DE7586C - Neuerungen in der Fabrikation von Zucker und Alkohol aus Rüben - Google Patents

Description

1877.

Klasse 89.

SOCIETE ANONYME des ATELIERS de la DYLE in LOUVAIN (Frankreich).

Neuerungen in der Fabrikation von Zucker und Alkohol aus Rüben,

Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. August 1877 ab.

Das Princip dieses Verfahrens beruht darin, dafs die in dem äufseren Rindentheil der Rübe befindlichen schädlichen, verunreinigenden Substanzen durch geeignete Chemikalien in den unlöslichen Zustand übergeführt werden, so dafs bei dem nachherigen Auspressen der Rübe nur der im Innern befindliche löslichen, krystallisirbaren Zucker enthaltende Saft gewonnen wird. Dieser Saft wird durch wiederholtes Erwärmen und Decantiren von den mitgerissenen gummi- und leimartigen Pflanzenfaserstoffen befreit und dann zur Krystallisation eingedampft.

Als charakteristisches Merkmal ist bei diesem Verfahren hervorzuheben, dafs die Rüben so lange als möglich ganz erhalten werden, bis sie als ganze Rüben, nachdem die Stoffe in der äufseren Rinde in den unlöslichen Zustand übergeführt worden sind, ausgepreist und von dem in ihnen enthaltenen Zucker befreit werden.

Das Verfahren zerfallt in drei Theile, nämlich:

a. Die Conservirung der Rüben in
Mieten oder Kellern.

Wir nehmen Mieten von ungefähr 50 bis' höchstens 60 m Länge, einer Breite von 2 m und von 2 m Tiefe. Ungefähr 20 cm vom Boden entfernt bringen wir einen falschen Boden aus hölzernen, sehr wenig engen Horden an, auf welchen wir die Rüben bis zu einer Höhe von 170 cm lagern, die wir dann mit möglichst dichten Horden bedecken, doch so, dafs ein leerer Zwischenraum von 10 cm zwischen den Rüben und der so gebildeten Hordendecke gelassen wird. Diese Hordendecke wird mit Stroh oder Reisig bedeckt, auf welches eine Decklage von Erde in Höhe von 50 bis 60 cm kommt, die nach der Breite zu gewölbeförmig abgerundet wird, damit die Niederschläge, Regen etc., von der Miete abfliefsen.

Auf diese Weise sind die Mieten hermetisch abgeschlossen. Sie erhalten an jedem Ende auf dem höchsten Theil der Gewölbedecke ein Rohr von 8 cm Durchmesser, und diese beiden Rohre münden bis in den leeren Raum von 10 cm Höhe unter der mit Erde bedeckten Hordendecke, und zwar gehen sie bis 3 cm unter die Hordendecke, während sie oben bis zur Hälfte der Mietenhöbe hervorragen. Oben sind die Rohre durch einen Stopfen verschlossen und mit Erde bedeckt.

In der Mitte der Miete (an der Seite aber) ist ein Bleirohr von 10 cm innerem Durchmesser angebracht, welches mit seinem unteren Ende bis unter den falschen Boden reicht und bis einige Centimeter oberhalb des Terrain-Niveaus wieder emporsteigt. Am oberen Theil aufserhalb der Miete endet das Rohr in einem metallischen Verbindungsstück, welches entweder mit einem passenden Stopfen verschlossen oder mit dem Verbindungsstück an einem tragbaren Entwickelungs-Apparat für schweflige Säure verbunden werden kann.

Selbstverständlich wird jede Miete nur in dem Mafse bedeckt, als sie auch angefüllt ist, indessen, einmal angefüllt, darf sie nicht mehr von aufsen Luftzutritt erhalten.

Ist die Miete vollkommen geschlossen, so läfst man durch das Bleirohr in der Mitte eine genügende Menge schwefligsauren Gases eintreten, bis die ganze Miete vollkommen damit angefüllt ist, was man am besten an den beiden Endröhren erkennt, welche wie Kamine wirken. Dann stopft man selbige zu und fahrt noch einige Zeit mitderEntwickelungder schwefligen Säure fort, so dafs man sicher ist, dafs alle Zwischenräume vollkommen mit schwefligsaurem Gas angefüllt sind.

