Titel: | Ueber die Analyse des Zuckers und zuckerhaltiger Substanzen mittelst der optischen Eigenschaften ihrer Auflösungen und Verfahren zum Berechnen des Zuckererträgnisses beim Raffiniren; von H. T. Clerget. |
Fundstelle: | Band 104, Jahrgang 1847, Nr. LXXIX., S. 344 |
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LXXIX.
Ueber die Analyse des Zuckers und zuckerhaltiger
Substanzen mittelst der optischen Eigenschaften ihrer Auflösungen und Verfahren zum
Berechnen des Zuckererträgnisses beim Raffiniren; von H. T. Clerget.
Aus dem Bulletin de la Société
d'Encouragement, Oct. 1846, S. 549.
Mit Abbildungen auf Tab.
V.
Clerget, über die Analyse zuckerhaltiger Substanzen mittelst der
optischen Eigenschaften.
Die Société d'Encouragement machte schon
vor langer Zeit auf den Nutzen aufmerksam, welchen ein praktisches Verfahren,
mittelst dessen man die in den verschiedenen zuckerführenden Körpern enthaltene
Quantität wirklichen Zuckers leicht und genau bestimmen könnte, der Zuckerindustrie
gewähren würde.
Dieser Aufforderung entsprechend, theilte ich der Gesellschaft in ihrer Sitzung am
19. März 1846 in kurzem Ueberblick ein solches Verfahren mit, welches sich auf die
optischen Eigenschaften der Zuckerlösungen gründet (polytechn. Journal Bd. CII S. 311); da heute Hr. Soleil, der Erfinder des
vortrefflichen Polarisationsinstruments, welches die Anwendung dieser Eigenschaften
erleichtert, eine ausführliche Beschreibung seines Apparats vorlegt,Sie wurde bereits im vorhergehenden Heft des polytechn. Journals S. 276
mitgetheilt. will ich die Details dieses Verfahrens entwickeln.
Obgleich in theoretischer Hinsicht die Polarisation des Lichts einen der
abstractesten Theile der Optik bildet, ist die Anwendung derselben in diesem
concreten Fall vom rein praktischen Gesichtspunkt aus doch höchst einfach.
Um was handelt es sich eigentlich dabei? Um die Compensation des auf die Färbungen
eines polarisirten Strahls durch das Dazwischensetzen einer Zucker enthaltenden
Flüssigkeitssäule ausgeübten Einflusses, mittelst der zweien Quarzprismen ertheilten
Bewegung.
Das bei o, Fig. 1 in den Körper des
InstrumentsFig. 8
bis Fig.
15 auf Tab. IV. einfallende Licht erzeugt bei seinem Durchgang durch die Prismen und die
Quarzkrystalle ein doppeltes Bild der Oeffnung durch welche es eindringt.
Dieses Bild, Fig.
2, besteht aus zwei Scheiben, deren jede durch eine Mittellinie abgetheilt
ist, und im Normalzustand des Instruments findet man daß die beiden Hälften jeder
Scheibe gleich gefärbt sind. Bringt man aber in V, Fig. 1, eine
Röhre an, welche eine zuckerhaltige Flüssigkeit enthält, so wird die
Uebereinstimmung aufgehoben; jede Hälfte derselben Scheibe, Fig. 3, nimmt andere Töne
an. Nun braucht man, um sowohl die Stärke als die Richtung der Wirkung der in der
Lösung reagirenden Substanz, d.h. des Zuckers zu ermitteln, nur den Knopf b, Fig. 1, so lange
umzudrehen, bis die Quarzkrystalle, welche er voreinander vorübergleiten macht,
durch die Veränderungen, welche in Folge ihrer Gestalt (Fig. 4), die Summe ihrer
Dicken beim Durchgang des Strahls erleidet, die Gleichheit der Farben wieder
herstellen und die Resultate werben durch die Anzahl der Grade ausgedrückt, welche
ein Nonius rechts oder links von Null der Scala des Instruments angibt (Fig. 5).
Nach Angabe dieser einfachen Behandlung des Instruments will ich sogleich in das
Verfahren der Analyse selbst eingehen, wobei ich zuvörderst annehme, daß die
Quantität krystallisirbaren Zuckers in einer Substanz zu ermitteln sey, von der man
im Voraus weiß, daß nur diese Zuckerart darin enthalten ist, was vorzüglich bei der
Analyse des Zuckerrohrs der Fall seyn wird, wenn es sich bestätigt, wie Peligot's Beobachtungen ergaben, daß
das Zuckerrohr nur eigentlichen krystallisirbaren Zucker enthält, dessen
Zusammensetzung genau bestimmt ist =
C²⁴H²²O¹¹.
Man hat in diesem Fall wie folgt zu verfahren.
