LIII. Voͤlker's Methode der Staͤrkefabrication aus Kartoffeln. Aus den Jahrbuͤchern des Wiener polyt. Instituts Bd. XX. S. 318 im polyt. Centralblatt, 1840, Nr. 20. Voͤlker's Methode der Staͤrkefabrication aus Kartoffeln. Diese 1832 in Oesterreich auf 5 Jahre patentirte Methode bezwekt die Erlangung einer größeren Stärkeausbeute dadurch, daß sie das Gewebe der Kartoffeln durch Gährung und auf mechanische Weise weit vollständiger zerstört als gewöhnlich und daher auch einen großen Theil der Stärke gewinnt, welche gewöhnlich bei den Rükständen bleibt. Die erste Eigenthümlichkeit der Methode ist, daß dazu als Material eine Kartoffelsubstanz angewendet wird, aus welcher das eigenthümliche Vegetationswasser ganz oder wenigstens größtentheils abgeschieden worden ist, als z.B. die bei der gewöhnlichen Kartoffelstärke-Fabrication abfallende Kartoffelfaser, ferner die ganze gereinigte Kartoffelsubstanz, welche z.B. gewonnen wird, wenn rohe, ganze, gesunde (oder auch erfrorene oder sonst schadhaft gewordene) Kartoffeln in Stüke, z.B. in dünne Scheiben geschnitten werden, und aus diesen der Kartoffelsaft durch kaltes oder am besten warmes Wasser (jedoch so, daß die Temperatur von 50° R. nicht überstiegen wird) gehörig ausgezogen und ausgelaugt wird. Zum Zweke der Kartoffelstärke-Gewinnung aus obigen Materialien werden mit Beihülfe geeigneter Vorrichtungen zwei Hauptoperationen angeordnet: A) Die Zersezung der Kartoffelsubstanzen zu einer fein zertheilten Masse; B) die Ausscheidung der Stärke aus der leztern durch mechanische Mittel. A. Die Zersezung der Kartoffelsubstanzen in eine fein zertheilte Masse. Diese wird durch einen chemischen Proceß bewirkt, dem der Erfinder wegen seiner Eigenthümlichkeit die besondere Benennung: Zerrottung oder Zerrottungsproceß beilegt. Wenn nämlich obige vom Vegetationswasser gereinigte Kartoffelsubstanzen im feuchten Zustande, bei hinreichender Einwirkung von atmosphärischer Luft und Wärme über einander liegen, so gehen sie in Folge dessen, daß der Faserstoff seinen Zusammenhang verliert, in eine weiche, teigartige, fein zertheilte Masse über; damit aber dieser beabsichtigte Zwek so schnell und regelmäßig wie möglich erreicht werde, muß die Einwirkung der beim Zerrottungsprocesse thätigen drei Hauptpotenzen durch zwekmäßige Ein- und Vorrichtungen regulirt werben. 1) Die der Zerrottung zu unterwerfende Kartoffelsubstanz muß den angemessenen Grad von Feuchtigkeitsgehalt besizen. Am zwekmäßigsten ist, wenn dieselbe ungefähr dem Gewichte nach noch eben so viel Wässerigkeit bei sich hat, als sie im trokenen Zustande wiegt. Bei zu geringem oder zu beträchtlichem Feuchtigkeitsgehalte geht die Zerrottung langsamer oder gar nicht gehörig von Statten; denn hält die Kartoffelsubstanz zu wenig Feuchtigkeit, so troknet sie leicht aus und die Zerrottung ist dann gehemmt; ist sie hingegen zu stark mit Wasser angeschwängert, so sezt sie sich (zumal die Kartoffelfaser der Stärkefabriken) zu dicht zusammen und es kann dann eine Hauptpotenz der Zerrottung – die atmosphärische Luft – ins Innere der Kartoffelmasse nicht gehörig hinzutreten und einwirken. Die überflüssige Wässerigkeit kann leicht durch vorgängiges schwaches Auspressen aus der Substanz entfernt werden; denn 2) der Luftzutritt zu den der Zerrottung ausgesezten Kartoffelsubstanzen muß mäßig und gleichförmig seyn; bei zu starkem Wechsel der Luft, bei Luftzug troknet die Kartoffelmasse leicht zu sehr aus, wodurch die Zerrottung gestört wird, welche dagegen in einer mehr stagnirenden Luftschicht schneller vor sich geht. Ferner dürfen die Kartoffelsubstanzen nicht zu dicht über einander, sondern müssen mehr loker liegen, damit die atmosphärische Luft überall hinzutreten und gleichförmig wirken könne. 