Zucker (Verarbeitung der Runkelrüben)

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zwischen 2,6 und 4,6 Proz.; im allgemeinen enthält die Rübe 96 Proz. Saft und 4 Proz. Mark. Technisch wichtig ist vor allem das Verhältnis des Zuckers zu den übrigen Saftbestandteilen (die unter dem Namen Nichtzucker zusammengefaßt werden), da diese die Kristallisation des Zuckers hindern, also die Ausbeute schmälern. Ein Saft, der 14 Proz. Zucker [* 2] und 16 Proz. an der aräometrischen Spindel hat, enthält also 2 Proz. fremde Stoffe (Nichtzucker), und seine Reinheit (bezogen auf 100 Teile Trockensubstanz) beträgt 87,5. Die Reinheit des Safts wechselt zwischen 70 und 90; doch eignen sich Rüben von weniger als 75 Proz. nicht mehr zur Verarbeitung, und solche von mehr als 85 Proz. kommen selten vor. Den Gehalt der Rüben an nähern Bestandteilen zeigt folgende Tabelle:

Der Zuckergehalt des Safts schwankt aber zwischen 9 und 17,5 Proz., der des Nichtzuckers zwischen 0,3 und 3,5, der der Trockensubstanz der Rüben zwischen 13 und 21,5 Proz.

In der Fabrik werden die Rüben zunächst in einer rotierenden, zum Teil in Wasser tauchenden, ein wenig geneigt liegenden Lattentrommel gewaschen, dann von allen schadhaften Stellen befreit (»geputzt«),

in der Regel »geköpft«, weil die Verarbeitung des Kopfes infolge hohen Gehalts an Nichtzucker meist nicht lohnt, und dann behufs der Besteuerung in eisernen Wagen, welche 5 Ztr. fassen, gewogen. Die Gewinnung des Safts geschieht nach zwei Methoden, von denen die eine durch Zerreiben der Rüben vollständige Öffnung der Zellen bezweckt, während die andre die Zellen geschlossen läßt und den Inhalt derselben durch dialytische Prozesse zu gewinnen sucht. Zum Zerreiben benutzt man Trommeln, welche mit abwechselnden Säge- und Holzblättchen bekleidet sind und 800-1000 Umdrehungen in der Minute machen.

Presse (technisch)

Während der Arbeit läßt man Wasser (30-40 Proz. vom Gewicht der Rüben) auf die Reibe fließen, um durch Verdünnung eine leichtere Abscheidung des Safts zu bewirken, die nicht zerrissenen Zellen zu extrahieren und weniger Zucker in den später sich ergebenden Rückständen zu belassen. Aus dem Brei, welcher sich schnell bräunlichviolett färbt, wird der Saft durch hydraulische Pressen abgeschieden, indem man denselben in kleinen Portionen in wollene Säcke füllt und diese mit eisernen Blechen in der Presse [* 3] schichtet.

Bei Zusatz von 30-40 Proz. Wasser erhält man von den 96 Proz. Saft der Rübe 83-85 Proz., und die Rückstände betragen 17-15 Proz. Statt der Pressen, welche namentlich viel Handarbeit erfordern, werden auch kontinuierlich wirkende Walzen angewandt. In beiden Fällen zerkleinert man die Preßkuchen, rührt sie mit Wasser und preßt sie abermals. Den erhaltenen Saft läßt man statt des Wassers auf die ersten Pressen fließen. Die Preßrückstände (Preßlinge) enthalten etwa 2 Proz. Proteinstoffe, 18 Proz. stickstofffreie Extraktivstoffe, 6 Proz. Pflanzenfaser, 0,2 Proz. Fett, 3,4 Proz. Asche und dienen als Viehfutter, zur Bereitung von Branntwein, Essig, Papier und Leuchtgas. [* 4] In Frankreich und Belgien [* 5] hat man, um den Transport der Rüben zu ersparen, inmitten der Rübenfelder Anstalten zur Saftgewinnung angelegt und die mit Kalk vermischten Säfte mittels einer Druckpumpe durch kilometerlange eiserne Röhren [* 6] in die Zuckerfabrik geleitet.

Statt Pressen und Walzen benutzt man zur Saftgewinnung auch Zentrifugalmaschinen, durch welche der Brei in einer sehr schnell rotierenden (1000 Umdrehungen in einer Minute), von einem Blechmantel umgebenen Siebtrommel vom größten Teil des Safts befreit und dann mit Wasser ausgewaschen wird. Die Gesamtverdünnung des Safts beträgt hier 100-120 Proz., und die Rückstände, welche 84 bis 86 Proz. Wasser enthalten, wiegen 30-33 Proz. der Rüben. Besondere Vorzüge des Zentrifugalverfahrens vor dem Pressen sind nicht nachweisbar.

