XCVI. Verbesserungen an dem Verfahren bei Zuker-Raffinirung, worauf sich Edw. Karl Howard am 31. October 1812Man sehe die vorstehende Abhandlung. D. ein Patent ertheilen ließ, und auf welche Verbesserungen er am 20. November 1813 ein neues Patent genommen hat. Aus Gill's technical Repository October. 1825. S. 224. November. S. 268. Mit Abbildungen auf Tab. VII. Howard's, Verbesserung an dem Verfahren bei Zuker-Raffinirung. Diese Verbesserungen bestehen im Folgenden: 1. statt den Zuker auf die im Patente vom J. 1812 angegebene Weise mit Wasser zu raffiniren, waͤhle ich lieber Dampf und die daselbst angegebenen Verfeinerungs-Mittel. Dieser Dampf kann sehr bequem auf folgende Weise angewendet werden. Man bringt den zu verfeinernden Zuker mit einer gehoͤrigen Menge meiner Verfeinerungs-Mittel gemengt, in ein dazu geeignetes Gefaͤß, welches eine durchloͤcherte Scheidewand hat, auf welche der Zuker gelegt wird. Unter dieser Scheidewand sind mehrere Aeste von Dampfroͤhren angebracht, aus welchen der Dampf durch mehrere kleine Loͤcher ausstroͤmt, den Zuker erhizt und aufloͤst. Nachdem der Zuker vollkommen aufgeloͤst, und auf ungefaͤhr 200° F. erhizt wurde, fahre ich in der weiteren Verfeinerung entweder durch Filtriren oder Praͤcipitiren fort. Die Aufloͤsung treibe ich, mittelst Drukes einer daruͤber stehenden Saͤule einer Fluͤssigkeit, oder mittelst einer anderen bekannten Kraft, durch das Filtrum. Dieses Filtrum, wie ich es brauche, ist ein sehr großes Stuͤk Leinwand, von der Sorte, die man Russia duck nennt, auf welchem die oben angegebene Temperatur soviel moͤglich erhalten wird. Wenn ich aber statt des Filtrirens, clarificire, so geschieht dieß durch Ruhe oder Niederschlag: wenn die Aufloͤsung hierzu zu dik seyn sollte, d.h., bedeutend mehr als 1/5 schwerer, als ein gleiches Volumen Wasser, so verduͤnne ich sie mit soviel Wasser, bis sie nur 1/5 schwerer wird, als Wasser Fig. 2. Die Verfeinerungs-Mittel, deren im Patente vom J. 1812 Erwaͤhnung geschieht, muͤssen, wenn die Raffinirung durch Filtriren geschehen soll, durch gehoͤrige Saͤttigung der Thon- und Kalkerde bereitet werden, so daß das Curcuma Papier nicht im Mindesten davon angegriffen wird: sollte zuviel Kalk bei Bereitung des geronnenen Kalkes (lime-curds) angewendet worden seyn, so sezt man soviel Alaun zu, bis die Farbe des Curcuma-Papieres nicht mehr veraͤndert wird. Ich finde es gut, ungefaͤhr sechs Loch feinen geloͤschten. Kalk (Whiting) auf je zwei und ein halbes Pfund Alaun bei Bereitung meiner Verfeinerungs-Mittel denselben zuzusezen. Wenn man aber nicht filtrirt, ist es besser, den Alaun in einer groͤßeren Menge Wassers aufzuloͤsen, naͤmlich in ungefaͤhr 24 Theilen Wassers (dem Gewichte nach) statt in 16; so daß der geronnene Kalk in soviel Wasser vertheilt wird, daß ein Gallon der Mischung ungefaͤhr 600 Gran Kalk enthaͤlt. Die auf diese Art bereiteten Verfeinerungs-Mittel sind ein treffliches Surrogat fuͤr diejenigen, die in meinem fruͤheren Patente angegeben wurden. Wenn man nicht filtrirt, so nimmt man nach und nach zwei Theile des Verfeinerungs-Mittels in dem, in