DE26499C - Verfahren, um Zuckersyrupe vermittelst freiwerdenden Wasserstoffs zu entfärben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Farbstoff der Melasse, der den Zuckerkrystallen eine braune Färbung giebt, rührt von einer Oxydation des Farbstoffs der Zuckerrübe her, sowie auch von der Oxydation des Zuckers (Rüben- oder Fruchtzuckers), die durch die Wärme und Alkalinität begünstigt wird.

Durch eine umgekehrte chemische Reaction, d. h. durch die Reduction vermittelst freiwerdenden Wasserstoffs kann man diese Färbung vernichten, besonders die, welche durch die Oxydation des Zuckers veranlafst wird.

Diese chemische Reaction, welche durch das weiter unten beschriebene Verfahren erhalten wird, sowie auch der Apparat, den ich dazu verwende, sind der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:

Fig. ι einen Längsschnitt durch den Apparat,

Fig. 2 einen Querschnitt und die Einrichtung der Schraube und ihrer Bürste,

Fig. 3 die Befestigung der Bürste auf der Schraube.

' A ist ein Kessel aus Blech, mit einem Mannloch B versehen, das zur Einführung des den Wasserstoff' erzeugenden Metalles dient. Ein Entleerungsloch C dient zum Reinigen des Kessels. D ist ein Entleerungshahn, E ein Trichter zur Einführung des Syrups, F ein bleiernes Rohr, das durchlöchert ist und mit der Aufsenseite des Kessels durch den Hahn G in Verbindung steht.

Im Innern des Kessels ist ein Lagerstuhl H angebracht, der die Enden zweier Wellen I trägt, die sich in entgegengesetzter Richtung drehen. Diese Wellen tragen Schrauben, deren Peripherie continuirlich mit Bürsten aus Pflanzenborsten oder ähnlichem Stoffe versehen ist, und welche ziemlich weite Oeffnungen haben. Indem diese Schrauben sich in entgegengesetzter Richtung bewegen und ihre Bürsten die Wandungen des Kessels bestreichen,, bewirken sie eine vollkommene und schnelle Mischung der im Kessel enthaltenen Stoffe. Die Wellen /werden aufserhalb des Kessels in den Lagerstühlen K gehalten. Sie tragen feste und bewegliche Riemscheiben und sind an der Stelle, wo sie in den Kessel eintreten, mit passenden Stopfbüchsen versehen. Z stellt die Zinkpulverschicht vor, welche die Bürsten und Schrauben mit Schnelligkeit im Syrup ausbreiten.

Das Verfahren bezweckt, Wasserstoff frei werden zu lassen inmitten einer Zuckerlösung, um diese hierdurch zu entfärben und alsdann die letzten Spuren der hineingebrachten Reactionsmittel durch die weiterhin beschriebenen Mittel zu entfernen.

Der aus den Osmosen- oder Diffusionsküpen herauskommende, noch warme Syrup (oder auch die Fruchtzuckerlösung) wird durch den Hahn E in den Kessel A eingeführt, in welchen vorher eine Menge von metallischem Zinkpulver, Zinkstaub oder Zinkgrau eingebracht worden ist; ungefähr hundertmal so viel, als das theoretische Quantum, von dem weiter unten die Rede ist.

Die Kesselvorrichtung, welche vier schraubenförmige, mit Bürsten besetzte Flügel hat, die sich in entgegengesetztem Sinne mit einer mit dem Kesseldurch'messer in passendem Verhältnifs stehenden Umdrehungszahl drehen, hat den Zweck, eine schnelle Mischung zwischen dem Syrup und den Reactionsmitteln herbeizu-

führen und dadurch die Reduction zu beschleunigen, die so schnell wie möglich von statten gehen mufs, um den Umschlag oder die Inversion zu vermeiden.

Sobald der Syrup eingeführt ist, setzt man die Umrührer in Bewegung, und wenn der Zinkstaub in der ganzen Flüssigkeitsmasse gut vertheilt ist, läfst man sehr langsam durch das mit Löchern versehene' Rohr E mit Wasser verdünnte Schwefelsäure herein. In einer halben Stunde mufs die nöthige Säuremenge eingegossen und die Operation beendigt sein.

Die auf ι hl Syrup kommende Menge Säure variirt zwischen 2 und 5 1 66-grädiger, zum Zehntel verwässerter Säure. Das nöthige Quantum wird für jeden Fall durch einen vorläufigen Versuch im Kleinen bestimmt. Das Rührwerk wird alsdann angehalten, und man läfst in einer halben Stunde das überschüssige Zink sich zu Boden setzen. Man läfst den Syrup durch den Hahn D ab, und der Apparat ist zu einer neuen Operation bereit. In der Praxis ist es vortheilhaft, zwei Kessel zu verwenden, von denen der eine in der Arbeit ist, während der ändere entladen wird.

Das Zinkpulver zersetzt das Wasser mit der gröfsten Leichtigkeit, selbst schon vor der Einführung der Schwefelsäure, Wasserstoff wird frei und reducirt die Farbstoffe, ohne die geringste Inversion ,herbeizuführen, wobei sich schwefelsaures Zinkoxyd bildet, das in dem Syrup aufgelöst bleibt.

