DE42213C - Verfahren und Apparat zur Vorbereitung des Flachses für die Spinnerei mittels heifsen Wassers und gespannter Dämpfe - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 29: Gespinnstfasern.

WOLDEMAR DOGNY in BERLIN.

und gespannter Dämpfe.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 22. Januar 1887 ab.

Bereits vor mehr als 30 Jahren hat man vorgeschlagen, statt des Rottens (oder Röstens) des Flachses eine Behandlung desselben mit heifsem Wasser oder gespanntem Dampf anzuwenden, indessen nur mit wenig Erfolg. Es läfst sich dies aus den chemischen Vorgängen erklären, welche beim Rotten des Flachses auftreten.

Bekanntlich bezweckt das Rotten des Flachses im wesentlichen die Umwandlung der die einzelnen Fasern mit einander verbindenden Pectose (Pflanzenleim) in eine wasserlösliche Verbindung, das Pectin, welches dann weiter in eine andere Verbindung, die Pectinsäure, übergeht, welche in Wasser nicht löslich ist.

Die Untersuchungen von Chevreul haben nun dargethan, dafs der Glanz, welcher den aus Flachs hergestellten Textilstoffen eigenthümlich ist, von der den Fasern anhaftenden Pectinsäure herrührt. Während es daher einestheils sehr wichtig ist, die Pectose in eine wasserlösliche Verbindung, das Pectin, überzuführen, welche die Isolirung der Fasern ermöglicht, ist es andererseits unumgänglich nothwendig, dafs das Pectin bis zu seiner Umwandlung in die unlösliche Pectinsäure an der Faser haften bleibt. Wird nun Flachs mit heifsem Wasser behandelt, so findet wohl eine Umwandlung der Pectose in Pectin u. dergl. statt und die Fasern werden isolirt, indessen tritt gleichzeitig eine Auslaugung der Fasern bis zu 35 pCt. des Gewichtes derselben ein, und die dem Verfahren nachgerühmte Gewinnung des Pectins geschieht auf Kosten der Güte des Productes. Das Verfahren ist also, völlig unbrauchbar und hat sich nirgends eingeführt.

Noch weniger ist das Verfahren, den Flachs mittelst gespannten Wasserdampfes zu behandeln, geeignet, ein brauchbares Product zu liefern. Läfst man Dampf auf die frische Flachsfaser einwirken, so tritt infolge der Gegenwart Organischer Säuren eine Zerstörung der Faser ein, welche nach der Dämpfung wie verbrannt aussieht und in ihrer Structur stark geschädigt ist.

Diese Uebelstände beider Methoden werden nach vorliegendem Verfahren dadurch vermieden, dafs man den Flachs in der nachfolgend beschriebenen Weise zuerst mit heifsem Wasser behandelt und dann der Einwirkung von trockenem gespannten Wasserdampf aussetzt.

Eine Erklärung für die verschiedenartige Wirkungsweise der älteren und der jetzt zu schützenden Behandlung des Flachses giebt das Gesetz, nach welchem die Umwandlung der Pectose erfolgt.

Die Umwandlung vollzieht sich nach der schematischen Darstellung, Fig. 3, in der Weise, dafs durch Einwirkung von Wärme die Pectose nach und nach in Pectin, Parapectin, Metapectin, Pectosinsäure, Pectinsäure, Parapectinsäure und Metapectinsäure übergeht.

In der Figur bezeichne die Abscissen ο χ χ die verschiedenen Grade der Umwandlung durch Wärme, die Ordinaten y die Löslichkeit der be-

treffenden Umwandlungsproducte in Wasser. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die in dem ungerösteten Flachs enthaltene Pectose in Wasser unlöslich, ebenso die Pectinsäure, in welchen Körper die Pectose durch die Röste umgewandelt wird, die Zwischenproducte hingegen, insbesondere das Para- und Metapectin, sowie die weiteren Umwandlungsproducte der Pectinsäure, die Para- und Metapectinsäure, sind sehr leicht löslich.