dem fruͤhern Patente bemerkten Verhaͤltnisse auf den Zuker. Der erste Theil wird mit Dampf bearbeitet; man laͤßt denselben durch bloße Praͤcipitation sich zum Theile abscheiden, und gibt den Bodensaz und Schmuz und den diksten Theil der Fluͤssigkeit auf ein gewoͤhnliches Filtrum, statt daß man, wie in dem fruͤheren Patente angegeben wurde, nur den Schmuz und die unaufloͤslichen Unreinigkeiten allein abscheidet. Der zweite Theil des Verfeinerungs-Mittels wird dann in der auf obige Weise durch den ersten Theil desselben erhaltenen Fluͤssigkeit auf dieselbe Art verbreitet, wie in dem fruͤheren Patente zur Abscheidung der Unreinigkeiten angegeben wurde. Dieser zweite Theil kann bei den nachfolgenden Operationen als erster Theil verwendet werden, entweder nach dem Filtriren, oder als Aufguß auf den auf oben bemerkter Scheidewand liegenden Zuker. Wenn man aber vorher raffinirten, geklaͤrten und abgerauchten Zuker, zu Doppelzuker verarbeitet, ist ein Theil bei Einwirkung des Dampfes hinreichend, und selbst dieser eine Theil kann spaͤter bei schlechteren Zuker-Arten mittelst Dampfes noch als erster Theil verwendet werden. Der erste Theil wirkt also, unter Beihuͤlfe des Dampfes, chemisch; der zweite, ohne Dampf, wirkt mechanisch. 3. statt, wie in meinem ersten Patente, irgend eine Zuker-Aufloͤsung abzurauchen, rauche ich dieselbe in einem verschlossenen Gefaͤße ab, das auf irgend eine Weise, am besten aber mittelst Dampfes erhizt wird, und richte in demselben einen mehr oder minder vollkommenen leeren Raum vor, welchen ich zu unterhalten suche. Beim Anfange der Arbeit darf das Queksilber nicht hoͤher als Einen Zoll hoch, in demselben in der Barometer-Roͤhre stehen. Ich bediene mich hierzu, statt aller anderer Mittel, durch welche ein solcher leerer Raum erzeugt werden koͤnnte, vorzuͤglich einer Pumpe mit einem Dampfverdichter durch Injection wie bei den Dampfmaschinen. Die Pumpe muß ununterbrochen in Thaͤtigkeit erhalten werden, um so schnell als moͤglich die Abrauchung zu betreiben, obschon der leere Raum; wie man an dem Queksilber sieht, auch waͤhrend der Zwischenraͤume, in welchem die Pumpe nicht wirkt, ebenso vollkommen erhalten bleibt. Der Grad der Dichtigkeit der Aufloͤsung, welche durch das Abdampfen hervorgebracht werden muß, kann entweder durch Anwendung der verschiedenen Theile des in der Folge zu beschreibenden Apparates, oder durch die gewoͤhnliche Zaͤhigkeits-Probe bestimmt werden. Er kann auch mitttelst des Thermometers gefunden werden, welches man in die Aufloͤsung taucht, indem man die Temperatur bemerkt, unter welcher die Fluͤssigkeit, so lang sie sich noch koͤrnt und fluͤssig ist, unter verschiedenem Druke siedend erhalten werden kann: der verschiedene Druk wird durch ein Eichmaß ober durch irgend ein Instrument angedeutet, welches denselben bestimmt angibt, und mit dem leeren Raume in Verbindung steht: denn die besagte fluͤssige Aufloͤsung wird dann in jenem Zustande seyn, welchen ich fuͤr den besten zum Abziehen halte, vorzuͤglich fuͤr die zehnpfuͤndigen Zukerhuͤte, Hambro-Huͤte (Hambro loaves) genannt, wann die halben