LXXVI. Verbesserungen in der Fabrication und Raffinirung des Zukers, worauf sich John Fairrie, Zukerraffineur im Church Lane, Whitechapel in der Grafschaft Middlesex, am 6. Julius 1839 ein Patent ertheilen ließ. Aus dem Repertory of Patent-Inventions. Julius 1840, S. 43. Fairrie's Verbesserungen in der Raffinirung des Zukers. Meine Erfindungen bestehen: 1) in einer verbesserten Methode die Zukerflüssigkeit durch Filtration zu klären; 2) in einer verbesserten Methode diese Flüssigkeit einzudiken; 3) endlich in einem Apparate zur Erhizung des Zukers, nachdem er aus der Vacuumpfanne kommt. Das Verfahren, nach welchem man die Zukerflüssigkeit dermalen zum Behufe ihrer Filtrirung zu klären pflegt, beruht darauf, daß man während der Versezung des Zukers mit Wasser oder nach derselben Wärme auf sie einwirken läßt. So viel ich weiß, geschieht dieß gewöhnlich, indem man mittelst einer durchlöcherten Röhre, welche am Boden der Klärpfanne (in England the blow up genannt) angebracht ist, Dampf in die Flüssigkeit eintreten läßt; bisweilen wendet man zu dieser Erwärmung jedoch auch freies Feuer oder Hochdrukdampf an. Nach dem ersteren dieser Verfahren wird die Flüssigkeit bis auf 70° R. und etwas darüber, nach den beiden lezteren wahrscheinlich noch etwas höher erwärmt. Die erwärmte Flüssigkeit unterliegt sodann dem Filtrirprocesse, wobei man die Filter, deren es bekanntlich verschiedene gibt, bisweilen mittelst Dampf bis zum Schlusse der Operation erwärmt hält. Da ich nun gefunden habe, daß die Anwendung von Wärme bei dem der Filtrirung vorausgehenden Auflösungsprocesse dem Zuker nachtheilig ist, so bewerkstellige ich diese Auflösung dem ersten Theile meiner Erfindung gemäß mit kaltem Wasser, so wie ich denn auch beim Filtriren die Erwärmung des Filters mit Dampf weglasse. Ich gelange bei diesem Verfahren zu viel günstigeren Resultaten, als man bisher erzielte. Das zwischen dem Zuker und dem Wasser zu befolgende Verhältniß kann ein sehr verschiedenes seyn; sehr geeignet fand ich auf 45 Theile Zuker 55 Theile Wasser zu nehmen, wobei man eine Auflösung von 1199 bis 1200 spec. Gewicht erhält. Ich wende zur Auflösung des Zukers vorzugsweise Kalkwasser oder Quellwasser ohne Beimischung irgend einer Substanz an, da ich gefunden habe, daß bei dem kalten Processe keine solchen Zusäze erforderlich sind. Das neue Verfahren eignet sich gleich gut, man mag mit Sak-, Holzkohlen- oder anderen Filtern arbeiten. Der zweite Theil meiner Erfindung betrifft die Eindikung der geklärten Zukerflüssigkeit mittelst eines Apparates, den ich einen Evaporator nenne. Derselbe besteht aus einem kupfernen Rohre von ungefähr 12 Zoll Durchmesser und 26 Fuß Länge, in welchem 9 kupferne Dampfröhren, jede zu 24 Fuß Länge und 1 1/4 Zoll Durchmesser enthalten, und in dem unteren Theile des Rohres in beinahe gleichen Entfernungen von einander angebracht sind: so zwar, daß der Scheitel der oberen Röhrenreihe einen halben Zoll unter eine durch den Mittelpunkt des großen Rohres gezogene Linie fällt. Diese Dampfröhren sind folgendermaßen befestigt. Es befindet sich nämlich an den beiden Enden einer jeden derselben eine mit einer Verschulterung und einer Schraube versehene Biegung, und diese gebogenen Enden werden, nachdem sie in die Löcher eingesezt worden, die zu deren Aufnahme in den Wänden des großen Rohres angebracht sind, von Außen bis zu den Verschulterungen mit Schraubenmuttern angezogen, so daß das Metall des großen Rohres