DE31163C

DE31163C - Verfahren der Läuterung der zuckerhaltigen Säfte von Rüben, Zuckerrohr etc. I innerhalb der Schnitzel

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Publication number: DE31163C
Application number: DENDAT31163D
Authority: DE
Original assignee: SOCETE ANONYME DE j RAFFINAGE SPECIAL DES MELASSES in Paris; ]
Anticipated expiration: 1904-05-27

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

in PARIS.

der Schnitzel.

Bekanntlich besteht die Zuckerrübe aus einer Anhäufung von Zellen, welche eine zuckerhaltige, durch die Gegenwart von mineralischen und organischen Salzen, sowie von organischen, stickstoffhaltigen und stickstofffreien Körpern verunreinigte Flüssigkeit einschliefsen. Die Wandungen dieser Zellen sind durchlässig für chemische Agentien, und benutzen wir diese Durchlässigkeit, um in den Zellen selbst eine chemische Läuterung des Saftes zu veranlassen.

Zu diesem Zwecke verwenden wir chemische Agentien, welche sich mit einem Theile der im Safte vorhandenen Nichtzuckerstoffe zu unlöslichen Körpern zu verbinden vermögen und namentlich die Proteinstoffe ausfällen.

Der Zucker wird in seiner Löslichkeit durch die betreffenden Agentien nicht beeinträchtigt und kann entweder durch Diffusion oder Exosmose, oder einem Auspressen aus den behandelten Schnitzeln gewonnen werden.

Für unser Verfahren sind alle bekannten Scheidemittel verwendbar; die besten Resultate haben wir erzielt:

1. mit Kalk und seinen verschiedenen Verbindungen,

2. mit den Chlorüren und Sulfaten vom Zink, Eisen, Aluminium, Magnesium, Mangan, schwefligsaurem Kalk etc.,

3. mit schwachen Säuren, wie Essigsäure, Oxalsäure, schwefliger Säure etc.

Eine wichtige Rolle für das Ergebnifs des Verfahrens bietet auch die Art und Weise der Rübenzerkleinerung. Das Reiben derselben hat den Uebelstand, das Zellengewebe in unvortheilhaftester Weise zu zerreifsen; dagegen bereitet man dieselben durch Zerschneiden zu dünnen Schnitten oder Schnitzeln mit glatten Flächen, wodurch Zellengewebe geschont wird, in besonders geeigneter Weise für das vorliegende Verfahren vor.

Extraction des Saftes durch Diffusion

oder Maceration.

Da auch bei unserem Verfahren die Diffusion sich in gebräuchlicher Weise unter Anwendung einer beliebigen Anzahl von Diffusoren vollzieht, so lassen wir den aus dem vorher mit frischen Schnitzeln gefüllten GeMs abgezogenen Saft in einen mit neuen Schnitzeln gefüllten Diffusor übertreten und setzen dazu, nachdem . die Temperatur des Saftes genügend erhöht worden (70 bis 75° C), _TöVo bis _T·^ ^des Gewichtes der Rüben von einem der folgenden Scheidemittel: Kalk, Eisenperchlorür, Eisensulfat, Zinkchlorid, schwefeligsaurer Kalk oder eine der genannten schwachen Säuren. Nun erhitzen wir das Ganze etwa bis auf 85 bis 90⁰ C, um die Coagulation der Prote'instoffe sowohl im Innern als in den durchschnittenen Zellen der Aufsenflächen der Schnitzel zu bewirken. Um die Wirkung des angewendeten Scheidemittels, wenn dasselbe ein anderes als Kalk gewesen, zu vervollständigen, ist es meist nöthig, noch ^^ bis _Ί1?_ττ Kalk zuzusetzen, wenn man sich der oberen Temperaturgrenze nähert. Hierauf zieht man das gebräuchliche Quantum geläuterten Saftes ab, der sehr klar und rein abläuft, und nimmt dann die methodische Erschöpfung der Schnitzel

in der beim Diffusionsverfahren üblichen Weise vor. Die gefällten Stoffe verbleiben beim Abziehen des geschiedenen Saftes durch einfache mechanische Filtration zurück, indem sie theils im Innern der Schnitzel eingeschlossen sind, theils fest an deren Aufsenseiten haften.