Man nimmt eine durchschnittliche Portion mit dem Messer zerschnittenen
Zuckerrohrscheiben von 200 Grammen Gewicht; diese Scheiben werden in einer kleinen
Presse Fig. 6
ausgepreßt, deren Kraft, dem Verhältniß der Preßfläche zur Hebelkraft entsprechend,
viel größer ist, als die der stärksten Walzenmühlen in den Plantagen; mit dem
erhaltenen Saft füllt man einen Kolben, Fig. 7, bis zu dem
Meßstrich am untern Theil seines Halses, bis wohin sein Rauminhalt 100
Kubikcentimeter beträgt; hierauf setzt man ungefähr 5 Kubikcentimeter
Hausenblasenlösung zu,Diese Lösung wird bereitet, indem man 5 bis 6 Gr. der im Handel unter dem
Ramen natürliche Hausenblase bekannten Substanz, die nichts anders ist als
der getrocknete innere Theil der Schwimmblase des Störs, drei Stunden lang
in etwa 25 Centiliter Wasser kalt maceriren läßt Die Maceration wird dadurch
befördert, daß man diese Haut in sehr kleine Stückchen zerschneidet, welche
man, wenn die zu ihrer Ansaugung erforderliche Zeit verstrichen ist, tüchtig
durchknetet. Der so erhaltene Teig wird durch ein Seidensieb oder Leintuch
mit gehörig weiten Oeffnungen getrieben und dann mit 1 Deciliter weißem
Wein, oder Wasser dem man Weingeist zusetzte, angerührt. Man erhält so eine
gallertartige, opalisirende Masse, die Man mit Wasser verdünnt, indem man
das Volum der ganzen Mischung auf 1 Liter bringt. So zubereitet läßt sich
die Flüssigkeit in einer verschlossenen Flasche je nach der Temperatur
wenigstens 15 bis 20 Tage lang aufbewahren ohne zu verderben. Wenn sie stark
sauer wird, darf man sich ihrer nicht mehr bedienen. mischt ohne zu schütteln, damit sich kein Schaum erzeuge, was man leicht
erreicht, wenn man sich darauf beschränkt, den mit einem Finger verschlossen
gehaltenen Kolben wiederholt langsam umzukehren; hierauf gießt man gewöhnlichen
Weingeist auf bis zum höher oben befindlichen Meßstrich, bis zu welchem von dem
ersten Strich aus der Raum ein Zehntheil des ganzen Inhalts, also 10 Kubikcentimeter
beträgt; alsdann wird stark geschüttelt. Durch den Weingeist gerinnt die läuternde
Substanz und in höchstens 2 Minuten ist der Saft vollkommen geklärt; derselbe ist
überdieß in einem bekannten Verhältniß, nämlich um ein Zehntheil seines Volums,
verdünnt. Nach dieser schnellen, ohne Erhöhung der Temperatur bewerkstelligten
Läuterung, gießt man die Flüssigkeit mittelst eines mit Filter versehenen Trichters,
Fig. 8, in
eine Beobachtungsröhre von 22 Centimeter Länge, und nachdem man diese Röhre mittelst
einer gläsernen Deckscheibe a und des Sperrrings c
Um eine vollkommene Adhäsion der Deckplatte zu bewirken, folglich alles
Auslaufen von Flüssigkeit zu verhindern, muß man den horizontalen Rand der
Glasröhre schwach mit Talg bestreichen. verschlossen hat, bringt man sie auf das Instrument, um die Anzahl der Grade
zu beobachten, welche zur Rechten der Null am Nonius die Ablenkung angibt, die das
polarisirte Licht auf seinem Weg durch die Flüssigkeit erleidet; wenn man diese Zahl
mit 16,471 multiplicirt und das Product mit 100 dividirt, erhält man das Gewicht des
im Liter der analysirten Flüssigkeit enthaltenen Zuckers in Grammen und
Centigrammen.Wir wollen nun erklären warum man mit 16,471 multiplicirt. Diese Zahl drückt
die Quantität reinen und trocknen wirklichen, d.h. Candiszuckers in Grammen
und Milligrammen aus, deren Auflösung, auf das Volum von 100 Kubikcentimeter
gebracht, in einer 20 Centimeter langen Röhre beobachtet, eine Ablenkung zur
Rechten von 100° bewirkt. Da nun die Wirkung der Zuckerlösungen auf
das polarisirte Licht immer proportional ist der Menge Zucker, welche sie
enthalten, oder der Dichtigkeit bei welcher das Licht durch sie fällt,
folglich der Quantität wirkender Molecüle welche der polarisirte Strahl auf
seinem Wege antrifft, so leuchtet ein, daß eben diese Zahl 16,471, als
Multiplikator der Anzahl der beobachteten Grade angewandt, ein Product geben
muß, welches die Quantität des in einem bestimmten Volum Flüssigkeit
enthaltenen Zuckers ausdrückt. Im vorliegenden Fall hat die
Beobachtungsröhre nicht die normale Länge von 20 Centimetern, sondern ist 22
Centimeter lang. Das Zehntheil mehr bei dieser letzteren Zahl hat die
Bestimmung, die Verdünnung um ebenfalls ein Zehntheil, welche der Zusatz von
Fischleim und Weingeist verursachte, auszugleichen.