Aus diesem Umstände ergiebt sich also, dafs. · um ein Auslaugen dieser Zwischenproducte zu vermeiden, der Flachs nicht mehr mit heifsem Wasser in Berührung gebracht werden darf, sobald die Pectose sich in jene Zwischenproducte umgewandelt hat. und dafs ferner der Procefs in dem Augenblick unterbrochen werden mufs, wo die Umwandlung der Pectose in Pectinsäure beendet ist. Demgemäfs werden durch die älteren Methoden die Pectinkörper unbedingt aus dem Flachs entfernt, wovon man sich leicht durch einen Versuch überzeugen kann. In der Praxis ist diese Erscheinung sehr gut bekannt; das heifse Wasser macht den Flachs mager, wie man sagt, entzieht demselben den nöthigen Bindestoff.

Andererseits würde, wie bereits erwähnt, die directe Einwirkung von Dampf auf den frischen Flachs denselben verbrennen, so dafs er ganz braun würde, ohne dafs im Geringsten eine Röstung einträte.

Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich nun wesentlich von den angezogenen Methoden dadurch, dafs die Flachsfasern zunächst unter Mitwirkung der Luftleere (des Vacuums) mit heifsem Wasser vorbereitet und dann erst ausschliefslich mit trockenem Dampf von hoher Spannung behandelt werden.

Durch die kurze Vorbehandlung der frischen Flachsstengel mit heifsem Wasser wird die Umwandlung der Pectose in Pectin so weit eingeleitet, dafs die später folgende Behandlung mit heifsem Dampf von hoher Spannung keinen schädlichen Einflufs auf die Flachsfaser ausübt. Andererseits wird diese Behandlung mit heifsem Wasser nur so weit getrieben, dafs kein Auslaugen der Pectinkörper stattfindet. Die Behandlung mit heifsem Wasser hat daher hier ganz den entgegengesetzten Zweck als die früher vorgeschlagene Auslaugung. Damit ferner die Vorbehandlung des Flachses mit heifsem Wasser in jeder Beziehung vollkommen ist, geschieht dieselbe unter Mitwirkung von Luftleere (Vacuum), was bei den früheren Methoden niemals für erforderlich gehalten wurde, da man hier eben von ganz anderen Gesichtspunkten ausging.

Die Umwandlung der Pectose in Pectin · säure erfolgt unter ausschliefslicher Anwendung von trockenem heifsen Dampf, wobei jede Condensation von Wasser möglichst vermieden werden mufs, da dieselbe eine Auslaugung der löslichen Zwischenproducte der Pectinsäure (der Pectinkörper) zur Folge haben würde.

Durch dieses Verfahren allein gelingt es, bei richtiger Anwendung von Temperatur und Zeitdauer der Einwirkung mit Sicherheit eine vollkommene Röste durch Umwandlung der Pectose in Pectinsäure mittelst Wärme herbeizuführen und dem Flachs jene Festigkeit, sowie das glänzende, seidenartige Aussehen zu geben, nach welchem der Spinner den Werth des Flachses beurtheilt.

Denn der Flachs enthält jetzt sämmtliche Pectinsäure und läfst sich aufserdem in kurzer Zeit mittelst heifser Luft trocknen, da er nach der Behandlung mit Wasserdampf nur ungefähr das Anderthalbfache seines Gewichtes an Feuchtigkeit enthält. Die ganze Vorbereitung des Flachses einschliefslich der Trocknung desselben nimmt demgemäfs nur wenige Stunden in Anspruch.

Die Ausübung des Verfahrens ist an eine besondere Construction des Apparates nicht gebunden.

Beiliegende Zeichnung veranschaulicht dahe*· auch nur als Beispiel einen geeigneten Apparat im Querschnitt, Fig. i, und Grundrifs, Fig. 2.

Bei diesem Apparat sind elf cylindrische Kessel mit verticaler Achse im Kreise so angeordnet, dafs sie von einem gemeinschaftlichen Kran mit Material leicht beschickt werden können.

Der Kessel A dient zur Behandlung des Flachses mit heifsem Wasser von ca. 150⁰C, das durch Einleiten von Dampf in Wasser oder durch Erhitzen des letzteren mittelst einer Dampfschlange erzeugt wird.

