Titel: | Ueber das Abdampfen mittelst heißer Luft. Von C. B. |
Autor: | Prof. Christoph Bernoulli [GND] |
Fundstelle: | Band 55, Jahrgang 1835, Nr. LXI., S. 337 |
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LXI.
Ueber das Abdampfen mittelst heißer Luft. Von C.
B.
Ueber das Abdampfen mittelst heißer Luft.
In Gefaͤßen enthaltene Fluͤssigkeiten konnten bis jezt nur dann rasch
verdampft werden, wenn man sie bis zum Sieden erhizte. Neulich hat man aber
gefunden, daß eine rasche Abdampfung und Fluͤssigkeit, auch ohne sie zum
Sieden zu bringen, bewirkt werden mag, wenn man durch dieselbe heiße Luft
moͤglichst vertheilt streichen laͤßt.
Diese neue Abdampfungsmethode wurde namentlich zur Concentrirung oder Einkochung des
Zukersaftes oder Syrupes empfohlen. Die Erfahrung lehrt naͤmlich, daß durch
das gewoͤhnliche Versieden ein bedeutender Theil krystallisirbaren Zukers in
nichtkrystallisirbaren oder Melasse umgewandelt wird, und daß dieser Verlust
verhindert wuͤrde, wenn der Syrup ohne bis zum Siedepunkt erhizt zu werden
und dennoch rasch genug verdampft werden koͤnnte. Verschiedene Apparate
wurden zu dem Ende von Beaam, Kneller, Peuvion, Newton
(S. Polytechn. Journal Bd. LIII. S. 133,
Bd. LIV. S. 159) u.a. angegeben.
Wesentlich bestehen sie aus Folgendem:
Der Syrup befindet sich in einem Bottiche, der einen siebfoͤrmig
durchloͤcherten Doppelboden hat; mittelst eines Geblaͤses wird unter
diesen Doppelboden Luft eingeblasen, und diese, bevor sie dahin gelangt, auf eine
geeignete Weise erhizt. – Offenbar wird die Fluͤssigkeit durch die
durchgetriebene Luft erwaͤrmt, doch hoͤchstens nur die Temperatur der
heißen Luft erlangen koͤnnen. Bleibt diese also unter 100°, so wird
die Fluͤssigkeit nicht zum Sieden kommen. Dennoch wird indessen eine ziemlich
schnelle Abdampfung Statt finden koͤnnen; denn da die Luft durch den
Siebboden zertheilt in unzaͤhligen duͤnnen Strahlen oder Blasen durch
die Fluͤssigkeit aufsteigt, und daher mit derselben in enge Beruͤhrung
kommt, so wird sie waͤhrend des Durchganges so viel Feuchtigkeit aufnehmen,
als sie bei ihrer Temperatur zur Saͤttigung bedarf.
1 K'. Luft bedarf 1 K'. Dampf von derselben Temperatur zur Saͤttigung;
und
1 K'.
Dampf
von
95° C.
wiegt
0,0005
× 70 Pfd.
= 0,035 Pfd.
1 –
–
–
90°
–
0,00042
× 70 –
= 0,0294 –
1 –
–
–
85°
–
0,00035
× 70 –
= 0,0245 –
Ist also die durchgeblasene Luft beim Entweichen nahe an
95° heiß, so mag 1 K'. etwa 1/30 Pfd. Wasser aufgenommen haben, oder 30 K'. 1
Pfd., und um 1000 Pfd. Wasser zu verdampfen, werden 30,000 K'. Luft erforderlich
seyn. Da nun 30,000 K'. Luft kaum 2800 Pfd. wiegen, und die
Waͤrmecapacitaͤt der Luft 4 Mal kleiner als die des Wassers ist, so
wuͤrde die Erhizung dieses Luftquantums um circa 80° nur 700 ×
80 oder 56,000 w erfordern.