Uebrigens ist man durch die Ziffern in den beiden letzten (mit A und B bezeichneten) Columnen in der dieser
Abhandlung beigegebenen Tabelle, aller Berechnung enthoben. Von den verschiedenen
Gradzahlen welche das Instrument bei dieser Analyse angibt und die man in der
Columne A suchen muß, sind die Producte der
Multiplication in der Columne B angegeben. (Man
vergleiche die Bemerkungen zur Tabelle.)
Wenn man nun mittelst eines sehr kleinen aber mit großen Abtheilungen versehenen
Aräometers (Fig.
9), welcher Zehntelsgrade angibt, die Dichtigkeit der Flüssigkeit mißt, so
kann man aus dieser Dichtigkeit, dem Zuckergehalt des Safts und dem Gewicht des
ausgepreßten Rückstands, berechnen wie viel Procente vom Gewicht des Zuckerrohrs der
im ausgepreßten Saft enthaltene Zucker beträgt.
Ungefähr 15 bis 20 Minuten reichen zu dem ganzen Versuch hin. Hier folgt ein Beispiel
der Resultate einer solchen Analyse. Ein 200 Gramme schweres Stück auf den Antillen
gebauten Tahitischen Zuckerrohrs wurde in der Versuchspresse ausgepreßt und
hinterließ einen 48 Gramme wiegenden erschöpften Rückstand; es gab sonach 152 Gramme
Saft, dessen specifische Schwere mittelst des Dichtigkeitsmessers = 108,5 bestimmt
wurdeDer Dichtigkeitsmesser ist für die Temperatur von 15° C. eingerichtet,
welche in der Regel der zu prüfenden Flüssigkeit dadurch leicht zu geben
ist, daß man das sie enthaltende Probirglas in Quell- oder
Brunnenwasser taucht., und dieser Saft verursachte, im Saccharimeter beobachtet, eine Ablenkung
zur Rechten von der Null des Nonius um 124°; multiplicirt man nun diese
Anzahl der Grade mit 16,471 und dividirt das Product mit 100, so findet man die Menge des
Zuckers im Liter Saft = 204 Grammen 24 Centigr., und diesen Gehalt findet man auch
in der erwähnten Tabelle gegenüber der Gradzahl 124°. Andererseits geht aus
der Proportion 1085 (Gewicht des Liters): 204,24 (Gewicht des Zuckers) = 1 : x, welche als Werth von x
0,1882 ergibt, hervor, daß dieser Saft 1882 Gewichtsprocente Zucker enthielt. Wenn
man endlich 0,1882 mit 152 Grammen, dem Gewicht des Safts multiplicirt, so erhält
man die Gesammtmenge des Zuckers, welcher in dem Saft enthalten war, der durch
bloßes Auspressen von 200 Grammen Zuckerrohr erhalten wurde, nämlich 28,60 Gramme,
also 14,30 Gewichtsprocente des Zuckerrohrs.
Von der Analyse des Zuckerrohrs gehe ich zu derjenigen der Runkelrübe über. Das
Fleisch der Wurzel wird zerrieben; man wägt 300 Gramme davon in einer Schale ab und
gewinnt den Saft daraus durch einfaches Auspressen desselben in starker aber feiner
Leinwand mit den Händen, was anfangs nur allmählich, später mit der größtmöglichen
Kraft verrichtet wird. Die Dichtigkeit dieses Saftes wird mit dem schon
beschriebenen Aräometer sogleich ermittelt, dann die Flüssigkeit in den Kolben, Fig. 7, wie
beim Rohrzuckersaft, bis an den untern Meßstrich hinauf gegossen. Diese vollkommen
undurchsichtige Flüssigkeit färbt sich in Berührung mit der Luft mehr oder weniger
braun, wird aber durch eine Auflösung von basisch-essigsaurem Blei von
ungefähr 35° Baumé, wovon man bis zum zweiten Meßstrich zugießt, in
wenigen Augenblicken vollkommen geläutert und entfärbt. In diesem Zustand wird sie,
wie der Zuckerrohrsaft, in Untersuchung genommen; allein der Zuckergehalt ist hiemit
noch nicht mit aller Genauigkeit ermittelt, weil die Runkelrübe bisweilen kleine
Mengen von Substanzen enthält, welche wie der krystallisirbare Zucker eine
ablenkende Kraft auf die Polarisationsebene ausüben. Um nun von der Ziffer der
totalen Ablenkung diejenige der lediglich dem Zucker angehörenden auszuscheiden,
benutzt man ein Hülfsmittel, welches darin besteht, eben diesen Zucker sämmtlich
mittelst einer Säure in unkrystallisirbaren Zucker zu verwandeln, welcher auf das
polarisirte Licht in (dem krystallisirten Zucker) entgegengesetztem Sinne einwirkt.
