DE42519C - Apparat zur Gewinnung von Zucker aus stärkemehlhaltigen Pflanzenstoffen. - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Vermittelst des neuen Apparates kann aus allen stärkemehlhaltigen Pflanzenstoffen, wie z. B. Mais, Reis, Roggen, Gerste, Hafer u. s. w., sowie den Knollengewächsen, wie z. B. Kartoffel, Maniokwurzel u. s. w., Zucker gewonnen werden, und zwar so, dafs diese Stoffe ihre ursprüngliche natürliche Gestalt beibehalten.

Um jedoch den chemischen Procefs zu beschleunigen und die Producte der Zuckerbildung auszuscheiden, ist es vorteilhaft, die zu verarbeitenden Getreidearten, wie Mais, Reis u. s. w., welche aus harten Körnern bestehen, zu schälen, die Knollengewächse dagegen, wie Kartoffeln, Maniok u. s. w., in Streifen zu schneiden.

Als Säure behufs Verwandlung des Stärkemehles in Zucker wird in bekannter Weise von den Mineralsäuren die Schwefelsäure, die Salzsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure angewendet, von den organischen Säuren die Kleesäure (Oxalsäure).

Bei der Glucosefabrikation wendet man hauptsächlich Schwefelsäure, Phosphorsäure und Kleesäure an, welche infolge ihrer Sättigung mit Kalk unlösliche oder wenigstens nur sehr schwer lösbare Salze geben.

Bei Brennereien wird zum gleichen Zweck am besten Salzsäure, als am wenigsten kostspielig, benutzt.

Die Menge der anzuwendenden Säure ist verschieden, je nach ihrer Wirksamkeit als Zuckerbilder und je nach der Geschwindigkeit, mit welcher die Zuckerbildung von statten gehen soll.

Diese Menge ist verschieden, und zwar beträgt sie 2 bis 6 pCt. vom Gewicht des Rohstoffes.

Die Säuren werden zuerst mit der für die Zuckerbildung nothwendigen Menge Wasser (ungefähr ein und ein halb mal so viel, als das Gewicht des zu behandelnden Stoffes beträgt) gemischt.

Diese Säuren werden später in bekannter Weise durch kohlensauren Kalk, hauptsächlich Kreide, gesättigt.

Bei der Glucosefabrikation vollzieht sich die Auscheidung der benutzten Kleesäure und Phosphorsäure unmittelbar nach der Sättigung, da der erzeugte kleesaure und phosphorsaure Kalk unlöslich ist.

Mit der Schwefelsäure bleibt ein Theil des schwefelsauren Kalks in Lösung; dieses Salz wird in bekannter Weise durch Hinzufügung einer gleichwerthigen Menge von gefälltem, kleesaurem (oxalsaurem) oder phosphorsaurem Baryt ausgeschieden; es bildet sich dabei durch doppelte Umsetzung gleichzeitig neben schwefelsaurem Baryt kleesaurer oder phosphorsaurer Kalk, welche Salze ebenfalls unlöslich sind.

Die Durchtränkung der entweder im natürlichen Zustande befindlichen oder, wie weiter oben beschrieben, vorbereiteten zuckerhaltigen Pflanzenstoffe mittelst gesäuerten Wassers, vollzieht sich durch die natürlichen Kanäle, in

welche beim Wachsthum die zur Bildung von Stärkemehl nothwendigen Stoffe geleitet wurden.

Die verdünnte heifse Säure verwandelt in der Zelle das unlösliche Stärkemehl in lösliche Stärke, Dextrin und Glucose, welche alle drei in Wasser löslich sind, und die stärkemehlhaltige Pflanzenmasse wird in eine mit Glucose durchsetzte Pflanzenmasse umgewandelt, ohne dafs ihr Zellensystem die geringste Formveränderung erlitten hätte.

Sobald dieser in Glucose umgewandelte Pflanzenstoff der Diffusion unterworfen wird, giebt er alle seine löslichen Bestandtheile ab, wobei der vorher in den Zellen von dem Stärkemehl eingenommene Platz nun von dem Wasser eingenommen wird.