Eine vierte Methode der Saftgewinnung aus dem Brei, das Macerationsverfahren, besteht in systematischer Auswaschung des Breies in eigentümlichen, mit Rührvorrichtung versehenen Gefäßen und erfordert nur geringe Anlagekosten. Bei jeder Saftgewinnung aus Brei gehen in den Saft Fasern über, welche später die Verarbeitung erschweren, und man wendet deshalb Entfaserungsapparate an, in denen die Fasern durch ein Sieb von dem Saft getrennt werden.

Bregthalbahn - Bremen

In neuester Zeit ist man sehr allgemein zum Diffusionsverfahren übergegangen, nach welchem die Rüben, auf der Schnitzelmaschine in Streifen von 1 mm Dicke und 6-10 mm Breite [* 7] zerschnitten, mit heißem Saft in Gefäße gefüllt, so daß die Mischung eine Mitteltemperatur von 50° erreicht, und dann mit immer weniger konzentrierten Säften, zuletzt mit Wasser, und bei abnehmender Temperatur erschöpft werden. Hier findet ein vollkommener Austritt der wertvollen Saftbestandteile aus den Zellen durch Diffusion [* 8] statt, und man hat die Grenze der Erschöpfung völlig in der Hand. [* 9]

Fig. 1 u. 2 (Tafel I) zeigen eine Diffusionsbatterie;

a ist die Rübenwaschmaschine, b der Rübenaufzug, c die Leitung zur Schnitzelmaschine d, aus welcher die Schnitzel in den Kippwagen e gelangen;

f ist der Fülltrichter, durch welchen die zehn Diffusionsgefäße g gefüllt werden;

h sind die Wärmpfannen für den Saft, durch k wird die Schnitzelmaschine betrieben, l ist die Rinne zum Fortschaffen der ausgelaugten Schnitzel, m die Rostfläche zur Entwässerung derselben, n die Grube für herabgefallene Rüben und abgelaufenes Wasser.

Auf je 100 Teile Rüben verbraucht man 40 Teile Wasser, die in den Saft gelangen, und 230 Teile Wasser, die in den Rückständen bleiben. Man kann aber aus letztern 150 Teile durch Luftdruck entfernen, und der Wassergehalt der Schnitzel beträgt dann 94 Proz. Durch Auspressen auf einer kontinuierlich und selbstthätig wirkenden Presse wird ihr Gewicht auf die Hälfte reduziert.

Der Saft der Rüben enthält, wie erwähnt, verschiedene Substanzen, welche die Abscheidung des Zuckers durch Kristallisation erschweren und daher möglichst vollständig entfernt werden müssen. Dies geschieht durch Kalk und Kohlensäure (Scheidung und Saturation) und durch Knochenkohlefiltration. Die kupferne Scheidepfanne (Tafel I, [* 1] Fig. 3), welche 1000-1200 Lit. faßt, besitzt einen doppelten Boden ab zur Einleitung von Dampf [* 10] durch das Rohr c. Dabei entweicht die Luft durch f und später der abziehende Dampf durch d. Mittels des Hebers gg'h zieht man den geschiedenen Saft ab, und durch e fließt der Scheideschlamm ab. Der eingelassene Saft wird auf 85° erwärmt, mit Kalkmilch (1 Proz. Kalk vom Gewicht der Rüben) vermischt und sehr langsam bis zum Aufwallen erhitzt. Hierbei gerinnt das Eiweiß des Safts, der Kalk scheidet Phosphorsäure, organische Säuren, Magnesia, Eisenoxyd ab, und es entwickelt sich ¶

Zuckergewinnung I

[* 2] Fig. 5. Filterpresse. [* 12]

Fig. 6. Gefülltes Filter, Durchschnitt.

[* 2] Fig. 4. Pfanne zur Schlammsaturation, Durchschnitt.

[* 2] Fig. 3. Scheidepfanne, Durchschnitt.

[* 2] Fig. 1. Diffusionsbatterie, Querschnitt.

[* 2] Fig. 2. Diffusionsbatterie, Längenansicht. ¶

Zuckergewinnung II

[* 13] Fig. 8. Filter.

[* 13] Fig. 7a. Übersteiger.

[* 13] Fig. 12. Nutschbatterie.