Die Diffusionsarbeit kann unter diesen Umständen in offenen Gefäfsen vorgenommen werden, so dafs man die Einführung der Scheidemittel für den günstigsten Moment immer in der Hand hat. Unter den empfehlenswerthen Einrichtungen erscheint uns am zweckmäfsigsten die Anwendung der Diffusoren in Etagen mit einer Pumpe, um die Flüssigkeiten aus dem letzten und in den in der Entleerung befindlichen Diffusor zu heben.

Mit höchstens fünf Diffusoren erreicht man die vollständige Erschöpfung der Schnitzel.

Die erschöpften Schnitzel geben unter einer hydraulischen Presse, z. B. nach Lalouette, rasch das Wasser ab und reduciren ihr Volumen leicht auf 20 pCt. des verarbeiteten Rübengewichtes; dieses Resultat ist das minimale und gilt für die Anwendung von Rübenreibe und hydraulischer Presse. Nur wenn man den Nährwerth beider Breie in Betracht zieht, bemerkt man, dafs derjenige bei Anwendung von Reibe und hydraulischer Presse nur noch 4opCt. des ursprünglich in den Rüben vorhandenen Stickstoffes besitzt, während bei der Verarbeitung von Rübenschnitzeln man 55 bis 5opCt. des Stickstoffes, d. h. die sämmtliche Menge des Nährstickstoffes gewinnt, denn von 100 Theilen der Gesammtmenge an Stickstoff in den Rüben finden sich:

55 pCt. als organischer Stickstoff in Gestalt von Protemstoffen (Nährstickstoff) vor, welche durch Wärme in Gegenwart von Säuren oder sehr schwachen Basen coagulirt werden,

30 pCt. als organischer Stickstoff in Gestalt von Alkaloiden (Afsparagin), d. i. Nichtnährstickstoff, und

15 pCt. als Nitrate und Ammoniaksalze ohne allen Nährwerth.

Ein 55 bis 58 pCt. des Stickstoffes der Rüben einschliefsender Scheidebrei wird also allen Nährstickstoff enthalten, so dafs bei gleichem Gewichte mit dem hydraulischen Prefsbrei sein wirklicher Werth 1 Y₂ mal gröfser ist, ein sehr wichtiges ökonomisches Moment vom höchsten Interesse.

Extraction des in den Schnitzeln gereinigten Saftes durch Auspressen.
Die Reinigung des Saftes kann auch hier so vorgenommen werden, dafs man die aus der Schnitzelmaschine kommenden Schnitzel in ein Bad untertaucht, welches mit _T-i-j- bis -γ— Kalk oder der gleichen Menge eines der anderen genannten Scheidemittel versetzt ist; nachdem die Schnitzel vollständig von der Läuterungsflüssigkeit durchdrungen sind, läfst man sie abtropfen und coagulirt durch Erwärmen bis auf 85 bis 90° C. die Protemstoffe. Hierauf kann man die Extraction des geläuterten Saftes entweder durch Maceration oder Diffusion oder durch Auspressen bewirken. Wenn alle Bedingungen des Erhitzens gut erfüllt sind, so lassen sich die ziemlich zart gewordenen Schnitzel leicht pressen und reduciren sich dabei bis auf 20 und weniger Procent vom ursprünglichen Rübengewicht.

Um in der Praxis alle geforderten Bedingungen zu erfüllen, arbeitet man zweckmäfsigerweise folgendermaßen: Man zertheilt die Rüben auf der Schnitzelmaschine zu flachen Scheiben oder dünnen Blättchen und bringt dieselben in das wie beschrieben bereitete Bad. Wir haben bei unseren Versuchen mit schwach sauer reagirenden Klärmitteln (Eisenperchlorür), oder dergleichen leicht alkalisch reagirenden (Chlorzink, Chlorcalcium etc.) bemerkt, dafs die alleinige Anwendung derselben nicht genügt, um eine gute Scheidung herbeizuführen, man mufs vielmehr immer noch Kalk zu Hülfe nehmen.