Die für das Diffusionsverfahren bei der Runkelrüben - Zuckerfabrikation angewendeten Calorisatoren sind Apparate, welche nur zum Heizen der Flüssigkeiten dienen.

Dagegen erfüllen die nachstehend beschriebenen mit den zur Zuckerfabrikation dienenden Kufen zu dem patentirten neuen Apparate verbundenen Heiz- und Hebapparate einen doppelten Zweck: sie ziehen den Saft vom Boden der Kufe, erhitzen ihn und heben ihn alsdann auf den oberen Theil der nämlichen oder einer folgenden Kufe.

Dieser Arbeitsprocefs ist dermafsen regelmäfsig, dafs der heifse Saft über der Kufe stets gleichmäfsig und ohne Unterbrechung ankommt.

Diese Apparate ersetzen daher gleichzeitig den Colarisator und eine Pumpe.

Der Apparat wird mit einer gewissen Menge Pflanzenmasse und gesäuertem Wasser gefüllt und durch ein Schlangenrohr mittelst Dampfes erwärmt; derselbe verursacht eine regelmäfsige Circulation der kochenden Flüssigkeit.

Sobald die genommene Saftprobe anzeigt^ dafs die Zuckerbildung den verlangten Grad erreicht hat, wird der Dampf abgesperrt und die Entleerung des Apparates durch eine Waschung mit kochendem Wasser bewirkt, wodurch die ganze im Apparat enthaltene Saftmenge erhalten wird.

Für den Fall, dafs aus mehreren Einzelapparaten oder Zucker-Diffuseuren eine Batterie zusammengestellt wird, mufs der vorhergehende Diffuseur mit dem folgenden vermittelst eines Safthebers oder einer Pumpe in Verbindung gesetzt werden, so dafs der unten aus dem ersten Diffuseur abfliefsende Zuckersaft nach dem oberen Theil des zweiten Diffuseurs steigt u. s. f. der Reihe nach durch die ganze Batterie.

Um die eben erwähnte ununterbrochene Diffusion durch die Apparate einer Batterie von Diffuseuren fortzusetzen, ist jeder Diffuseur mit. einem Calorisätor versehen, welcher zugleich als Ersatz für Pumpe oder Saftheber dient.

Auf beiliegenden Zeichnungen stellt:

Fig. ι eine Batterie von Diffuseuren mit Calorisatoren im Aufrifs dar.

Fig. 2 ist ein Grundrifs der Batterie und

Fig. 3 der Calorisätor im Verticalschnitt.

Jeder einzelne Diffuseur besteht aus einer Kufe A aus Holz, Kupfer, Blech oder emaillirtem Gufs mit falschem Boden B in Holz oder gelochtem Metall und mit einem Metallsieb bedeckt; ein Mannloch C dient zum Entleeren des Saftes, und ein Kasten D aus Metall oder Holz ist dazu bestimmt, den Strahl des kochenden Saftes zu brechen und denselben gleichmäfsig über die Oberfläche der Kufe zu verbreiten.

Der Calorisätor, Fig. 3, besteht aus einem Cylinder K, in welchem sich eine das Schlangenrohr S umgebende cylindrische Glocke R befindet, deren kegelförmige Decke in das Steigrohr L ausmündet und an dem oberen Theil des Cylinders K befestigt ist.

Der untere Rand der Glocke geht bis nahezu auf den Boden des Cylinders K.

Durch das Steigrohr L ist der Calorisätor mit dem Kasten D des Gefäfses A verbunden.

Der Calorisätor ist verbunden:

1. durch den Hahn H und das Rohr E mit dem Boden des Gefäfses A\

(Das Rohr E enthält ein Sperrventil G, Fig. 2, um jede Rückströmung des Saftes gegen den Boden des Gefäfses zu verhindern.)

2. durch den Hahn M und das Rohr Q. mit einem Reservoir für Diffusionswasser·,

3. durch den Hahn N und das Rohr E¹ mit dem vorhergehenden Diffuseur im Falle eines Diffusionsbetriebes. .■:...

Dei¹ Calorisätor ist mit einem Ausströmungsrohr O versehen, welches an der oberen Fläche des Gefäfses A ausmündet und die Entweichung der sich in dem ringförmigen Raum zwischen der Glocke JR und der inneren Wand des Cylinders K sammelnden Luft gestattet.