Für den Fruchtzucker kann man, da man dabei nicht nöthig hat, so schnell zu verfahren, Eisenfeilspäne verwenden. Aber die Wirkung ist dann langsamer und ist eine gröfsere Menge Schwefelsäure nöthig (vier- bis sechsmal mehr), um die Auslösung des Wasserstoffs herbeizuführen.

Nach Herauslassen des Syrups aus dem Reductionsgefäfs wird er in einen Kessel gebracht, wo die Neutralisation der Säure und des Metall- (Zink- oder Eisen-) Niederschlages vor sich geht.

Jeder Kessel, der mit mechanischen Umrührern versehen ist und angewärmt werden kann, läfst sich für diese Operation anwenden. Der Läuterungskessel, der bei dem Verfahren Frey-Sellinet angewendet wird, eignet sich ganz besonders dazu, aber auch jeder andere ähnliche Kessel kann gute Resultate geben (s. Walkhoff, 1870, Bd. 2, S. 35).

Es wird hier ebenfalls vortheilhaft sein, zwei solcher Kessel zur Verwendung zu haben, den einen zur Arbeit und den anderen zum Ablassen. Ihr Fassungsraum ist ungefähr derselbe wie der des Reductionskessels. In den Reductiotisgefäfsen sowie in diesen Kesseln darf der Syrup nur ungefähr zwei Drittel des ganzen Raumes einnehmen.

Die Neutralisation der Säure und das Fällen des Metalles bilden die schwierigste Operation des Verfahrens. Der Zinkstaub enthält metallisches Zink, Zinkoxyd und kohlensaures Zinkoxyd, Spuren von Blei, Cadmium und Arsenik. Das. Zink löst sich hauptsächlich in der Schwefelsäure auf und mit ihm die Spuren aller anderen Metalle.

Ich bringe alles durch Schwefelbaryum zum Niederschlag. Es bilden sich dabei Schwefelmetalle und schwefelsaurer Baryt, welche in einem neutralen oder leicht alkalischen Mittel vollständig unlöslich sind.

Nach Einführung des Syrups in den Kessel wärmt man ihn an und führt durch ein ringförmiges , mit Löchern versehenes, in dem Kessel angebrachtes Rohr Schwefelbaryum ein, wobei die Mischung durch das Rührwerk in Bewegung gesetzt wird. Die Fällung findet dabei vollständig und unmittelbar statt. Ich füge ein Hundertstel Schwefelbaryum mehr hinzu als das theoretische Quantum, um sicher zu sein, dafs die Fällung sich ganz vollständig vollzieht, und um dem Syrup eine leicht alkalische Reaction zu geben.

Dieses leichte Uebermafs von Schwefelbaryum führt keine Unzuträglichkeit mit sich. Es wird zum Theil in unlösliches schwefelsaures Salz verwandelt und bleibt zum Theil in der Melasse.

Beim Herauslassen aus dem Fällungskessel wird der trübe Syrup in die Filterpresse gebracht und die Operation in gebräuchlicher Weise weiter fortgeführt.

Die Umsetzungsgleichungen sind wie folgt:

1. Zn + SO₃₁B₂O = ZnO, SO₃ + B₂;

2. ZnO, SO₃ + BaS = Zn S + Ba O, SO₃.
Die Erfahrung hat gelehrt, dafs um 1 hl

neutralen Syrup von 1 bis 12° B. zu entfärben, 2 bis 5 Volumenprocent Schwefelsäure von 66 Grad, auf ein Zehntel verdünnt, nöthig ist. Es ist selbstverständlich, dafs man auch Säure' von 60 und 55 Grad, wie sie aus den Bleikammern kommt, verwenden kann, indem man weniger Wasser hinzufügt. Abgesehen von der geringen, zur Neutralisation der Alkalinität desi Syrups nöthigen Menge Säure und bei Anwendung von Maximaldosen sind ungefähr nöthig:

754 g SO₃ oder 920 g Schwefelsäure von 66 Grad,

620 g Zinkstaub,
ι 500 g Schwefelbaryum.

Durch oben beschriebenes Verfahren bekommt der Syrup eine gelbbraune Farbe, die den schönsten Zucker giebt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Zum Entfärben von Zuckersäften oder Syrupen vermittelst freiwerdenden Wasserstoffs:
   i. Das Verfahren, den Saft mit metallischem Zinkpulver innig zu vermischen und hierauf

   verdünnte Schwefelsäure zuzusetzen, um dadurch freien Wasserstoff zu entwickeln.

   Das in Anspruch i. bezeichnete Verfahren, wobei man jedoch bei der Behandlung von Fruchtzucker das Zinkpulver durch Eisenfeilspäne ersetzt.

   Das Verfahren der vollständigen Fällung aller chemischen Verbindungen, welche durch das Vermischen der Schwefelsäure mit dem Zinkpulver bei dem Entfärbungsverfahren entstehen, vermittelst Schwefelbaryums.
   An dem Gefäfs (Kessel) zur Mischung des Syrups mit dem Zinkpulver und der Schwefelsäure zwei in entgegengesetzter Richtung rotirende Rührwellen g mit in Schraubenlinien angeordneten Bürsten L, welche die Wandungen des Kessels bestreichen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.