Die Concentration des Bades wird durch Rechnung oder Versuch so bemessen, dafs den zerkleinerten Rüben eben nur die nöthige Menge des Scheidemittels zugeführt wird, und haben unsere Versuche ergeben, dafs deren Dosis um so schwächer sein kann, je gleichmäfsiger und, innerhalb gewisser Grenzen, je langer die unmittelbar auf die Imprägnation folgende Erwärmung stattfindet.

Unmittelbar beim Verlassen des Läuterungsbades fallen die Schnitzel in die Vorrichtung zum Erwärmen. Man kann hierzu z. B. einen kippbaren, mit zum Heizen durch Dampf dienenden doppelten Boden versehenen Kessel anwenden und dessen Inhalt behufs gleichmäfsiger Erwärmung durch einander rühren.

Bei der Extraction des Saftes, geschehe dieselbe nun durch Diffusion oder Maceration oder mittelst Pressen beliebiger Construction, ist es zur Verminderung der Verluste an Zucker von Nutzen, die Schnitzel ein zweites Mal und zwar mit heifsem Wasser einzuweichen und einer zweiten Pressung zu unterwerfen. Der hierbei ablaufende schwache Saft kann dann zur Herstellung des Läuterungsbades verwendet werden.

Wir ziehen die Anwendung von Pressen vor, welche so eingerichtet sind , dafs die Erwärmung der Schnitzel im Prefscylinder selbst vorgenommen werden kann, wodurch man die Verwendung der obenerwähnten beweglichen Kessel vermeidet. Wir heben als besonders brauchbar für den vorliegenden Zweck die zur Gewinnung fetter Säuren im Gebrauch befindlichen hydraulischen Pressen hervor, an welchen wir jedoch die folgende Aenderung vornehmen. An Stelle beweglicher Rahmen ist ein Cylinder

vorhanden, der auf seinem inneren Umfange mit einer groben, filtrirenden Oberfläche versehen ist, die selber von einer Kammer oder einem doppelten Mantel umgeben wird, in welche Heizdampf eingeleitet werden kann. Während der Prefsarbeit fliefst der Saft aufsen durch Hähne ab, welche bis in den Dampfraum reichen. Man kann z. B. vier solcher Cylinder auf einem Drehtische anbringen, welcher jeden der mit erwärmten Schnitzeln gefüllten Cylinder unter den Prefskolben führt.

Um die Pressung zu erleichtern, werden zwischen die Schnitzel z. B. in Abständen von ίο zu ι ο cm Siebe eingelegt.

Bei dieser Einrichtung findet das Erwärmen der Schnitzel in den cylindrischen Gefäfsen, in welchen sich der Prefskolben bewegt, mittelst Einführung von Dampf in die zum Ablaufenlassen des Saftes während der Prefsarbeit dienenden Kammern statt. Der Dampf kann auch durch beide Böden in die genannten Gefäfse eintreten, so dafs die ganze Charge von nicht gespanntem Dampf umgeben ist und ihre Erwärmung in regelmäfsiger und schneller Weise stattfindet.

Durch die Anwendung von Dampf wird eine Erhöhung der Temperatur über die angegebenen Grenzen hinaus immer vermieden werden.

Wir bemerken, dafs auch hier, wie im ersten Falle die Dosirung des Scheidemittels, je nach der Regelmäfsigkeit und Dauer der Erwärmung variiren kann, vorausgesetzt, dafs die Erwärmung nicht zu lange fortgesetzt wird und die Temperatur für das Erwärmen der Schnitzel 90⁰C. nicht übersteigt, weil sonst ein Wiederlösen der coagulirten Stoffe eintreten würde.