Man kann aber an Stelle dieses Gases auch schwefligsaure Alkalien und alkalische Erden anwenden, sowie andere chemische Agenden benutzen, welche äntiseptische Eigenschaften besitzen. Es ist aber die schweflige Säure vorzuziehen, weil sie einmal sehr billig ist und dann bei den späteren Operationen der Zuckergewinnung nicht schadet, da man die Producte leicht durch ein Alkali entsäuern kann.

Da die in Kellern oder Mieten oder anderen Aufbewahrungsorten stets in gewisser Menge vorhandene Feuchtigkeit sehr schädlich auf den guten Erfolg dieses Verfahrens zur Coriservirung der Vegetabilien einwirkt, so hängen wir an der Decke der Magazine oder Mieten siebartige Behälter mit trockenem gebrannten Kalk in Abständen von 5 zu 5 m auf. Auch bringen wir bisweilen in den leeren Raum unterhalb der Rüben in den Mieten solche Kästen.

Natürlich können auch beliebige andere hygroskopische Substanzen zu diesem Zwecke in geeigneter Weise benutzt werden, so z. B. Chlorcalcium, Seesalz u. s. w.

._f Die hygroskopischen Stoffe müssen auch erneuert werden, sobald sie aus der Luft beträchtliche Feuchtigkeit angezogen und dadurch in ihrer Wirkung verloren haben.

Durch die Anwendung der antiseptischen Agentien, besonders in Verbindung mit hygroskopischen Agentien, werden alle verletzten Theile der Rübe, welche hauptsächlich Veranlassung zum Verderben der Rübe bezw. des Zuckers in derselben geben, gleichsam carbonisirt (ausgebrannt). Die Rüben können dann sogar Jahre lang unzersetzt aufbewahrt werden trotz dieser schädlichen Verletzungen, wenn nur dafür Sorge getragen wird, dafs von Zeit zu Zeit so lange von neuem schwefligsaures Gas in die Miethe (Keller, Magazin etc.) geleitet wird, bis man an den beiden Endrohren das Gas wieder austreten sieht.

b. Waschen der Rüben mit heifsem oder kaltem Wasser und Waschen derselben mit kochendem Wasser unter Zusatz eines chemischen Agens.

Vor dem Waschen der Rüben mit kochendem, Chemikalien enthaltenden Wasser ist es meist nöthig, selbige mit einfachem, klarem Wasser zu waschen. Jedoch kann man hierzu diejenigen Wasser verwenden, welche zum Kochen der Rübe gedient haben.

Nach dieser ersten Waschung kommen die Rüben in einen Auslauge-Apparat, der wie folgt construirt ist:

Der Auslauger ist ein cylmdrischer Behälter aus Eisen oder auch Holz, zweimal so hoch als sein Durchmesser. Er wird von zwei hohlen Axen getragen, die auf den Lagern eines Gestelles ruhen. Am Boden des Behälters befindet sich eine Dampfschlange, über welcher ein durchbohrter falscher Boden angebracht ist. In der Mitte des falschen Bodens befindet sich ein Rohr von io cm Durchmesser-, in erweitert umgebogenem Rand endigend, so dafs das kochende Wasser bis nach oben in das Rohr hochsteigt und beim Ueberfliefsen über den erweiterten Rand die Rüben benetzt.

Ein- und Austritt des Dampfes geschehen durch hohle Axen oder Zapfen, an welche sich die Enden der Dampfschlange anschliefsen, so dafs der eine Zapfen als Eintritt, der andere als Austritt für den Dampf dient.

Ein grofser Hahn in der Mitte am Boden des Auslaugers dient zum Entleeren des Apparates.

Ist der Auslauger mit Rüben gefüllt, so läfst man Wasser zu, bis die Rüben damit völlig bedeckt sind, öffnet den Dampfhahn, und wenn das Wasser beinahe kochend ist, so sperrt man den Dampf ab, um ein chemisches Agens hinzuzuthun, nämlich irgend ein basisches Salz, welches die Eigenschaft hat, die bereits erwähnten schädlichen, gummi-, leim-, eiweifsartigen und sonstige stickstoffhaltige Stoffe in den Rindentheilen der Rübe zu coaguliren oder zu vernichten und infolge ihres basischen Charakters auch die in der Rübe enthaltenen Säuren zu neutralisiren. Solche Salze hat man ja bereits vielfach zum Reinigen der Zuckersäfte angewendet; meist sind es Kalksalze, indefs können auch Salze mit anderen Basen, sowie auch solche mit beliebigen Säuren angewendet werden, wenn sie nur die Eigenschaften besitzen, wie sie oben angedeutet sind.