Die AnwendungAnwenwendung dieses Mittels erfordert aber eine Correction: denn die Temperatur hat auf
die optischen Eigenschaften der Zuckerlösungen welche zur Linken ablenken, einen
bedeutenden Einfluß, worauf zuerst Hr. Mitscherlich aufmerksam machte; ich habe seitdem auch dessen Gesetze
ermittelt. Ohne auf die vielfältigen Versuche einzugehen, die ich zu diesem Behufe
anstellen mußte, beschränke ich mich darauf, zu bemerken, daß sie mir die feste
Ueberzeugung verschafften, daß die Intensität des Vermögens der Zuckerarten die
Polarisationsebene nach links abzulenken, gleichviel ob dieselben durch Behandlung
des krystallisirbaren Zuckers mit Säuren entstanden oder ursprünglich in den
Pflanzen enthalten sind, von dem Gehalt der Lösungen und der Temperatur abhängt, bei
welcher die Beobachtung angestellt wird; dadurch war ich in den Stand gesetzt, eine
Correctionstabelle zu verfertigen, welche bei der Analyse aller zuckerhaltigen
Substanzen anwendbar ist, die nach der Umkehrung mittelst Säuren beobachtet werden
müssen. Diese Tabelle, welche ich bei Gelegenheit der speciellen Anwendung ihrer
zwei letzten Columnen bei der Analyse des Zuckerrohrs schon erwähnte, ist bloß für
die Temperaturen zwischen + 10° und 35° der (100 theiligen)
Thermometerscala construirt, denn andere kommen bei solchen Versuchen doch nicht
wohl vor.
Damit man die Aufzeichnungen leicht und genau machen kann, construirte ich eine
besondere Beobachtungsröhre für die säuerlichen Flüssigkeiten; diese Röhre, Fig. 10, ist
in der Mitte ihrer Länge mit einer verticalen Tubulatur versehen, in welcher ein
Thermometer so steckt, daß man durch eine reibende Bewegung seine Kugel nach
Belieben bis in die Mitte der Röhre hinuntersenken, oder über den durchgehenden
Strahl Heraufziehen kann, damit das Licht hindurchkann. In Fig. 10* ist dieses
Thermometer besonders abgebildet.
Die Säuerung geschieht auf folgende Weise:
Die Flüssigkeit wird in einen besondern Kolben gegossen, welcher wie der in Fig. 7 zwei
Meßstriche hat, die aber, statt den Rauminhalt von 100 und 110 Kubikcentimeter
anzugeben, nur den von 50 und 55 Kubikcentimeter anzeigen.Diese Capacitäten sind nicht streng erforderlich; man braucht sich denselben
nur zu nähern, indem man die beiden Meßstriche immer so anbringt, daß der
sie auf dem Hals der Flasche trennende Zwischenraum gerade das Zehntheil des
ganzen Inhalts ausmacht. Man läßt diese Flüssigkeit bis zum ersten Strich heraufgehen und gießt
sodann reine, concentrirte Salzsäure bis zum zweiten Strich, also im Verhältniß von
1/10 des ganzen Volums auf, rührt um und bringt den Kolben, nachdem man ein
Thermometer hineingesteckt, in ein Wasserbad, Fig. 11; man erhitzt
dasselbe mittelst einer Weingeistlampe bis auf + 68° C., wobei man den Docht
so vorrichtet, daß die Erhitzung ungefähr eine Viertelstunde lang dauern kann und
seht hierauf den Kolben sogleich in ein zweites, mit kaltem Wasser gefülltes Gefäß,
Fig. 12,
um die Flüssigkeit wieder auf die Temperatur der Luft zurückzuführen. Man hat nun mit dem
Instrument eine neue Aufzeichnung zu machen, zu welchem Behufe man in die
Thermometerröhre die gesäuerte Flüssigkeit mittelst eines Trichters filtrirt, dessen
Hals man in die verticale Tubulatur steckt. Dieses Filtriren hat zum Zweck,
dreifach-basisches Chlorblei zurückzuhalten, welches der Ueberschuß des zur
Läuterung angewandten basisch-essigsauren Bleis mit der Salzsäure bildete.
Nach dem Filtriren ist die Flüssigkeit vollkommen hell und farblos; sie gestattet
die Grade, welche sie jetzt zur Linken der Null des Nonius anzeigt, ganz leicht zu
beobachten; die Anzahl dieser Grade, welche man um ein Zehntheil vergrößert, um die
von dem Zusatz der Säure herrührende Verdünnung zu compensiren, wird dann zur Anzahl
der Grade zur Rechten, welche man vor der Ansäuerung ermittelte, addirt; man sucht
nun auf der Tabelle in der Columne der Temperatur, bei welcher die Beobachtung
angestellt wurde, die der Summe der beiden Zahlen sich am meisten nähernde Ziffer
und findet dann am Ende der horizontalen Linie, in der letzten Columne der Tabelle,
den Volumgehalt, d.h. die Anzahl der in einem Liter enthaltenen Grammen Zuckers.