Hierbei ist sorgfältig darauf zu achten, dafs sämmtlicher im Kessel befindliche Flachs eingetaucht wird und nicht einzelne Theile desselben aus dem Wasser hervorragen. Nachdem die Luft aus dem Behälter gelassen, erzeugt man in demselben eine Luftleere von ca. 0,55 bis 0,60 Quecksilbersäule, wodurch ein energisches Eindringen des Wassers in das Innere der Flachsstengel erzielt wird. Auf diese Weise wird vermieden, dafs bei der folgenden Behandlung des Flachses mit Dampf Theile desselben verbrannt werden und der Flachs einen karamelartigen Geruch und eine gelbliche Farbe erhält, die eben von dem Verbrennen innerer Theile der Flachsstengel durch Dampf herrührt, wenn eine Behandlung des Flachses bei gewöhnlichem Druck erfolgt war.

Es ist gleichgültig, ob das Wasser etwa eine geringere Temperatur hatte und dann im Röstkessel auf 150⁰ gebracht wird oder ob es schon beim Einlassen die erforderliche Temperatur von ι 50⁰ C. besitzt. Wesentlich ist aber, dafs der vollkommen reife Flachs ca. 20 Minuten lang der Einwirkung des Wassers von 150⁰

ausgesetzt bleibt, während unreifer Flachs längere Zeit bis zu 40 Minuten im Wasser von 150⁰ verbleiben mufs.

Durch diese Behandlung wird die Umwandlung der Pectose eingeleitet, ohne dafs indessen irgend welche Auslaugung stattfindet. Der so behandelte Flachs wird dann mittelst des Kranes, Fig. 1, in einen der beiden Dampfkessel B oder C gebracht, in welchem er 30 Minuten lang der Einwirkung von trockenem Dampf von ca. 150⁰C. ausgesetzt wird, worauf man den Dampf ausströmen läfst. Sämmtliche Pectose ist nun in Pectinsäure umgewandelt und diese Umwandlung vollzieht sich so glatt, dafs das Ansehen des Flachses unter der Einwirkung des Dampfes weder leidet, noch die Uebergangsproducte der Pectose vom Dampf gelöst würden.

Der so gedämpfte Flachs wird nun sofort in einem der übrigen Kessel mittelst heifser Luft getrocknet.

Das Röstwasser kann zwei- bis dreimal verwendet werden, wenn es zum Theil mit frischem Wasser vermischt wird.

Zu jedem Dämpfkessel B bezw. C gehören vier Trockenkessel DEFG bezw. HIJK, welche von einer gemeinschaftlichen Leitung mit Luft gespeist werden.

Jeder Trockenkessel ist mit einem erweiterten Rohr LMNO bezw. PQRS verbunden, in welchem eine Dampfschlange zur Erwärmung der Luft angeordnet ist. Die oberen Verbindungsstücke dieser Rohre können durch Ventile D¹ E¹F¹ G¹ bezw. H' I¹ J¹K¹ abgesperrt werden und sind mit der gemeinsamen Luftleitung durch kurze Verbindungsrohre mit Absperrventilen D² E² F² G² bezw. H² P /² K* verbunden. Die unteren Enden jener Heizrohre sind mit den unteren Enden der Trockenkessel so verbunden, dafs die Luft die Trockenkessel nach einander in einer solchen Richtung durchströmt, dafs sie zuerst mit dem am weitesten getrockneten Flachs in Berührung kommt und schliefslich aus dem gerade beschickten und noch offenen Behälter ausströmt. Sind beispielsweise die Kessel DEF gefüllt und geschlossen, F dagegen leer, so ist das Ventil F¹ geschlossen, F² dagegen offen, die Ventile E¹D¹G¹ sind ferner offen, F²D²G² geschlossen, die gespannte Luft tritt dann durch Rohr N nach Kessel F, nachdem sie vorher in N erwärmt war, trocknet den in F befindlichen, schon vorgetrockneten Flachs fertig, strömt aus F nach M. erwärmt sich hier, gelangt dann nach D und L, erwärmt sich hier nochmals, gelangt nach G, um schliefslich durch O nach F und hier ins Freie zu strömen.