Ebenso können aber auch gewisse vegetabilische Säuren sowie leichtsaure oder basische Salze derselben hierzu angewendet werden, wenn nur die Säure den Zucker nicht in unkrystallisirbaren verwandelt und die Alkalität nicht die Membran der Zellen verbrennt, welche den Zucker einschliefsen.

Man fahrt dann mit dem Kochen eine ganze Stunde ohne Unterbrechung fort und öffnet dann den unteren Hahn, um das Wasser ablaufen zu lassen, welches zum Kochen der Rüben gedient hat.

Hierbei sei bemerkt, dafs beim Beginn der Campagne eine Stunde zum Kochen genügt. Man mufs jedoch, je mehr man sich dem Ende der Campagne nähert, die Zeit des Kochens allmälig verlängern, so dafs sie am Ende der Campagne ι Stunde und 20 Minuten beträgt. Das Wasser, welches unter Zusatz von Chemikalien zum Kochen der Rüben gedient hat, enthält keine merkenswerthen Zuckermengen und sehr wenig schleimartige Substanzen, da letztere zum gröfsten Theil in den obersten Schichten der Rübe coagulirt bezw. vernichtet verbleiben. Wir finden aber in diesem Wasser einen grofsen Theil der Kali- und anderen Salze aus der Rübe, welche durch das Waschen mit kochendem Wasser gelöst worden sind, indem die obersten Schichten der Rübe unter diesen Verhältnissen die Rolle einer natürlichen osmotischen Membran bilden. Zu benutzen ist dieses Wasser nur zu Düngerzwecken, wozu es auch verwendet werden soll.

Sobald nun die heifsen Waschwässer ausgeflossen sind, schliefst man den Hahn unten am Auslauger und füllt ihn von neuem mit frischem kalten Wasser, um die noch salzhaltigen Schaum^ theile und was sonst noch aufsen den Rüben anhaftet, zu entfernen. Man läfst dieses Wasser gleich wieder ab, kann es aber zum heifsen Waschen der folgenden Operation aufbewahren u. s. w.

Die so präparirten Rüben sind nunmehr zum Auspressen bereit. Dies geschieht ohne vorheriges Zerreiben oder Zerschneiden oder sonstiges Zertheilen der Rübe durch irgend welche beliebige Pressung.

Die durch nunmehriges Pressen der ganzen Rüben erhaltenen Säfte sind sehr zuckerreich. Da man aber das Auspressen der ganzen Rüben von Anfang an nicht ohne gewisse Erschütterungen bewirken kann, welche zum Unglück das

Mitreifsen eines Theils der schleimartigen Stoffe mit den Säften bewirken, so enthalten sie diese Stoffe auch suspendirt, jedoch in einem mehr oder weniger fein vertheilten Zustande, so dafs die gröfste Menge dem unbewaffneten Auge nicht sichtbar ist.

Diese in den Säften suspendirt enthaltenen Schleimstoffe haben immer für die Concentration derselben grofse Schwierigkeiten dargeboten, da die Saftmenge immer mehr oder weniger schäumte, je nach dem zum Auslaugen der Rübe verwendeten chemischen Agens.

Um dies zu vermeiden, lassen wir die von der Presse kommenden Säfte in besondere Klärgefäfse laufen, und es folgt nun die dritte Operation nach diesem Verfahren, nämlich:

c. Das Klären und Einkochen der ausgepreisten Säfte.

Die Klärgefäfse sind einfache, mit einer Dampfschlange versehene Behälter, in welche der von den Pressen kommende Saft abgelassen und darin zum Kochen erhitzt wird. Die Säfte werden beim Beginn der Campagne 7 bis 8 Minuten im Kochen erhalten, jedoch mufs man diese Zeit allmälig vergröfsern, je mehr man sich dem Ende der Campagne nähert, an welchem man etwa 20 Minuten hierzu bedarf. Dann wird der Dampf abgestellt und nach einigen Minuten Ruhe fallen die suspendirt gewesenen Substanzen auf den Boden des Klärgefäfses nieder.