Endlich wird, wenn man es für nothwendig erachtet, das rückständige Rübenfleisch in
ein Tuch eingeschlagen, unter die Presse gebracht und wie beim Zuckerrohr angegeben,
erschöpft, wobei jedoch der Druck nur allmählich ausgeübt werden darf, damit die
Zellen der Runkelrübe ihre Elasticität nicht ausüben können, welche sonst den
Recipient, trotz des starken Widerstandes des Metalls, woraus er besteht, zerreißen
könnte. Der Preßkuchen wird endlich herausgenommen und gewogen, und aus dem
Verhältniß seines Gewichts zu dem ursprünglichen Gewicht der Substanz, sowie zum
Zuckergehalt und zur bekannten specifischen Schwere seines Saftes erfährt man, wie
beim Zuckerrohr, wie viel Procente vom Gewichte der Rübe das Gewicht des Zuckers
beträgt.
Von der Analyse der Runkelrübe komme ich auf die Prüfung des Rohzuckers und der
Melasse.
Hinsichtlich dieser Körper besteht das Verfahren darin, die Wirkung von Auflösungen
derselben, deren Volumgehalt man kennt, auf das polarisirte Licht, mit der Wirkung
einer Auflösung von demselben Gehalt an absolutem Zucker, dessen Typus vollkommen
trockner und reiner Kandiszucker ist, zu vergleichen.
Nun ist der hiefür angenommene Normalgehalt der bei Gelegenheit der Analyse des
Zuckerrohrs angeführte, von 16,471 Grammen in einem Deciliter Lösung; dieser würde,
wenn man mit reinem Zucker zu thun hätte, eine Ablenkung von 100° bewirken:
daraus folgt, daß die
Anzahl der Grade, welche irgend eine Zuckerstoff-Auflösung von demselben
Gehalt ergibt, die in ihr enthaltene Menge wirklichen Zuckers in Procenten
ausdrücken wird.
Es ist nun noch zu erklären, wie solche Auflösungen von Rohzucker oder Melasse für
die Analyse bereitet und nöthigenfalls geläutert oder entfärbt werden müssen, damit
sie sich zur Beobachtung eignen.
Man präparirt von denselben ungefähr 200 bis 300 Kubikcentimeter. Hiezu benutzt man
hinlänglich große Kolben, die, ohne gerade mit Abtheilungen von je 100
Kubikcentimetern versehen zu seyn (wenn man keine solche haben kann), doch noch gute
Dienste leisten, wenn nur ihr Rauminhalt Multipeln der Zahl 5 ausdrückt. Ist diese
einzige Bedingung erfüllt, so reicht eine Reihe von sieben besondern Gewichten,
welche in Fig.
13 angegeben sind, hin, um die Wägungen schnell vornehmen und die Lösungen
genau darstellen zu können. Die je nach dem Rauminhalt des Kolbens erforderliche
Menge Zucker oder Melasse wird in dieses Gefäß gebracht und dann in so viel Wasser
aufgelöst, als bis zum Meßstrich herauf geht, wenn die Flüssigkeit nicht geläutert
zu werden braucht; die Menge des Wassers muß aber etwa um 20 Kubikcentimeter unter
diesem Strich bleiben, wenn die Auflösung trübe und schleimig ist. In letzterm Fall
läutert man sie entweder mittelst Hausenblase und Weingeist, wie in obigem Beispiel
beim Rohrzucker, oder mit basisch-essigsaurem Blei, ohne daß die Gesammtmenge
dieser Substanzen genau gemessen zu werden braucht. Man schüttet in dem einen Falle
das Bleisalz, und im andern Falle zu etwa gleichen Theilen, zuerst die Hausenblase,
welche mit der Lösung vermischt wird, und dann den Weingeist hinein bis zum
Meßstrich hinauf, schüttelt um und gießt das Ganze auf ein Filter.
Wenn man nach dem Filtriren findet, daß die Farbe der Flüssigkeit gestattet die
Ablenkungen der Polarisationsebene zu erkennen, so nimmt man sie sogleich in
Untersuchung; sollte hingegen die geläuterte oder nicht geläuterte Flüssigkeit zu
stark gefärbt seyn, so entfärbt man sie mittelst Thierkohle.
Man bedient sich hiezu einer der Glasröhren, Fig. 14, die man in Fig. 14* im
Querdurchschnitt auf der Linie AB sieht. Sie sind
unten mit einer doppelten messingenen Zwinge, Fig. 15, versehen, die
einen Wollenfilz oder ein Baumwollfutter enthält. Auf diese Röhren passen Trichter
von Weißblech, Fig.