demnach zwischen den Verschulterungen und den Schraubenmuttern, die luftdicht schließen müssen, fixirt ist. Vier in gleichen Entfernungen von einander angebrachte Stüzenreihen dienen, abgesehen von den eben angegebenen Endbefestigungen, dazu, die Röhren sowohl von einander, als auch von dem Boden des großen Rohres getrennt zu erhalten. Wenn nun dieser Evaporator auf die weiter unten anzugebende Weise in einer Vacuumpfanne am geeigneten Orte fixirt worden, so verbindet man mit jeder der einzelnen Dampfröhren eine von einem Dampfkessel herführende Röhre, und zwar an jenem Ende des Evaporators, an dem man die eingedikte Flüssigkeit ausfließen lassen will. Diese Verbindung geschieht nach meinem Dafürhalten am besten mittelst kupferner Röhrenarme, die an jede der Dampfröhren führen und durch geeignete Verbindungsgefüge damit in Zusammenhang gebracht sind. Aehnliche Verbindungen sind auch zwischen den Dampfröhren selbst herzustellen, und eine andere Röhre endlich soll an der dem Dampfeintritte gegenüber liegenden Seite den in den Dampfröhren zu Wasser verdichteten Dampf ableiten. Beide Enden des Evaporators sind mit luftdicht schließenden Dekeln versehen, und diese lezteren sind mit Schrauben und Muttern oder auf sonstige geeignete Weise in der Art an den Randkränzen, welche sich an den Enden des Evaporators befinden, befestigt, daß sie mit Leichtigkeit davon abgenommen werden können. Dieser Evaporator muß nun an dem oberen Theile einer gewöhnlichen Vacuumpfanne angebracht werden, und zwar in beinahe horizontaler, etwas gegen die Pfanne geneigter Stellung; zu seiner Verbindung mit dieser dient eine an den oberen Theil der Pfanne führende Röhre, und eine Auslaßöffnung, welche sich seitlich an dem einen Ende des Evaporators befindet. Die zur Vermittelung der Verbindung zwischen der Pfanne und dem Evaporator bestimmte Mündung muß sich in der Seite des Evaporators auf einer solchen Höhe befinden, daß die Dampfröhren, während der Evaporator arbeitet, beständig mit Flüssigkeit bedekt bleiben; auch soll die in die Pfanne führende Oeffnung keinen kleineren Flächenraum haben, als der in dem Evaporator über der Flüssigkeit befindliche Raum. Wenn die Dampfröhren des Evaporators und der Dampfraum der Vacuumpfanne von einem Dampfkessel her auf dieselbe Weise, auf die man derlei Pfannen gewöhnlich mit Dampf zu heizen pflegt, mit Dampf versehen worden, und wenn in der Pfanne und mithin auch in dem damit in Verbindung stehenden Evaporator auf die übliche Weise ein luftverdünnter Raum oder ein Vacuum hergestellt worden, so läßt man die geklärte Zukerflüssigkeit in ununterbrochenem Strome durch den Evaporator gehen. Sie wird hiebei während ihres Laufes über die beißen Oberflächen, die sich zwischen ihrer Eintrittsstelle an dem einen und ihrer Austrittsstelle an dem anderen Ende des Evaporators befinden, concentrirt und eingedikt. Diese Eindikung erreicht jedoch nicht den Krystallisationspunkt, sondern nur einen Grad, den der Pfannenknecht beliebig bestimmen kann, indem er die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit durch den Evaporator läuft, reguliren kann, und somit den ganzen Proceß vollkommen in seiner Gewalt hat. Um zu erfahren, welchen Grad der Eindikung die Flüssigkeit erlangt hat, nimmt der Pfannenknecht von Zeit zu Zeit und mit dem gewöhnlichen Probirstabe eine Probe von der in die Pfanne übergehenden Flüssigkeit. Da sich der von dem Evaporator in die Pfanne führende Canal auf