Druke auf das Queksilber in einem gewoͤhnlichen Heber-Eichmaße, von der Linie aus gemessen, die gleich weit entfernt von jeder Queksilber-Oberflaͤche ist, d.h., von dem vollkommen Niveau, und die Temperatur, unter welcher die Fluͤssigkeit dann, nach Fahrenheit's Thermometer, siedet, (die gegenuͤberstehend angezeigt ist) sich beinahe so verhalten, wie in der hier folgenden Tafel: Halbe Druke am Eichmaße in     Zollen und Hunderteln Correspondirende Temperaturen oder     Siedepunct nach Fahrenheit's            Thermometer.      0,74      –      –      –      –      115      0,86      –      –      –      –      120      1,01      –      –      –      –      125      1,17      –      –      –      –      130      1,36      –      –      –      –      135      1,57      –      –      –      –      140      1,80      –      –      –      –      145      2,05      –      –      –      –      150      2,36      –      –      –      –      155      2,72      –      –      –      –      160      3,10      –      –      –      –      165      3,52      –      –      –      –      170      4,00      –      –      –      –      175 Die mittleren Druke, die mit den einzelnen Temperatur-Graden correspondiren, lassen sich noͤthigen Falles mit hinlaͤnglicher Genauigkeit fuͤr die Praxis durch Interpolation der Unterschiede der Zahlen in dieser Tafel finden. Ich habe den Druk und die Temperatur fuͤr einen niedrigeren Stand am Eichmaße, dann 0,74 Zoll, nicht angegeben, weil ich nie bei einem niedrigeren Grade, als 118°, gearbeitet, und Grund zu zweifeln habe, ob das Sieden bei einem niedrigeren Druke auf eine bequeme Weise thunlich ist, indem hierzu eine aͤußerst vollkommene Luftpumpe oder ein anderes Auszugs-Instrument nothwendig waͤre, um bei so niedrigem Druke sieden zu koͤnnen. Ich habe mehrere halbe Druke uͤber 2,05 Zoll mit ihren correspondirenden Siedepuncten angegeben, obschon diese noch in einigen Faͤllen bei der Anwendung auf verschiedene Arten und Mengen von Zuker Correction beduͤrfen werden, da ich gewoͤhnlich bei einem so unvollkommenen leeren Raume nicht arbeitete. Man wird diese Tafel, im Ganzen genommen, bei Leitung und Fuͤhrung der Arbeiten der Zuker-Raffinerie nach meiner verbesserten Methode brauchbar und nuͤzlich finden. Fig. 20. stellt ein Heber-Eichmaß dar, mit den Zwischenraͤumen der Druke oder des Standes des Queksilbers und den correspondirenden Graden der Siedepuncte, so daß, sobald das Queksilber in diesem Eichmaße irgend einer Eintheilung, Zahl oder irgend einem Grade, gegenuͤber steht, die Zuker-Aufloͤsung die unter diesem Grade des Thermometers siedet, zum Abziehen bei der Bildung eines Hambro-Hutes fertig ist. Sollte man irgend eine Zuker-Aufloͤsung, Melasse oder Syrup, zu einer festen, oder verhaͤltnißmaͤßig trokenen Masse abrauchen wollen, sey es um das Ablaufen, die Fracht oder irgend eine andere Ausgabe dabei zu ersparen, so fuͤhre ich die Abdampfung mit so wenig Unterbrechung als moͤglich in meinem Apparate so lange fort, bis dieselbe die gehoͤrige Festigkeit und Trokenheit erhalten hat, wo man sie dann mit Gewalt