16, die mit einer Klappe oder einem Stöpsel versehen sind, welche mit
einem daran befestigten Eisendraht aufgezogen werden können; wenn der Stöpsel an
seiner Stelle ist, wirft man in den Trichter eine Quantität feinkörniger Thierkohle,
dem Volum nach ein
Viertheil der zu entfärbenden Flüssigkeit. Diese Menge ist sehr leicht abzumessen
mittelst eines der graduirten Gläser V, Fig. 14. Die Kohle wird
mit einem Theil der Flüssigkeit befeuchtet, umgerührt und durch Aufziehen des
Stöpsels in die Röhre gebracht; sie wird durch Schütteln fest zusammengehäuft und
die übrige Flüssigkeit darauf gegossen, damit sie durchfiltrirt. Würde man ohne
Unterschied das ganze Filtrat, aufsammeln, so ergäbe dasselbe einen trüglichen
Gehalt: denn die Kohle absorbirt anfangs Zucker; wenn man aber den ersten Theil des
Filtrats, etwa ein der Kohle gleiches Volum beseitigt, so hat das später
durchlaufende den ursprünglichen Gehalt. Bei vielen Zuckern ist die Entfärbung auf
das erstemal schon hinlänglich; wenn aber die Färbung noch zu stark ist, was beim
ordinären Zucker und der Melasse oft vorkommt, so muß man die Flüssigkeit wiederholt
durch dieselbe Kohle laufen lassen, wodurch man dann bald die erforderliche
Entfärbung erzielt.
Die entfärbte Flüssigkeit beobachtet man zuerst direct in einer 20 Centimeter langen
Röhre, dann aber in angesäuertem Zustande mit Beobachtung der für den
Runkelrübensaft gegebenen Vorschrift. Zuletzt beobachtet man sie abermals in der 22
Centimeter langen, mit Thermometer versehenen Röhre, um die Intensität der Umkehrung
des Ablenkungsvermögens zu ermitteln. Die Ziffern der beiden Aufzeichnungen, der
directen und indirecten, werden addirt und das Product dient, mittelst der Tabelle,
wie in dem Beispiel mit dem Runkelrübensaft, zur Ermittelung des Gehalts, und zwar
hier nicht nach dem Volum, sondern nach Gewichtsprocenten der Substanz.
Wenn jedoch die Aufzeichnungen vor und nach der Ansäuerung nicht entgegengesetzten
Zeichens sind, was der Fall seyn kann wenn der krystallisirbare Zucker mit sehr viel
unkrystallisirbarem vermengt ist, nimmt man nicht die Summe der beiden
Aufzeichnungen, sondern nothwendig ihre Differenz.
Beispiele:
1) Gesetzt
eine Flüssigkeit gebe vor der Ansäuerungeine directe Aufzeichnung
von
75 Graden
nach der
Umkehrung aber (bei einer Temperatur von+ 15° C.) eine indirecte
Aufzeichnung, d.h. zur Linken, von
20 „
––––––––
Summe
der Aufzeichnungen
95 Grade.
2) Eine
andere Flüssigkeit gebe vor der Umkehrungdie directe Aufzeichnung, d.h.
zur Rechten, von
80 Graden
Nach der
Umkehrung aber, bei einer Temperatur von+ 20° C. eine
Aufzeichnung immer gleichen Zeichens, d.h.zur Rechten, von
26 „
––––––––
Größe der die Umkehrung ausdrückenden
Differenz
54 Grade.
Die Zuckergehalte der beiden Lösungen findet man nun, wie folgt. Bei der ersten,
indem man sucht, welche Ziffer in der zur Temperatur von 15° gehörenden
Columne sich der Umkehrungssumme von 95° am meisten nähert; man wird die
Ziffer 95,6 finden, welche dem Gehalt von 70 Proc. entspricht, der auf derselben
Horizontallinie in der Columne der auf die Gewichte bezüglichen Gehalte verzeichnet
ist.
Für die zweite Auflösung wird die Zahl 54 durch die Zahl 53,6 in der für die
Temperatur von + 20° vorhandenen Columne repräsentirt und der gesuchte Gehalt
ist der von 40 Procent bei derselben Temperatur in der Columne der
Gewichtsgehalte.
Dieses sind sämmtliche analytische Verfahrungsarten, welche ich für die
mannichfaltigsten vorkommenden Fälle als ausreichend erachte.
Bei Versuchen mit Rohrzucker dauern wie gesagt die Operationen im Ganzen eine
Viertelstunde; bei der Runkelrübe dauern sie eine halbe Stunde, wenn die doppelte
Beobachtung nothwendig ist, was aber meistens nicht der Fall ist. Ebensoviel Zeit
wird für Rohzucker und Melasse erforderlich seyn.