einer solchen Höhe befindet, daß die Flüssigkeit beständig über dem Niveau der Dampfröhren erhalten wird, so ist, damit nach gänzlicher Beendigung des Processes der Evaporator vollkommen entleert werden kann, zwischen der Pfanne und dem unteren Theile des Evaporators auch noch für eine andere Verbindung gesorgt. Die hiezu dienende Verbindungsröhre, welche von dem Evaporator aus herabsteigt, hat 1 1/4 Zoll im Durchmesser und ist an einen seitlich in der Pfanne angebrachten Hahn, durch den ein horizontaler Canal führt, gefügt. An der Eke des Kniees, durch welches die Herabsteigende Röhre mit dem Hahne verbunden ist, befindet sich eine Oeffnung, die mit einem Zapfen oder Pfropft verschlossen wird. Dieser Zapfen läßt sich ausziehen, wenn dieß allenfalls wegen einer zufälligen Verstopfung der Röhre oder des Hahnes zum Behufe einer Reinigung nöthig werden sollte. Der eben erwähnte Hahn gewährt auch ein Mittel, mit dessen Hülfe sich der Grad der Eindikung der in dem Evaporator enthaltenen Flüssigkeit weit besser und leichter untersuchen läßt, als mit den gewöhnlichen Probirstäben, wie sich aus Folgendem sogleich näher ergeben wird. Wenn ein Hahn, durch den eine Flüssigkeit strömt, plözlich abgesperrt wird, so wird in dem in dem Schlüssel des Hahnes befindlichen Canale etwas Flüssigkeit eingeschlossen bleiben. Diese Flüssigkeit würde aber ausfließen, wenn in dem Rohre des Hahnes an dessen Seite und unter rechten Winkeln mit dem für die Flüssigkeit bestimmten Canale ein Loch angebracht wäre. Der Hahn nun, der sich an der Röhre befindet, welche die Communication zwischen der unteren Seite des Evaporators und der Pfanne vermittelt, hat an der Seite seines Rohres ein solches Loch. Es wird daher, wenn man den Hahn dreht, während der Evaporator in Thätigkeit ist, eine kleine Quantität Flüssigkeit, die zur Probe dienen kann, ausfließen. Das Einzige, worauf man bei der Verfertigung von derlei Hähnen zu sehen hat, ist, daß die Mündungen von solcher Weite sind, daß der von dem Evaporator in die Pfanne führende Canal geschlossen ist, bevor die in dem Schlüssel befindliche Oeffnung dem in der Seite des Rohres des Hahnes angebrachten Loche gegenüber zu stehen kommt. Die beiden Hähne an den Röhren, die dem Evaporator die Zukerflüssigkeit zuführen, sind mit Zeigern versehen, welche die Weite ihrer Eröffnung andeuten, so daß der mit der Leitung des Apparates Beauftragte in jedem Augenblike mit Sicherheit und Leichtigkeit in Erfahrung bringen kann, wieviel von der Flüssigkeit in den Evaporator übergeht. Diese Hähne befinden sich in der Nähe des Probirstabes der Vacuumpfanne und des Probirhahnes des Evaporators, damit alle diese Theile mit Bequemlichkeit gehandhabt werden können. Bemerken muß ich hiebei, daß ich mich, obwohl ich in obiger Beschreibung die Dimensionen der einzelnen Theile genau angegeben habe, doch keineswegs an diese Angaben halte, so wie ich mich andererseits auch an keine bestimmten Formen der Theile binde, indem offenbar der von mir vorgeschlagene Proceß beibehalten werden kann, selbst wenn man an den einzelnen Theilen des Apparates höchst mannichfache Modificationen anbringt. Das Princip der neuen Methode und das, worin eigentlich ihr Werth beruht, liegt nämlich darin, daß die einzudikende Flüssigkeit von der Stelle an, an der sie an dem einen Ende oder an dem einen Theile in den Apparat eintritt, bis zu der Stelle, an der sie wieder aus ihm austritt, ununterbrochen über die erwärmten