herausnehmen muß. Ich bestimme das Fortschreiten dieser Aufloͤsung zur Trokenheit durch Untersuchung der Proben, die ich von Zeit zu Zeit aus dem Abdampf-Gefaͤße mit dem unten zu beschreibenden Instrumente heraus nehme. Da ein naktes Thermometer, wenn es in den Kessel gebracht wird, sehr der Gefahr ausgesezt ist, zu brechen, und doch so vollkommen als moͤglich in Beruͤhrung mit dem siedenden Zuker gebracht werden muß, so schließe ich die Kugel und denjenigen Theil des Thermometers, den man nicht zu sehen braucht, in eine metallne Roͤhre ein, zu welcher ich vorzugsweise verzinntes Eisenblech waͤhle. Diese Roͤhre ist in dem Kessel luftdicht eingeschraubt, angeloͤthet oder auf irgend eine andere Weise angebracht, und ihr unteres Ende ist vollkommen geschlossen und steigt tief genug in den Kessel hinab, um immer in dem siedenden Zuker eingesenkt zu bleiben. Um die Beruͤhrung zwischen dem Metalle dieser Roͤhre und der Kugel des Thermometers so vollkommen als moͤglich zu machen, gieße ich soviel Queksilber in die Roͤhre, daß die Kugel ganz davon bedekt wird. Um ferner von Zeit zu Zeit Proben von der Aufloͤsung aus diesem Kessel herauszunehmen, um die Zaͤhigkeit und die uͤbrigen Eigenschaften, welche die Dichtheit und die Annaͤherung zur Trokenheit dieser Aufloͤsungen anzeigen, bestimmen zu koͤnnen, und doch keine unmittelbare Verbindung zwischen dem Kessel und der aͤußeren Luft herzustellen, bediene ich mich einer Roͤhre, 4444, in Fig. 19. Diese Roͤhre ist in einer schiefen Lage durch die Seite des besagten Kessels eingefuͤgt, so daß ihr unterstes Ende, 18,18, am tiefsten steht. Diese Roͤhre ist an der Stelle ihrer Einfuͤgung (21, 21) entweder eingeschraubt, oder eingeloͤthet, oder auf irgend eine andere Art luftdicht befestigt. Das aͤußere Ende dieser Roͤhre bleibt offen, und das innere ist so vorgerichtet, daß es in der Zuker-Aufloͤsung eintaucht. Dieses leztere Ende ist geschlossen, hat aber einen Einschnitt oder einen Spalt, 19., an der oberen Seite, der wenigstens einen halben Zoll im kleinsten Maße hat. In dieses innere oder untere Ende (18, 18) passe ich sehr genau ein kurzes Stuͤk Roͤhre ein, das sich darin drehen laͤßt, wie der Zapfen eines Hahnes (8 bis 15 in Fig. 15.), das aber concentrisch mit der anderen Roͤhre ist, und durch Zapfen oder Stifte in seinen Bewegungen so beschraͤnkt ist, daß es nicht mehr als eine halbe Wendung machen kann. An diesem kurzen Stuͤke bringe ich eilten Spalt oder eine Oeffnung an, (13), die mit dem Spalte (19) in Verbindung steht, und einen gemeinschaftlichen Durchgang bildet, wann sie durch das Drehen unter der anderen zu liegen kommt. (Siehe Durchschnitt Fig. 17.) Ich mache ferner einen Pfropfen, oder ein Stuͤk, das man in die Raͤume 22 in Fig. 19., und 12 in Fig. 16., 17., 18., stekt, und das beinahe, aber nicht ganz, die Hoͤhlung derselben ausfuͤllt, und so gebildet oder vorgerichtet ist, daß es mittelst der Einschnitte oder Stifte, die es fuͤhrt, oder durch aͤhnliche Vorrichtungen die besagte kurze Roͤhre faßt, oder damit in Verbindung tritt, und die besagte kurze Roͤhre dreht, so oft dasselbe in