Der beschriebene Saccharimeter ist für die Zuckerindustrie jedenfalls ein schätzbares
Probirmittel, man mag ihn nun für sich allein anwenden, oder zugleich die
sinnreichen Verfahrungsarten zu Hülfe nehmen, welche von Hrn. Payen
Polytechn. Journal Bd. C S. 127. für den Rohzucker, und von Peligot
Polytechn. Journal Bd. CI S 136. für zuckerhaltige Substanzen überhaupt angegeben wurden; seine Angaben
genügen aber noch nicht, um die wichtigste Frage der Zuckerindustrie und der darauf
bezüglichen Gesetzgebung, die des Ergebnisses beim Raffiniren zu lösen. Um sich
davon zu überzeugen, braucht man nur die Melasse näher zu betrachten; meine
Beobachtungen beweisen, daß man in der Regel die beträchtliche Menge von 36 bis 50
Proc. wirklichen Zuckers darin findet, die man aufgibt, weil man sie nicht mehr zum
Krystallisiren bringen, und nicht einmal einen Theil davon gewinnen kann, ohne
Kosten, die den Nutzen wieder absorbiren oder sogar um vieles überschreiten. Die Unmöglichkeit, Zucker
aus der Melasse zu gewinnen, fand schon längst ihre Erklärung, obwohl man früher
kein Verfahren besaß ihren Gehalt an reinem Zucker leicht zu bestimmen. Bekanntlich
ist die Ursache dieser Unmöglichkeit, welche vielleicht nie überwunden werden wird,
das Vorkommen anderer Substanzen außer dem Zucker in der Melasse.
Da es jetzt so leicht ist den Gehalt der Syrupe, Melassen etc. an reinem Zucker zu
ermitteln, so schlage ich vor das Ergebniß derselben beim Raffiniren aus ihrem
Zuckergehalt und dem Gehalt an fremdartigen Substanzen, welchen ihre Dichtigkeit
ergibt, annähernd zu berechnen.
Um den Nutzen dieser Annäherung einleuchtend zu machen, brauche ich nur folgendes
Beispiel anzuführen:
Eine nach
meinem Verfahren analysirte Melasse wurdeals 47 Proc. wirklichen
Zuckers enthaltend befunden und ihreDichtigkeit mit der Wage sowohl als
am Dichtigkeitsmesserermittelt, gleich
145
Ein reiner
Syrup, d.h. eine Mischung von Zucker undWasser, der ebenfalls 47 Proc.
Zucker enthält, hat eineDichtigkeit von
121
–––
Unterschied
24
Da die Melasse bei dem gegenwärtigen Raffinirverfahren keinen Zucker mehr zu liefern
vermag, aus dem Syrup der Zucker hingegen vollständig gewonnen werden kann, was
wirklich der Fall ist, so muß die Schwierigkeit seiner Gewinnung aus den
dazwischenliegenden Mischungen durch das Verhältniß bedingt seyn, welches zwischen
dem Zuckergehalt und der Dichtigkeit bei diesen Mischungen stattfindet.
Man kann daher eine Tabelle für die Praxis entwerfen, welche ich mit nächstem
anzufertigen gedenke.
Das eben Gesagte bezieht sich auf flüssige Substanzen; hinsichtlich des Rohzuckers
ist das Verfahren, sein Ergebniß beim Raffiniren zu berechnen, noch einfacher, weil
es bei ihm nicht einmal nothwendig ist die Dichtigkeit seiner Auflösungen zu
ermitteln.
Die Berechnung gründet sich hier auf folgende Betrachtungen:
Die Rohrzuckermelasse enthält im Mittel 40 Proc. wirklichen Zucker und 20 Proc.
Wasser; sonach sind 40 Proc. verschiedener fester Substanzen mit der gleichen Menge
Zuckers darin verbunden; es leuchtet daher ein, daß die festen Bestandtheile welche
der Rohzucker außer dem reinen Zucker enthält, wenn sie zu Melasse concentrirt sind,
eine ihrem Gewichte ziemlich gleiche Quantität wirklichen Zuckers zurückhalten.
Nehmen wir als Beispiel an, ein Rohzucker zeige folgende Zusammensetzung:Dieses Beispiel entspricht einer guten vierten Sorte.
wirklicher Zucker
88
feste Substanzen außer dem Zucker
9
Wasser
3
100.
Offenbar werden, wenn er raffinirt wird, die 9 Proc. fremdartiger Substanzen sich in
der Melasse, dem letzten Product der Operation, wieder finden und man wird in
derselben Melasse auch 9 Proc. wirklichen Zuckers antreffen. Der Rohzucker dieser
Qualität kann also nach dem bisherigen Raffinirverfahren nicht mehr als 79 Proc.
raffinirten Zuckers liefern.
Hätte der Rohzucker einen größern Gehalt gehabt, z.B. von 94 Proc., so wäre der
wenigstens mögliche Verlust, den Wassergehalt als constant angenommen, nicht über 3
Proc. gegangen. Ein solcher Rohzucker würde dann 91 Proc. wirklichen Zuckers
liefern.
Hieraus ist also zu ersehen, daß der Coëfficient des Ergebnisses beim
Raffiniren im Verhältniß mit dem Zuckergehalt wächst oder abnimmt und daß man ihn
nach einer sehr wahrscheinlichen Voraussetzung berechnen kann.