Oberflächen des Evaporators fließt, und auf diesem Wege den erforderlichen Grad der Eindikung erlangt. Der Vortheil, der aus der Anwendung eines nach diesem Systeme arbeitenden Abdampfgefäßes erwächst, beruht darin, daß die abzudampfende Flüssigkeit den erforderlichen Grad der Concentration erreicht, ohne länger, als es durchaus nöthig ist, der Einwirkung der Wärme ausgesezt zu seyn, und daß somit die schädlichen Veränderungen, die der Zuker bei den gewöhnlichen Eindikungsmethoden erleidet, großen Theils verhütet werden. Der Evaporator, dessen Dimensionen ich oben angegeben habe, eignet sich für eine Vacuumpfanne mit einer Dampfheizungsoberfläche von ungefähr 62 Quadratfuß. Ich fand diese Größenverhältnisse für sehr geeignet; eine kleine Abweichung von denselben ist jedoch allerdings thunlich, ohne daß ein wesentlicher Nachtheil für die Operation daraus erwächst. Die weitere Führung der Krystallisation in der Pfanne bleibt dieselbe wie bei dem bisherigen Verfahren, mit dem Unterschiede jedoch, daß, wenn man die Vortheile, die daraus erwachsen, daß der Zuker die möglichst kürzeste Zeit über der Einwirkung der Wärme ausgesezt bleibt, auch wirklich ernten will, jener Proceß in der Pfanne, den man das Körnen (getting the grain) zu nennen pflegt, mit einer so geringen Masse Flüssigkeit vollbracht werben muß, als sich mit der Vollkommenheit der Krystallisation verträgt. So wie die Krystalle die gehörige Größe erlangt haben, wird der Zufluß von Flüssigkeit in den Evaporator und der Zufluß von Dampf zu den Dampfröhren unterbrochen, der Zuker aus der Vacuumpfanne abgelassen, und die Operation mit einer frischen Quantität Flüssigkeit von Neuem begonnen. Bemerken muß ich hiebei, daß man anstatt eine Vacuumpfanne mit dem geschlossenen Vacuumevaporator in Verbindung zu bringen, den Evaporator auch oben offen lassen und über freies Feuer sezen kann, wie dieß z.B. an jenen Pfannen der Fall zu seyn pflegt, in denen der Zuker nach dem sogenannten alten Verfahren oder mit hohem Druke versotten wird. Man kann sich zur Heizung eines solchen offenen Evaporators ohne Vacuum auch des Dampfes bedienen. Die geklärte Zukerflüssigkeit gelangt, nachdem sie in dem offenen Apparate eingedikt worden, in ein Kühlgefäß, in welchem die Krystallisation auf dieselbe Weise von Statten geht, wie bei der Raffinirung des Zukers nach dem alten Verfahren: mit dem Unterschiede jedoch, daß dieses Kühlgefäß eine solche Einrichtung hat, daß man Wärme auf dasselbe einwirken lassen kann, um den Gang der Abkühlung der eingedikten Flüssigkeit so reguliren zu können, daß man einer vollkommenen und gehörigen Krystallisation sicher ist. Der dritte Theil meiner Erfindung betrifft einen Apparat, welcher zur Erwärmung des aus der Vacuumpfanne ausgetretenen Zukers bestimmt ist. Dieser Apparat besteht aus einem offenen kupfernen Gefäße von ungefähr 36 Fuß Länge, 1 Fuß Weite und 1 Fuß Tiefe, dessen Boden mittelst eines Dampfgehäuses oder eines doppelten Bodens mit Dampf geheizt werden kann. Außerdem sind in seinem Inneren, um der Heizoberfläche eine größere Ausdehnung zu geben, auch noch drei Röhren von je 2 Zoll im Durchmesser, welche auf die oben bei dem Evaporator beschriebene Weise beinahe der ganzen Länge nach durch den Apparat laufen, angebracht. An jenem Ende dieses Gefäßes, an dem der Zuker abgelassen wird, wenn man ihn in die Formen zu bringen gedenkt, befinden sich zwei Ventile: das eine derselben, das erste, an einer