seine Stelle zuruͤkgefuͤhrt wird. (Vergl. die in der Figur mit, C, bezeichneten Stuͤke, die in der Originalzeichnung blau sind.) Ich bringe noch uͤberdieß in diesem Pfropfen oder Stuͤke dort, wo er der Oeffnung (13) gegenuͤber steht, oder derselben gegenuͤber gebracht wird, eine Aushoͤhlung oder Zelle an, so daß, wenn man diese beiden besagten Roͤhren auf obige Weise in Verbindung bringt, und die Spalte uͤber einander stehen, auch die Zelle mit den Spalten in Verbindung steht, und sich durch diese fuͤllt, wo man dann den Pfropfen herausnehmen kann. Damit aber keine Verbindung mit der aͤußeren Luft statt hat, waͤhrend man den Pfropfen umher dreht, oder waͤhrend die Zelle desselben mit der besagten Aufloͤsung in Verbindung steht, passe ich den Pfropfen genau in die erst erwaͤhnte aͤußere Roͤhre, mittelst eines kegelfoͤrmigen Stuͤkes an beiden (33 und aa), welches sich in der Naͤhe des aͤußeren Endes befindet. Damit endlich die Bewegung des kurzen Stuͤkes der Roͤhre nicht durch Anklebung der Zuker-Aufloͤsung, wenn diese zaͤhe und klebrig wird, gehindert wird, bringe ich eine oder mehrere Furchen (10,11) auf der Oberflaͤche des besagten kurzen Stuͤkes an, wie man dergleichen an einigen Wagen-Achsen findet, und fuͤlle dieselbe mit einer Mischung von Wachs und Fett. 17,17 ist ein Schrauben-Niet zur Feststellung der Schraube 16, 16. Der Pfropfen selbst wird auf folgende Weise gefuͤllt, wenn man das Muster herausnehmen will. Ich stoße den Pfropfen hinein, wie der Durchschnitt in Fig. 16. zeigt, und drehe ihn so, daß er in die in Fig. 17. gezeichnete Lage kommt, in welcher die Oeffnung der Aushoͤhlung oder Zelle (6) oben seyn, und folglich sich fuͤhlen wird. Hierauf drehe ich den Pfropfen zuruͤk, so daß er in die Fig. 16. angedeutete Lage kommt, wodurch die Verbindung mit (19) abgesperrt wird, und ziehe dann den Pfropfen gerade so weit heraus, daß er aus der kurzen Roͤhre hervorkommt. Da hierdurch die lezt erwaͤhnte Roͤhre geschlossen bleibt, so drehe ich den Pfropfen so, daß er in seine vorige Lage, mit der Hoͤhlung nach oben gekehrt, zu stehen kommt, wie in Fig. 18., und indem ich den Pfropfen weiter mit seiner Hoͤhlung oder Zelle, 6. herausziehe, nehme ich die verlangte Probe heraus. Ich erklaͤre hiermit, daß meine Erfindung, auf welche ich gegenwaͤrtiges Patent erhielt, hinsichtlich meiner fruͤheren Verbesserungen, in Abdampfung oder Concentrirung der Zuker-Aufloͤsung durch Anwendung der Hize auf dieselbe im leeren Raume besteht, und in Unterhaltung dieses leeren Raumes durch staͤte Wirkung einer Pumpe oder eines anderen, die Luft ausziehenden Instrumentes, wenn auch das gewoͤhnliche Eichmaß keine Veraͤnderung anzeigen sollte; zu welcher Operation dann auch obiges Instrument zum Schoͤpfen der Probe gehoͤrt. Nachdem die Zuker-Aufloͤsung durch gehoͤriges Abdampfen zu der ist, ziehe ich dieselbe durch eine bequeme und geeignete Oeffnung aus dem Kessel in ein Granulaͤr-Gefaͤß, nach Art desjenigen, welches man gegenwaͤrtig als Kuͤhlgefaͤß braucht, und richte dasselbe so vor, daß es mittelst Dampfes, den man auf seine aͤußere Oberflaͤche wirken