3) Bei wärmeren atmosphärischen Temperaturen geht der Zerrottungsproceß schneller von Statten, als in kalter Temperatur. Inzwischen entwikelt sich bei der Zerrottung, falls die Kartoffelmassen in beträchtlicher Menge über einander liegen, selbst nicht unbedeutende Wärme, durch welche, wenn sie gehörig zusammengehalten wird, auch bei kalter Lufttemperatur ein rascher Fortgang des Zerrottungsprocesses erzielt wird. Inzwischen darf auf der anderen Seite die innere Erhizung der Kartoffelmasse auch nicht einen zu hohen Grad erreichen. Eine Temperatur von 20 bis 30 und einigen Graden R. ist in der Negel am zwekmäßigsten und zur schnellen Förderung des Zerrottungsprocesses ausreichend. Als Werkstätte zur Ausführung der Zerrottung der Kartoffelsubstanzen wählt man am besten ein Behältniß von der Einrichtung, daß durch Verschließen oder Oeffnen von Fenstern oder anderen Oeffnungen nach Belieben entweder eine mehr stagnirende Luft oder ein freier Luftzug in der Werkstätte veranlaßt werden kann. Eine stagnirende Luft, um den Zerrottungsproceß durch Erhaltung der Wärme und Feuchtigkeit zu beschleunigen, zu welchem Zweke man auch die von den Kartoffelsubstanzen gebildeten Haufen noch auf der Oberfläche mit Tüchern u.s.w. bedeken kann. Einen Luftwechsel dagegen, wenn die innere Erhizung der Kartoffelmasse einen zu hohen Grad erreichen sollte, zu dessen Verhütung auch ein Umstechen der Kartoffelmasse zwekdienlich ist, damit leztere im Innern sich leichter durch Abkühlen zu einer zwekmäßigen, niedrigen Temperatur herabseze. In dieser Werkstätte werden die Kartoffelsubstanzen in der Regel in Haufen von mehreren Fußen in der Höhe aufgeschichtet, um die innere Selbsterwärmung zu begünstigen; da inzwischen bei hohen Haufen besonders der unten liegende Theil der Kartoffelsubstanzen durch das Gewicht der aufliegenden Masse leicht zu dicht zusammengedrükt und dadurch der erforderliche Luftzutritt gehemmt wird (was vorzüglich in dem Falle, wenn die Kartoffelfaser von der Stärkefabrication in Arbeit genommen wurde, Statt findet), so ist es zur Verhütung jener Inconvenienz sehr zwekdienlich, wenn man jene Haufen aus abwechselnden Schichten von Kartoffelsubstanz und lokern Körpern, z.B. Reisigholz, oder aus Reisig geflochtenen Horden bildet, welche leztere durch ihre Zwischenräume der atmosphärischen Luft den erforderlichen Zutritt zu der Kartoffelsubstanz verstatten. In den auf diese Weise der Zerrottung ausgesezten Kartoffelsubstanzen tritt unter günstigen Verhältnissen, und wenn der Proceß durch die beschriebenen Ein- und Vorrichtungen den gegebenen Erörterungen gemäß geleitet wird, die Zersezung des Faserstoffs schon nach einigen Tagen ein, und verbreitet sich bald regelmäßig durch die ganze Kartoffelmasse, so daß der beabsichtigte Endzwek, einer vollständigen feinen Zertheilung der Kartoffelsubstanz, oft nach Verlauf von 8 Tagen schon befriedigend erreicht ist. Unter minder günstigen Verhältnissen verzögert sich dieser Erfolg. Uebrigens findet beim Zerrottungsprocesse nicht so wie beim Faulen der noch mit ihrem Vegetationswasser versehenen Kartoffeln eine Verminderung der Quantität des Stärkmehls, auch keine Exhalation fauliger Gasarten Statt; doch muß die durch Zerrottung in gehörig feine Zertheilung gesezte Kartoffelmasse alsbald entweder zum Ausscheiden der Stärke in Bearbeitung genommen, oder im trokenen oder feuchten Zustande zur Aufbewahrung gebracht werden, was durch ähnliche Operationen und Apparate wie beim Kartoffelstärkmehl geschehen kann. B. Ausscheidung des Staͤrkemehls. In der zerrotteten Masse befinden sich Stärkekörner, Faserstoff und Kartoffelschalentheile nicht mehr wie früher in fester Verwachsung und inniger Verbindung, sondern nur in einem losen, teigartigen Gemenge neben einander, daher es nunmehr möglich ist, eine vollständige Abscheidung der Stärkemehlkörner von den gröberen und feinen Faserstoff- und Kartoffelschalentheilen durch geeignete mechanische Operationen und Vorrichtungen zu erwirken. Dieser Zwek kann zwar auf verschiedenen Wegen erreicht werden; vorzüglich zwekdienlich ist jedoch nachfolgende Methode, wo durch geeignete Apparate 1) die zerrottete Kartoffelmasse vollständig in Wasser zertheilt und die Kartoffelschalen und etwa unzersezt gebliebenen Theile ausgeschieden werden, dann 2) die gröberen Faserstofftheile und endlich 3) die feinsten Fasertheile von den Kartoffelstärkekörnern abgesondert werden. 