Offenbar kostet aber die Dampfbildung selbst, und wenn die Fluͤssigkeit ein
Mal auf 95° erhizt ist, noch 650–95 oder 555 w
per Pfd., und also 555,000 w, um 1000 Pfd.
Wasser zu verdampfen.
Man sieht hiemit, daß diese Methode weit entfernt ist, weniger Brennstoff zu kosten;
sondern daß vielmehr alle kuͤnstliche Waͤrme, welche die aus der
Fluͤssigkeit entweichende Luft besizt, durch einen Mehraufwand von Brennstoff
ihr verschafft werden muß.
Eben so klar scheint ferner, daß, soll die Fluͤssigkeit durch die heiße Luft
verdampft werden, ein ohne Vergleich groͤßeres Quantum Luft durchgeblasen
werden muß, zumal wenn diese nicht zu heiß seyn soll. Es wird endlich die Luft
jedenfalls in der Fluͤssigkeit bedeutend abgekuͤhlt werden, weil sie
vielen Waͤrmestoff zur Bildung des Dampfes abtreten muß.
Nehmen wir an, der Dampf stroͤme 150° heiß ein (was viel, leicht zu
viel), und die Fluͤssigkeit habe eine Temperatur von 70°, so wird 1
Pfd. Luft 80/4 oder 20 w abtreten; und da 1 Pfd. Wasser
von 70° 650–70 oder 580 w erhalten muß, um
sich in Dampf zu verwandeln, so bedarf es 580/20 oder 29 Pfd. oder circa 320 K'.
Luft, um 1 Pfd. Wasser zu verdampfen. Dieses Quantum Luft wird indessen um so
leichter allen Dampf aufloͤsen und wegfuͤhren, da 320 K'. Luft von
70° nahe an 5 Pfd. Dampf aufnehmen koͤnnen, oder zur Saͤttigung
beduͤrfen.
Auch unter dieser Voraussezung ist aber die Anwendung dieses Verfahrens denkbar.
Loͤst man 100 Pfd. Rohzuker in gleich viel Wasser auf, so muß ungefaͤhr
dieselbe Menge beim Verkochen verdampft werden. Man brauchte hiemit 32,000 K'. und
die Verdampfung haͤtte in weniger als 2 Stunden Statt, wenn per Minute 300 K'. Luft durchgeblasen werden.
Um 32000 K'. oder 2900 Pfd. Luft um 140° zu erwaͤrmen, bedarf es 2900/4
. 140 = 100,000 w oder circa 17 Pfd. Steinkohlen, wenn 1
Pfd. 6000 w liefert; waͤhrend zur directen
Verdampfung von 100 Pfd. Wasser (bei Kesselfeuern) theoretisch nur 60,000 w, also 10 Pfd. Steinkohlen erforderlich sind.
Es ergibt sich also ein noch weit groͤßerer Mehraufwand von Brennstoff. Nichts
desto weniger waͤre indessen dieses Verfahren vorteilhaft, wenn man dadurch
statt 2/3 wie gewoͤhnlich an 3/4 oder daruͤber an raffinirtem Zuker
erzielen koͤnnte.
Es bietet sich hier inzwischen eine andere Frage dar: ob es nicht zwekmaͤßiger
waͤre, den Syrup direct zu erhizen, und kalte Luft durchzublasen; in diesem
Falle braucht man naͤmlich nur so viel Luft, als zur Aufloͤsung des
Dampfes noͤthig ist – und braucht man weit weniger Luft, so
waͤre weniger Brennstoff zur Erwaͤrmung derselben und weniger
Triebkraft fuͤr das Geblaͤse noͤthig, der Apparat waͤre
viel einfacher. Leicht waͤre ferner mittelst des Einblasens die Temperatur
der Fluͤssigkeit zu erzielen. Es erlitte endlich diese in keinem Theile eine
groͤßere Erhizung. Immerhin muͤssen die Abdampfkessel eine
betraͤchtliche Tiefe haben.