Die Bedingungen, unter welchen ein Maximum von stickstoffhaltigen Bestandteilen in den Schnitzeln fixirt werden kann, bestehen kurz darin, dafs man letztere mit einem Scheidemittel imprägnirt und sie alsdann rasch bei den angegebenen, den verschiedenen Extractionsweisen entsprechenden Temperaturen erwärmt.

Wenn die verarbeiteten Rüben von normaler Beschaffenheit sind, braucht das Läuterungsbad nur aus einer Kalklösung, in Saft zweiter Pressung z. B., zu bestehen; die den Schnitzeln vor dem Dämpfen zuzuführende Menge desselben kann bis 0,2 pCt. vom Gewichte der Rüben betragen; in dem Falle jedoch, wo man bis auf 0,5 pCt. des Rübengewichtes für den Kalk heruntergeht, ist man genöthigt, dem Prefssafte noch ein wenig Kalk zuzusetzen, damit er sich setzen kann und sich filtriren läfst, falls er direct eingedickt werden soll. Diese Art zu arbeiten hinterläfst in den Schnitzeln einen so schwachen Kalkgehalt, dafs deren Verwendung als Viehfutter in keiner Weise beeinträchtigt wird.

Den erhaltenen Saft anbelangend, so genügt es, wenn man in einer gewöhnlichen Zuckerfabrik arbeitet, ihn mit Kohlensäure auszusaturiren, bei kleineren Anstalten setzt man 0,1 bis 0,2 pCt. Kalk zu, erwärmt auf 90⁰ und läfst durch Filterpressen gehen. Man erhält einen stark phosphorsäurehaltigen Rückstand mit etwas Stickstoff, dessen Werth über 10 mal höher ist als der des Schaumes (Schlammes) in den Fabriken.

Der klare filtrirte Saft kann wegen seiner Reinheit leicht in sehr einfach construirten Verdampfgefäfsen concentrirt werden und liefert einen leicht transportablen Syrup, der nach passender Methode arbeitenden Raffinerien als Rohproduct dienen kann; denn er braucht nicht, wie bei den kleinen Betrieben, noch besonders geklärt werden. Bei den eigentlichen Zuckersiedereien würden die gebräuchlichen Reinigungsmittel anzuwenden sein.

Es ist selbstverständlich, dafs die von uns in Bezug auf Zuckerrüben beschriebenen Verfahren zur Klärung des Zuckersaftes innerhalb der Zellen sich auch auf jede andere zuckerhaltige Pflanze anwenden lassen, z. B. Zuckerrohr, Sorgho etc., und da insbesondere der gröfste Theil der Verunreinigungen des Zuckerrohrsaftes aus organischen Stoffen besteht uncT unser Verfahren deren Fixirung bezweckt, so leuchtet der grofse Werth desselben für dieses Rohmaterial ein.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Zum Zwecke der Reinigung des Saftes in Rübenschnitzeln die Präparation eines Klärbades, welches -j-i-j- bis -^Jp₅- Kalk oder eines anderen der genannten Scheidemittel enthält, Eintauchen der Schnitzel in dieses Bad, sodann Imprägnation, schnelles Erwärmen der abgetropften Schnitzel auf eine nicht über 90° C. hinausgehende Temperatur, um in demselben die Coagulation der Protein-Stoffe zu bewirken, worauf der gereinigte Saft durch Maceration, Diffusion oder Pressung extrahirt wird und in dem rückständigen Brei fast die Gesammtmenge der durch das Klärmittel coagulirten stickstoffhaltigen Substanzen hinterbleibt.

2. Bei dem Verfahren nach 1 im Falle der Extraction des gereinigten Saftes durch Pressen die Anwendung von Apparaten, welche die Erwärmung der mit dem Scheidemittel imprägnirten Schnitzel etc. im Cylinder der Presse selbst vorzunehmen gestatten.

3. Bei dem Verfahren nach 1 der Zusatz einer die nöthigen _T|·-^ vervollständigenden Menge Kalkes oder des anderen Scheidemittels zum erhaltenen gereinigten Saft, dann eine neue Läuterung, Zusatz von 0,5 bis 1 pCt. Kalk und Aussaturiren mit Kohlensäure.