1) Die Zertheilung der zerrotteten Kartoffelmasse und Ausscheidung der Schalen und etwa unzersezt gebliebenen Kartoffelsubstanztheile. – Dieß geschieht, indem jene Kartoffelmasse in Wasser aufgeweicht und dann durch ein groblöcheriges Siebwerk Hindurchgetrieben wird, auf welchem dann jene gröberen Theile zurükbleiben. Im Großen ist für diesen Zwek vorzüglich gut geeignet die bei der Weizenstärke-Fabrication in vielen Gegenden gebräuchliche sogenannte Trotte, wo vertical sich drehende Mühlsteine auf einer Bahn von durchlöcherten Eisenplatten umlaufen. Die zerrottete, in Wasser aufgeweichte Kartoffelmasse kann auf jener Bahn ausgebreitet werden, und wird dann leicht von den darüber hingehenden Mühlsteinen zerdrükt. Die feineren Stärke- und Fasertheile werden durch zugeleitetes Wasser (es kann dieß allenfalls durch einen Kasten geschehen, den man in Verbindung mit den Mühlsteinen eine Kreisbewegung machen läßt; in diesem Falle kann dann, wenn die Löcher der Bahn fein genug sind, zugleich der gröbere Faserstoff auf derselben zurükgehalten und die folgende Operation erspart werden) ausgewaschen und durch die Löcher der Bahn in ein darunter befindliches Bassin geführt, während die Schalen und etwa unzersezten Kartoffelsubstanzen auf der Bahn zurükbleiben. 2) Die Ausscheidung der gröberen Kartoffeltheile aus der durch das groblöcherige Siebwerk oder die durchlöcherte Bahn der Trotte mit dem Wasser hindurchgegangenen Masse – kann geschehen, wenn leztere durch ein Haar- oder Drahtsieb hindurchgetrieben wird, dessen Löcher so fein sind, daß nur die Stärkekörner und Fasertheile von gleicher Größe wie jene hindurchgehen, während die gröberen Fasertheile auf dem Siebe zurükbleiben; da inzwischen mit gewöhnlichen Handsieben diese Operation etwas langsam von Statten geht, weil die Poren des Siebes durch die gröberen Fasertheile sich leicht verstopfen, so verdient folgende Vorrichtung den Vorzug: über den Boden des Siebes wird in einer etwas beträchtlichen Höhe (z.B. von 8–10 Fuß) ein Behältniß oder Kasten mit durchlöchertem Boden angebracht. Wenn nun in demselben die in Wasser zertheilte Kartoffelmasse eingetragen wird, so läuft die Flüssigkeit durch die Löcher des Bodens strahlenförmig hindurch auf die Fläche des Siebbodens; durch die starke Gewalt des Falles werden die Stärkekörner und feinen Fasertheile durch die Löcher des Siebes hindurchgeführt, während die größeren Fasertheile darauf zurükbleiben und weggestrichen werden. Dieser Apparat kann für den fabrikmäßigen Gebrauch im Großen sehr zwekmäßig so modificirt werden, daß ein durch Walzen bewegtes Siebwerk ohne Ende angebracht wird. Die bei den vorbeschriebenen Apparaten auf dem Siebe bleibenden größeren Kartoffelfasern bestehen aus fast chemisch reinem Faserstoffe (wenn der Zerrottungsproceß gehörig geleitet wurde), das durch das Sieb mit dem Wasser Hindurchgezogene besteht aus einem Gemenge von Stärkekörnern und den feinsten Fasertheilen; da jedoch erstere bei weitem den überwiegenden und vorwaltenden Gemengtheil ausmachen, so kann dieses Gemenge schon in vielen Fällen die Stelle der reinen Kartoffelstärke bei der Nuzanwendung vertreten. Inzwischen läßt sich aus demselben durch Abscheidung des beigemengten Faserstoffes die Kartoffelstärke in ganz reiner Form darstellen. Am schnellsten und zwekmäßigsten geschieht dieß 3) durch das Ausschlemmen mittelst geeigneter Apparate. – Man kann sich für diesen Zwek ähnlicher Apparate bedienen, wie sie zum Schlemmen und Waschen der Mineralien und gepochten Erze auf Bergwerken gebräuchlich sind, unter den Namen: Schlemmwaschherde oder Gräben. Eine einfache Vorrichtung der Art besteht z.B. aus