laͤßt, oder auf andere Weise gehizt werden kann. Ich regulire hierin die Temperatur der besagten Fluͤssigkeit so, daß man dieselbe, wie gewoͤhnlich, gehoͤrig ruͤhren kann, um die Koͤrnung zu bewirken, und daß sie hinlaͤnglich fluͤssig und hinlaͤnglich kuͤhl ist, um den Theilchen derselben zu gestatten, sich zu krystallinischen Koͤrnern zusammen zu reihen: ich finde, daß sie die meiste Tendenz hierzu haben, wenn sie zwischen 150 und 160° Fahrenh. stehen, dem einen oder dem anderen dieser Waͤrme-Grade sich naͤhernd, je nachdem die abgerauchte Fluͤssigkeit mehr oder minder dicht ist. Da aber, in der Praxis, diese Koͤrnung am vortheilhaftesten durch Veraͤnderung der Temperatur uͤber oder unter den angezeigten Graden geschieht, hize ich vorzugsweise diese Fluͤssigkeit nach dem Abziehen derselben, sobald sie einige Koͤrnung zeigt, auf ungefaͤhr 180 Grade, entweder durch Entziehung der angewendeten Hize, indem ich ruͤhre und die Hize entweichen lasse; oder indem ich eine gehoͤrige Menge kuͤhlerer Fluͤssigkeit zugieße, so wie man sonst durch die sogenannten Nachguͤsse (skippings) hizt; oder durch beide zugleich, oder auf irgend eine andere schikliche Weise. Ich erhoͤhe dann wieder die Temperatur auf obige Weise, und wiederhole diese Veraͤnderungen der Temperatur immer abwechselnd, bis der Zuker sich zu dem schoͤnsten Korne geformt zu haben scheint, dessen er faͤhig ist. Erfahrne Arbeiter werden, nach einiger Uebung in meinem Verfahren, im Stande seyn, nach dem Auge von dem besten Grade der Temperatur und der Fluͤssigkeit auch ohne Thermometer zu urtheilen, obschon ich den staͤten Gebrauch desselben empfehlen muß. Wenn ich Hize auf die abgerauchte sich koͤrnende Fluͤssigkeit zum lezten Male anwende, erhoͤhe, ich dieselbe gewoͤhnlich bis auf 200° Fahrenh., und nicht hoͤher, und fuͤlle die Formen mit derselben. Ich bediene mich hierzu entweder der gewoͤhnlichen Formen, oder jener, die ich in meiner fruͤheren Erklaͤrung empfahl, oder derer, die ich unten beschreiben werde, denn, wenn es noͤthig ist, die Spize des Hutes beizubehalten, ohne daß man den in dieser Spize enthaltenen Syrup in den Hut zuruͤk darf fließen lassen, nehme ich, als eine meiner besagten Verbesserungen, statt einer Form mit einer angefuͤgten Roͤhre, wie es in jener Erklaͤrung heißt. Formen, die absichtlich laͤnger als gewoͤhnlich sind, damit die Spize des Hutes, der sich in denselben bilden soll, eine solche Laͤnge erhaͤlt, daß man soviel von derselben abnehmen kann, als den Syrup nicht fahren laͤßt. Dieses Abnehmen geschieht bei mir mittelst eines schneidenden Werkzeuges, das sich dreht, wie ein Einsaz in der Drehebank, concav und innenwendig mit einem Messer versehen. Dieses Instrument wird durch eine Doke gedreht, wie in der gewoͤhnlichen Drehbank, gehoͤrig eingepaßt, und hat innenwendig beinahe die Figur eines hohlen Kegels, so daß die uͤbermaͤßig lange Spize des Hutes, in welcher der Syrup sich befindet, damit leicht weggenommen werden kann. In allen uͤbrigen, hier nicht ausdruͤklich erwaͤhnten, Faͤllen verfahre ich nach der in Zuker-Raffinerieen gewoͤhnlichen Weise.