Oeffnung, wodurch ein Canal für den Zuker hergestellt ist, der sich durch die ganze Tiefe des Zukers, nämlich von dem Boden des Heizapparates bis zur Oberfläche des Zukers erstrekt, damit der mehr aufgelöste oder flüssigere Zuker, der an die Oberfläche emporsteigt, mit dem am Boden befindlichen körnigen Zuker abfließen kann. Dieses erste Ventil dient dazu, die Dampfröhren beständig mit Zuker bedekt zu erhalten, und wird so adjustirt, geöffnet und fixirt, daß der Zuker nicht rascher durch dasselbe strömen kann, als bis er durch die Heizoberfläche auf die gewünschte Temperatur gebracht worden. Das zweite der an dem Ende des Heizapparates angebrachten Ventile ist ein auf und nieder schiebbares Schleußenventil, welches man öffnet, während ein Beken, worin der Zuker in die Formen gebracht wird, gefüllt wird, welches sich dagegen schließt, wenn das Beken gefüllt ist. Der zwischen den beiden Ventilen befindliche Raum muß von der Art seyn, daß sein Inhalt ungefähr dem Inhalte eines Bekens gleichkommt. Der auf solche Weise eingerichtete Heizapparat wird beinahe horizontal aufgestellt: jedoch so, daß er an dem einen Ende höher oder tiefer gestellt werden kann. Feiner oder starker Zuker erfordert nämlich eine stärkere Neigung des Apparates als schwacher, um ihn gegen die erwärmte Oberfläche des Heizapparates hin fließen zu machen. Wenn nun das Dampfgehäuse und die Röhren mit Dampf erfüllt sind, so läßt man den Zuker, wie er von der Pfanne kommt, in den Apparat laufen, und über die erwähnten Oberflächen hinfließen, wobei man den Fluß auf die oben angegebene Weise in der Art regulirt, daß die Dampfröhren beständig von dem Zuker bedekt sind, und daß dieser innerhalb der Zeit, welche er braucht, um den Apparat zu durchlaufen, die gewünschte Temperatur erlangt. Diese Temperatur hat der mit der Leitung der Arbeit Betraute zu ermessen: gleichwie dieß auch bei dem Verfahren, nach welchem der aus der Vacuumpfanne kommende Zuker gewöhnlich erhizt zu werden pflegt, geschieht. Zur Ermittelung der Temperatur dient ein gewöhnlicher Thermometer, den man da, wo der Zukerstrom aus dem Heizapparate austritt, in denselben einsenkt. Ich muß übrigens bemerken, daß der Bau dieses Apparates gleich jenem des Evaporators mannichfache Modificationen zuläßt, vorausgesezt, daß die Einrichtung eine solche ist, daß der Zuker auf seinem Laufe von der Eintrittsstelle an dem einen Ende des Apparates bis zur Austrittsstelle an dem anderen Ende die gewünschte Temperatur mitgetheilt erhält. Der hier beschriebene Apparat gewährt denselben Vortheil, den die Anwendung des Evaporators nach sich zieht: denn anstatt daß der Zuker, wie es mit den älteren Apparaten der Fall ist, Stunden lang erhizt und in Bewegung erhalten wird, ist derselbe bei dem neuen verbesserten Verfahren nur einige Minuten lang den schädlichen Einwirkungen einer erwärmten Oberfläche ausgesezt. Endlich muß ich schließlich auch noch bemerken, daß die oben beschriebenen verbesserten Klärungs-, Eindikungs- und Erwärmungsmethoden sowohl auf die Raffinirung von Rohzuker und Syrupen, als auf die Erzeugung von doppelter Raffinade aus einfacher, und auf die Darstellung von Zukern von verschiedener Feinheit aus den Auflösungen jener unreinen Zuker, die unter dem Namen westindische Melassen vorkommen, ihre Anwendung finden; und daß der Evaporator mit Vortheil auch zur Eindikung des Zukerrohrsaftes in den Colonien und zur Eindikung des Runkelrübensyrups verwendet werden kann.