[* 13] Fig. 10. Vakuumapparat.

[* 13] Fig. 7. Robertscher Verdampfapparat.

[* 13] Fig. 9. Vorrichtung zum Ablassen von Saftproben.

Zucker (Gewinnung des

[* 13] Fig. 11. Fescasche Zentrifuge. [* 14] ¶

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reichlich Ammoniak. Die unlöslich gewordenen Stoffe bilden eine dicke, schmutzig graue Schlammdecke auf dem nunmehr klaren, goldgelben Safte, den man mit Hilfe des Heberrohrs von dem Schlamm trennen kann. Zur Abscheidung des bei der Scheidung überschüssig zugesetzten Kalks, welcher sich im Saft als Zuckerkalk gelöst findet, wird der Saft saturiert, d. h. man leitet mit Hilfe einer Pumpe [* 16] oder eines Dampfstrahlgebläses Kohlensäure ein, die durch Verbrennen von Koks (im Kindlerschen Ofen) oder durch Brennen von Kalk gewonnen wird, und erzeugt dadurch eine Ausscheidung von kohlensaurem Kalk, dem sich noch gewisse, in dem kalkärmern Saft unlösliche Stoffe zugesellen.

Vor der Saturation aber wird der geschiedene Saft gekocht, um das Gummi und den Farbstoff durch die Einwirkung des Kalks in einen Zustand überzuführen, in welchem beide durch Knochenkohle absorbiert werden. Diese ältere einfache Methode der Scheidung und Saturation ist in neuerer Zeit durch mannigfach modifizierte andre Verfahren verdrängt worden. Man erhitzt z. B. den Saft auf 80-85°, setzt 0,75 Proz. Kalk zu, saturiert schwach, klärt, setzt dem blanken Saft 0,5 Proz. Kalk zu, kocht lange und stark, saturiert fertig und klärt.

Gase (Physikalisches)

Eine Pfanne für die Schlammsaturation zeigt Tafel I, [* 15] Fig. 4. ab ist der Doppelboden, durch g tritt der Saft ein, und durch o wird der Kalk eingegossen. c führt den Dampf zwischen a und b, worauf er aus d entweicht; f ist der Lufthahn, e das Abflußrohr. Durch hi strömt die Kohlensäure in die durchlöcherte Röhre und aus dieser in den Saft; die Gase [* 17] entweichen durch n. Das Ventil [* 18] k führt Dampf in das Rohr l, um durch dünne Dampfstrahlen den Schaum niederzuschlagen. Statt dieser Pfanne wendet man auch allgemein viereckige Kasten an.

Zur Entsaftung des Scheide- und Saturationsschlammes benutzt man Filterpressen (Tafel I, [* 15] Fig. 5), deren Einführung erst die Anwendung der neuen Methode ermöglicht hat. Sie bestehen aus Filterplatten a mit Saftrinnen, welche auf beiden Seiten mit gelochtem Blech bedeckt sind, und aus den mit diesen Platten und Leinwandtüchern alternierend in die Presse eingesetzten Rahmen b zur Bildung des Schlammkuchenraums. Beide werden mittels Knaggen auf die eiserne Stange c gehängt und mittels der Holzgriffe d und in die Löcher e gesteckter Bolzen verschoben und herausgenommen. In einer Verbreiterung des obern Teils der Rahmen oder Platten befindet sich eine Öffnung zum Durchtritt des Schlammes und eine zweite für den Dampfdurchgang; von der ersten Öffnung führen in den Rahmen b kleine Kanäle zu dem Schlammraum, von der zweiten Öffnung in den Platten a ähnliche Kanäle zu den Saftrinnen.

Durch die Kappe f und die Schraube g werden sämtliche Platten fest gegeneinander gepreßt. Durch h leitet man den Schlamm und durch ein hinter h liegendes Ventil den Dampf ein, welche durch die von den entsprechenden Öffnungen der Rahmen und Platten (und Leinwandtücher) gebildeten Kanäle strömen. Der Schlamm gelangt durch die erwähnten Kanäle in den Schlammkuchenraum und gibt durch Filtration nach beiden Seiten seinen Saft ab, welcher die Saftrinnen hinabläuft und aus den Hähnen kk in die Rinne l gelangt, um bei m abzufließen. Kommt kein Saft mehr, so läßt man Dampf einströmen, der noch Saft herauspreßt und den Schlamm einigermaßen aussüßt, und nimmt schließlich die Presse auseinander. Die Schlammkuchen enthalten aber immer noch erhebliche Mengen Zucker, der auf die eine oder andre Weise daraus gewonnen werden kann.