Um zu zeigen wie wichtig die Einführung dieses Verfahrens das Ergebniß beim
Raffiniren zu berechnen, werden könnte, lege ich eine Reihe Muster von Zucker und
Melasse, 47 an Zahl, vor, auf denen ich ihren durch die Polarisation ermittelten
Gehalt, das berechnete Ergebniß beim Raffiniren und ihren Handelswerth notirt habe,
so wie sie auch nach den Nüancen (durch Vergleichung mit den gesetzlichen Typen)
classificirt sind, so daß man das Verhältniß der Zollauflagen zu ihrem wirklichen
Gehalt beurtheilen kann.
Man begreift, welche Freiheit der Colonial- und einheimischen Zuckerindustrie
durch eine nach diesen Grundlagen regulirte Besteuerung verliehen würde, wenn
dieselbe mit allen die Zuckerfrage beherrschenden Interessen wirklich vereinbar
ist.
Doch würde ich mich von dem speciellen Zweck, den ich mir vorzeichnete, durch eine
ausführliche Besprechung dieses Gegenstandes zu weit entfernen und theile
schließlich als Beweis welchen Nutzen die Saccharimetrie der Zuckerindustrie
gewähren kann, die Resultate meiner Analysen mehrerer Runkelrüben mit, deren
Zuckergehalt ich bestimmte.
Eine derselben, in der Umgebung von Saint-Quentin gebaut, von dem bedeutenden
Gewichte von 9,500 Gr., gab einen Saft von 102,5 Dichtigkeit, welcher im Liter
30,30 Gr. Zucker enthielt, während drei andere Runkelrüben von dem gewöhnlichen
Gewicht von 1 bis 1,5 Kilogr., in der Umgebung von Paris gewachsen, Säfte gaben mit
den Dichtigkeiten von 105, 107 und 108, welche im Liter 88,90 und 95 Gr. Zucker
enthielten.
Man ersieht aus diesen Zahlen wie verschieden der Zuckergehalt ist, und daß er
keineswegs der Dichtigkeit proportional bleibt, welche doch allgemein in der
Industrie, sowie bei Erhebung der Zölle, als Basis zur Berechnung des Gehalts der
Säfte und Syrupe dient. Endlich fand ich bei Abänderung der Versuche, indem ich bald
den oberen bald den unteren Theil der Wurzeln analysirte, ebenfalls bedeutende
Verschiedenheiten, daher das Verfahren beim Abstechen des Kopfes der Rüben nicht
gleichgültig ist.
Es war in dem Vorstehenden nur von dem Instrumente des Hrn. Soleil die Rede, welches für den speciellen
Zweck der Saccharimetrie unbestreitbare Vorzüge besitzt. Das Instrument dessen sich
Hr. Biot zum allgemeinen
Studium der Erscheinungen der Circularpolarisation bedient, und das unlängst von
Hrn. Mitscherlich
vorgeschlagene können aber auch bei meinem Verfahren angewandt werden; nur muß ich
bemerken, daß bei diesen zwei Instrumenten es nothwendig ist, 1) sich eines
constanten künstlichen Lichtes zu bedienen, um vergleichbare Aufzeichnungen zu
erhalten, die mit dem Tageslicht sehr schwer zu erhalten sind; 2) die Normalgewichte
zu verändern, um sie den Abtheilungen der Instrumente anzupassen; 3) die
Flüssigkeiten beinahe gänzlich zu entfärben.
Tabelle zur Analyse zuckerhaltiger Substanzen.
Für nicht angesäuerte Flüssigkeiten haben die beiden letzten Columnen den Charakter
einer besondern Tabelle. Die Ziffern der Columne A
repräsentiren dann die Zahlen der gefundenen Grade und die der Columne B das Gewicht des in einem Liter Flüssigkeit enthaltenen
Zuckers in Grammen und Centigrammen.
Die bei der Analyse der festen Zucker erhaltenen Zahlen sind nothwendig in den 100
ersten Linien der Tabelle enthalten; die 30 folgenden Linien wurden für die Analyse
der vorzüglichsten natürlichen zuckerhaltigen Flüssigkeiten von starkem Gehalt
beigefügt, namentlich zur Analyse des Rohrzucker- und Runkelrübensaftes.
Sollten Flüssigkeiten von noch stärkerm Gehalt vorkommen, so bringt man sie dadurch
in die Gränzen der Tabelle, daß man sie in einem bestimmten Verhältniß mit Wasser
verdünnt und diese Verdünnung in Rechnung zieht.
Zu Bd. CIV S. 356 des polytechn. Journals.
Tabelle zur Analyse zuckerhaltiger Substanzen.
Textabbildung Bd. 104, Zu S. 356
Summen und Differenzen der directen
und umgekehrten Aufzeichnungen, letztere gemacht bei der Temperatur von;
Gehalte, gesucht nach dem Gewicht; Volum