Die Luft wird somit stets, bevor sie in einen Trockenkessel gelangt, von neuem erhitzt. Ist der Kessel F beschickt und der Flachs in F hinreichend getrocknet, so wird F geschlossen, F hingegen geöffnet, worauf man F¹ und F¹ schliefst, F² und F² hingegen öffnet. Die Luft durchströmt dann die Kessel DGF nach einander, um durch Kessel E ins Freie zu entweichen.

Es wird demgemäfs mittelst des beschriebenen Apparates in jeder Gruppe von Trockenkesseln ein fortlaufender Wechsel erzielt, indem die Luft zuerst mit niedriger Temperatur den trockensten Flachs, darauf nach nochmaliger Erwärmung weniger getrockneten und schliefslich nach weiterer Erwärmung den feuchtesten Flachs trifft und sich so nach und nach mit mehr Wasserdampf beladet.

Die einzelnen Kessel, welche sämmtlich luftdicht verschlossen werden können, sind mit der aus der Zeichnung ersichtlichen Armatur versehen, so dafs man Temperatur und Spannung des Wassers bezw. Dampfes in den Kesseln A bezw. B und C leicht erkennen und somit den Gang der Operationen überwachen kann. Die Anzahl der Trockenkessel kann selbstverständlich auch geändert werden.

Ferner könnte man auch in demselben Kessel, der zur Behandlung des Flachses mit heifsem Wasser dient, die Dämpfung vornehmen, nachdem man das heifse Wasser aus dem Kessel abgelassen hat. Die geschilderte Einrichtung ermöglicht jedoch eine vortheilhaftere und schnellere Arbeit. Der Flachs selbst wird zweckmäfsig vertical in Körben oder cylindrischen Gefäfsen aus gelochtem Blech aufgehängt, wie Fig. 1 zeigt.

Gegenüber der gewöhnlichen Rasen- oder Wasserröste bietet das geschilderte Verfahren den Vorzug, dafs das Rösten weder von Jahreszeit noch von Witterungs- oder atmospärischen Temperaturverhältnissen abhängt. Der Röstverlust ist 3 bis 4 pCt.. geringer, die Faser bleibt erheblich stärker und fester und alle gesundheitsschädlichen Einflüsse, als verpestete Luft und Abflufswasser, sind vermieden.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Vorbereitung des Flachses für die Spinnerei, darin bestehend, dafs der Flachs zunächst mittelst heifsen Wassers in einem geschlossenen Behälter bei einer Temperatur von 1 50⁰ C. unter Benutzung von Luftleere ca. 20 Minuten (bezw. längere Zeit bis ca. 40 -Minuten, wenn der Flachs unreif ist) behufs Einleitung der Umwandlung der Pectose in Pectin, jedoch ohne Auslaugung des letzteren, vorbehandelt und darauf ausschliefslich ca. 30 Minuten lang bei einer Temperatur von ca. 150⁰C. der Einwirkung von trockenem gespannten Dampf ausgesetzt wird, derart, dafs sämmtliche Pectose in lösliche Pectinsäure um-

   gewandelt wird, während schliefslich der mit Dampf behandelte Flachs getrocknet wird.

   Apparat zur Ausübung des unter ι. beanspruchten Verfahrens, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Behälter (A B C, Fig. 2), in welchen die Behandlung des Flachses mit heifsem Wasser bezw. Dampf erfolgt, in Verbindungen mit einer Reihe von Trockenkesseln (DEFG bezw. HIJK) mit Heizschlangen (LMNO bezw. PQ.R S) für die den Kesseln aus einer gemeinschaftlichen Leitung zuzuführende Luft nebst Absperrventilen (Ό^Λ E¹ F¹ G¹H¹I¹J¹ K¹ bezw. D² E² F² G² H² P J² K*), welche es ermöglichen, die Luft nach einander in stetigem Wechsel die Trocken kessel durchströmen zu lassen, wobei dieselbe jedesmal vor dem Einströmen in den folgenden Trockenkessel wieder erwärmt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.