Der geschiedene und saturierte Saft (Dünnsaft) mit 5-12, im Mittel etwa 10 Proz. Zucker wird zur Reinigung von Farbstoff, Kalk, Salzen etc. durch Knochenkohle filtriert. Die Filter (Tafel I, [* 15] Fig. 6) sind Cylinder aus Eisenblech a mit Mannlöchern b und c zum Einfüllen und Entleeren der gekörnten Knochenkohle und mit Doppelboden d aus gelochtem Blech, welcher meist mit einer Horde aus Flechtwerk und einem leinenen Tuch bedeckt ist. Das Standrohr e dient zum Einleiten von Dünnsaft, Dicksaft, Wasser oder Dampf, je nachdem man einen der Hähne f, g, h, i öffnet.

Hahn (Vogel) - Hahn (t

Ist der Saft von oben nach unten durch das Filter gegangen, so steigt er bei geschlossenem Hahn [* 19] o im Rohr k empor, um aus l in den Trichter m, der auf verschiedene Leitungen gesetzt werden kann, abzufließen oder durch ein bei n ansetzendes Übersteigrohr auf ein zweites Filter zu fließen und dieses, auch wohl noch ein drittes Filter zu passieren. Vor dem Einlassen des Safts in die Filter wird die Knochenkohle durch Dampf vorgewärmt, und nach der Erschöpfung der absorbierenden Kraft [* 20] der Kohle leitet man Wasser hinein, um den noch im Filter befindlichen Saft zu verdrängen, worauf die Kohle zur Wiederbelebung entleert wird. Die Höhe der Filter schwankt von 3,8 bis 6, der Durchmesser von 0,5-3 m, und sie stehen in Batterien von 3, 5, 10 und mehr Stück nebeneinander.

Der filtrierte Dünnsaft wird in geschlossenen Apparaten durch Dampf und unter vermindertem Luftdruck verdampft. Der hierzu dienende Robertsche Verdampfapparat (Tafel II, [* 15] Fig. 7) besteht aus drei stehenden Cylindern, welche im untern Teil ein System stehender Röhren nach Art der Lokomotivkessel enthalten. Der Dampf umspült die mit Saft gefüllten Röhren, und der aus dem Safte des ersten Cylinders entweichende Dampf heizt den zweiten Körper, und in diesem entwickelt sich der Dampf zum Heizen des dritten Körpers. Zu jedem Körper gehört ein Übersteiger (Tafel II, [* 15] Fig. 7a), in welchem durch mannigfache Hindernisse, welche dem Dampfstrom entgegenstehen, die mitgerissenen Saftteilchen niedergeschlagen werden.

Luftpumpe (Handluftpum

Unter dem Übersteiger befindet sich ein Filter (Tafel II, [* 15] Fig. 8), welches bei dem Übertreten des Safts aus einem Körper in den andern die während des Verdampfens unlöslich sich abscheidenden Körper zurückhält. Für die Erzeugung des luftverdünnten Raums in den Körpern sorgen die Kondensation durch Verdichtung des aus dem Saft sich entwickelnden Dampfes und eine Luftpumpe; [* 21] eine besondere Rohrleitung vermittelt den Übertritt des Safts aus dem ersten in den zweiten und aus diesem in den dritten Körper, aus welchem er als Dicksaft mit 50-55 Proz. Zucker kontinuierlich abfließt. [* 15] Fig. 9 (Tafel II) zeigt die Vorrichtung zum Ablassen von Saftproben, welche sich an der Wand des Verdampfapparats befindet und bei geeigneter Stellung der beiden Hähne den obern Körper mit dem Saftraum in Verbindung setzt, so daß er sich mit Saft füllt, worauf diese Verbindung unterbrochen wird und durch andre Stellung der Hähne der Saft in den untern Körper abfließt.

Der Dicksaft wird abermals über Knochenkohle filtriert und zwar über ganz frische Kohle, worauf dieselben Filter noch zum Filtrieren [* 22] von Dünnsaft benutzt werden. Der filtrierte Dicksaft (Klärsel, Kochkläre) wird im Vakuumapparat (Tafel II, [* 15] Fig. 10) durch Dampf und unter vermindertem Luftdruck eingekocht. Das Vakuum ist eine große kupferne Kugel mit cylindrischem Aufsatz, dessen innere Einrichtung das Überkochen des Safts verhindern soll. ¶