderlichen Kühlwasser betrieben werden soll. Wie aus Fig. 15 Taf. 30 ersichtlich, kommen hierbei zwei geschlossene Behälter c und d zur Verwendung, aus denen die Gefrierzellen abwechselnd gefüllt werden und welche mit dem Strahlapparate a verbunden sind. Ist die Entlüftung in dem einen Behälter weit genug getrieben, so wird derselbe durch den Zweiwegehahn b mit der äuſseren Luft in Verbindung gesetzt, um das Wasser in die Zellen ablassen zu können, und gleichzeitig der andere Behälter in Betrieb genommen. Auf die gleiche Weise kann man natürlich die Luft auch unmittelbar aus den Zellen absaugen, zu welchem Zwecke die letzteren nur mit einem losen, auf der unteren Seite mit einem elastischen Dichtungsmittel besetzten Deckel zu versehen sind, welcher durch einen biegsamen Schlauch mit dem Strahlapparate in Verbindung steht.

Weit besser als mittels Strahlgebläse läſst sich die Entlüftung mit einer Kolben-Luftpumpe bewirken und sind auch derartige Versuche bereits vielfach gemacht worden, ohne daſs jedoch bis jetzt eine befriedigende Lösung der Aufgabe damit erzielt worden wäre.

Das beste, wenn auch theuerste Verfahren, Klareis zu erzeugen, besteht bis jetzt darin, daſs man die Gefrierzellen mit destillirtem Wasser füllt. Das Verfahren ist theuer, weil es einen erhöhten Brennmaterial- und Kühlwasseraufwand bedingt und auch die Anschaffungskosten für den Destillationskessel und die Kühlgefäſse diejenigen der mechanischen Klareisapparate meistens übersteigen dürften.

Bei Absorptionsmaschinen, wo man das Condensationswasser des zum Eindampfen der Lösung benutzten Dampfes verwenden kann, fällt |464| natürlich der Mehraufwand von Brennmaterial für die Destillation weg und bleibt nur der vermehrte Kühlwasserverbrauch, wogegen bei Compressionsmaschinen entweder der Abdampf der Dampfmaschine, oder, wenn diese mit Condensation arbeitet, frischer Dampf vom Kessel benutzt werden muſs. Dieser Vortheil der Absorptionsmaschinen wird freilich dadurch aufgewogen, daſs diese Maschinen schon von vornherein viel mehr Brennmaterial verbrauchen als Compressionsmaschinen. Durch günstige Ausnutzung des Dampfes läſst sich der Wärmeaufwand auf ein verschwendend kleines Maſs vermindern, indem man, ähnlich wie bei den Eindampfkesseln in Zuckerfabriken, die latente Wärme des condensirenden Dampfes zur Wiedergewinnung einer gleich groſsen Dampfmenge von etwas niedrigerer Spannung benutzt, so daſs nur das Aequivalent für den Verlust an Arbeitsvermögen des Dampfes als für die Destillation aufgewendete Wärme erscheint.

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Vgl. auch W. Richter 1884 252 * 370.

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