Der Apparat arbeitet Wie folgt:

Die Kufe wird mit Pflanzehmasse und gesäuertem Wasser gefüllt und durch das Rohr E und den Hahn H in Communication mit ihrem Galorisator gesetzt. .

Der Dampf wird in das Schlahgenrohr S eingelassen; der dasselbe umgebende Saft erhitzt sich, kommt ins Kochen und'steigt infolge seiner Ausdehnung durch das Rohr L in den Kasten D im oberen Theil des Diffuseurs. ^:

Hierdurch entsteht eine Saugwirkung im ringförmigen Raum F, welche sofort durch das Gewicht des im Diffuseur befindlichen Saftes ausgeglichen wird.

Es entsteht durch die eben erwähnten Strömungen eine ununterbrochene dauernde Cir-

Claims (1)

1. culation und infolge derselben durchdringt der kochende Saft nach und nach die ganze im Gefäfs befindliche Pflanzenmasse, dieselbe erhitzend und den Zuckerstoff ausscheidend.

   Die oben erwähnte Circulation der Flüssigkeit wird in dem Augenblick eingehalten, in welchem die verlangte Zuckerbildung erzielt ist.

   Man schliefst alsdann den Hahn H und öffnet den Entleerungshahn F zum Ablassen des Saftes, welcher durch eine durch den Hahn M, den Calorisator K und das Steigrohr L zuströmende Wassermenge ersetzt wird, bis das Aräometer die vollständige Auslaugung anzeigt.

   Im Falle man, wie auf der Zeichnung dargestellt ist, mit einer Batterie von Diffuseuren arbeitet, wird man, anstatt den Zuckersaft unmittelbar durch Wasser zu ersetzen, eine Communication vermittelst des Hahnes N und des Rohres E¹ mit dem vorhergehenden, nur unvollständig durch das Wasser entleerten Apparat herstellen, und erst wenn die Diffusion dieses vorhergehenden Apparates vollständig ist, unterbricht man die genannte Communication, um dieselbe mit reinem Wasser wieder herzustellen.

   Man fährt auf diese Weise von einem Diffuseur zum andern fort.

   Die an den beiden Enden der Batterie stehenden Diffuseure sind durch ein Rohr P verbunden, wodurch eine regelrechte Auswaschung oder Diffusion ermöglicht wird.

   Auf den Zeichnungen stellen die mit vollen Linien gezeichneten Pfeile den Weg dar, welchen die Füssigkeit während der Fabrikation durch die Rohre nimmt, während die mit punktirten Linien gezeichneten Pfeile, Fig. 2 und 3, den Weg. der Flüssigkeit während der Auswaschung und Entleerung des Saftes bei seiner gröfsten Concentration darstellen.

   Ist ein Zucker - Diffuseur ganz entleert, so wird das Waschwasser des Fruchtmarkes ausgeschieden und durch den Hahn F aus dem Arbeitslocal gelassen, worauf das entwässerte Mark durch das Mannloch C aus der Kufe genommen wird.

   Das Mark wird entweder in den Handel gebracht oder aufgespeichert; dasselbe besitzt noch seine ursprüngliche Gestalt und enthält nach Angabe des Erfinders beinahe noch alle stickstoffhaltigen Stoffe; allein das Stärkemehl ist durch die Verzuckerung aus demselben entfernt.

   PaτENT-Ansprdch:

   Apparat zur Gewinnung von Zucker aus stärkemehlhaltigen Pflanzenstoffen vermittelst einer ununterbrochenen oder intermittirenden Circulation von gesäuertem Wasser durch die genannten Stoffe, wobei der gesäuerte Zuckersaft durch Diffusion aus denselben ausgezogen wird, ohne dafs ihre ursprüngliche Gestalt irgendwie verändert wird, bestehend aus einer zur Darstellung des Zuckers und dessen Extraction durch Diffusion dienenden Batterie von Auslaugekufen A in Verbindung mit Calorisatoren K, welche letztere die Flüssigkeit erhitzen und durch die Steigrohre L in den oberen Theil der Kufe heben (Fig. 1, 2 und 3).

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.