Nach erfolgter Decantirung und Filtration werden die vom Klärgefäfs kommenden Säfte auf ca. 15⁰B. eingedampft und darauf in die Decantirgefäfse abgelassen. Nach kurzer Ruhe kann die zweite Decantirung leicht geschehen und man kann zu einer zweiten Eindampfung schreiten und so die Säfte von 15 auf 25⁰B. eindicken.

Die so eingedickten Säfte können noch einer dritten Decantirung unterworfen werden, um dann auf 35 ⁰B. eingedampft zu werden. Wenn jedoch dieser Concentrationsgrad erreicht ist, kann man unmittelbar zur vierten Operation schreiten, um die Säfte zu einem Syrup von 42 bis 45⁰B. einzudicken. Dieses letzte Eindampfen heifst in der Zucker-Industrie das Kochen, und das so erhaltene Product die Füllmasse. Es ist dies der Endpunkt der Verdampfungen der Rübensäfte.

Anstatt die Säfte nach erfolgter Erhitzung in verschiedenen Operationen absetzen zu lassen, wie es eben geschildert wurde, könnte man leicht, um eine schnellere Klärung zu erzielen, sie über Knochenkohle filtriren oder auch über andere Filtrirstoffe, indefs wir ziehen die langsame Präcipitation vor, da die Decantation am kräftigsten, einfachsten und sparsamsten wirkt.

Die Rückstände aus den Decantirgefäfsen oder Filtern werden mit kaltem oder heifsem Wasser ausgewaschen (letzteres ist natürlich besser) und diese Wässer nehmen natürlich allen in den Niederschlagen enthaltenen Zucker auf. Sie werden den ersten Säften von 5⁰B. zugesetzt, also in das erste Verdampfungsgefäfs gethan.

Um das Ansäuern der dünnen Säfte und die daraus entstehende Umwandlung in unkrystallisirbaren Zucker zu vermeiden, erhalten wir sie stets im Zustand leicht basischer Reaction, bis sie zur Consistenz der Füllmasse gelangt sind. Sobald die Säfte, von der Presse kommend, in die Montejus gelangen, geben wir je 500 g flüssigen Ammoniaks pro 1000 1 Saft von S⁰B. zu. Man vergröfsert diese Menge etwas, je nachdem die Campagne vorschreitet.

Ebenso geben wir, nachdem die Säfte von der Presse eine erste Kochung von 7 bis 8 Minuten durchgemacht, wie oben angedeutet, da die Säfte in diesem Zustande einige Zeit zum Absetzen stehen bleiben und leicht säuern könnten, in die Behälter flüssiges Ammoniak im Verhältnifs von 1 k pro 1000 1 Saft.

Bemerken wir nach der ersten Concentration auf 5⁰B. ein etwaiges geringes Entstehen von Säure, so thun wir auch da etwas flüchtiges Alkali zu. Wir nehmen natürlich flüssiges Ammoniak (flüchtiges Alkali), weil es eben sehr flüchtig ist. Indessen könnte man auch andere Alkalien, sowie die alkalischen Salze hierzu nehmen, welche bei der Zuckerfabrikation oder Raffination angewendet zu werden pflegen.

Nach den gewonnenen Erfahrungen giebt das vorliegende System ausgezeichnete Resultate und wir erzielen mehr Zucker, mehr Alkohol und überhaupt reinere Waare. Auch sind die Rübenkuchen viel nahrhafter und conserviren sich viel mehr, als nach den älteren Verfahren.

Für die Säfte, die direct zur Alkoholgewinnung bestimmt sind, ist zu bemerken, dafs wir da die Wasch wasser etwas sauer halten.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Das oben beschriebene Verfahren zur Conservirung der Rüben in Mieten, Kellern etc.

2. Das oben beschriebene Verfahren der Auslaugung der ganzen Rüben mit Wasser unter Zusatz von Chemikalien, um aus den InterCellulartheilen von Vegetabilien, besonders der Rüben, die schädlichen Salze und Substanzen auszuziehen und unschädlich zu machen (zu coaguliren).

3. Das Auspressen der Rübensäfte ohne vorherige Zerkleinerung der Rüben.

4. Die oben beschriebene Anwendung des Ammoniaks, während dasselbe bis jetzt für schädlich gehalten wurde.

5. Das ganze System zur Fabrikation von Zucker oder Alkohol, von der Conservirung der Rüben anfangend bis zuletzt, im wesentlichen wie oben beschrieben und erläutert.