einer geneigten Ebene, die an den zwei langen Seiten mit niedrigen Wänden eingefaßt ist; am oberen Theile wird eine Rinne oder ein Behälter angebracht, aus welchem sich das mit jenen Kartoffeltheilen gemengte Wasser über die geneigte Ebene ergießt, auf derselben langsam herabläuft und die Stärketheile absezt, und dann am unteren Theile mit den Fasertheilen, die sich im Wasser schwebend erhalten, ab- und in einen untergesezten Behälter fließt. Damit die Stärketheile sich desto vollständiger absezen, können auf der Ebene noch in schiklichen Entfernungen von einander parallele, ein paar Linien hohe Leisten angebracht werden. Noch besser wirb der beabsichtigte Zwek mittelst eines Schlemmgrabens erreicht, welcher mit Raumersparung auf folgende Art construirt werden kann. Auf einer geneigten Ebene von Brettern, mit niedrigen Seitenwänden eingefaßt, werden in Entfernungen, z.B. von mehreren Zollen, parallel laufende Unterschiede von der Höhe einiger Zoll so geordnet und angebracht, daß auf der Oberfläche ein fortlaufender, hin- und herziehender Canal sich bildet, in dessen oberen Theil das mit jenem Kartoffelgemenge beladene Wasser einfließt. (Sehr zwekmäßig kann die Einrichtung so getroffen werden, daß die durch die Siebe gelangende Flüssigkeit durch einen Abflußcanal sogleich auf diesen Apparat geleitet wird.) – Während seines Laufes in den Canälen sezt es auf den Boden derselben die Stärketheile ab, und fließt endlich am unteren Ende durch eine Rinne, annoch mit den Faserstofftheilen beladen, in den Behälter ab. Damit bei vorbeschriebenen Apparaten keine Stärke zugleich mit dem Faserstoff abgeführt werde, muß der Schlemmherd oder Schlemmgraben eine hinreichende Länge erhalten, damit das Wasser Zeit und Gelegenheit habe, die Stärketheile vollständig abzusezen. Ferner darf die Wassermenge im Verhältniß der beigemengten Kartoffeltheile nicht zu gering seyn, weil sich sonst auf dem Schlemmgraben mit der Stärke zugleich etwas Faserstoff absezt (in welchem Falle dann die Schlemmoperation zu wiederholen wäre; inzwischen ist eine geringe Beimischung von Faserstoff bei den meisten Nuzanwendungen ohne Nachtheil; am leichtesten bleibt bei der aus der Kartoffelfaser gewonnenen Stärke noch ein solcher Rükstand, wenn der Zerrottungs- oder Schlemmproceß nicht gehörig geleitet wurde). Endlich muß dem Herde die zwekgemäße Inclination gegeben werden, welche in jedem Falle leicht durch Keile, die unter dem oberen Ende untergeschoben werden, ausgemittelt und regulirt werden kann. Wenn der Zug des Wassers wegen starker Inclination zu heftig ist, so werden vom Wasser außer den Fasertheilen auch Stärketheile mit hinweggenommen. Durch vorbeschriebene Apparate und Operationen wird eine ganz vollständige Ausscheidung der Stärke aus der Kartoffelsubstanz erreicht, und daher eine weit größere Ausbeute an Stärkmehl gewonnen, als dieß bei der bisher gebräuchlichen Kartoffelstärke-Fabrication der Fall ist, indem aus der bei der lezteren abfallenden und gemeiniglich bis jezt zum Viehfutter benuzten sogenannten Kartoffelfaser noch eine große Menge von Stärke gezogen werden kann. Das gewonnene Stärkmehl kann entweder wie gewöhnlich getroknet oder auch für künftige Benuzungen im feuchten Zustande unter Wasser aufbewahrt werden. Lezteres muß man von Zeit zu Zeit erneuern, damit es nicht faulig werde und der Stärke eine schlechte Beschaffenheit mittheile. Die erforderliche Erneuerung des Wassers kann auf eine sehr zwekmäßige und bequeme Weise durch folgende Apparate bewirkt werden: man richtet ein Gefäß oder einen Behälter zu, mit einem sogenannten doppelten durchlöcherten Boden, über welchen ein Tuch (am besten Haartuch) ausgebreitet wird. Hierauf wird die nasse Stärke eingetragen und die Oberfläche mit Wasser bedekt. Soll eine Erneuerung des lezteren geschehen, so wird ein am Boden des Gefäßes befindlicher Zapfen gezogen, das alte Wasser läuft ab, worauf man über das Stärkemehl frisches Wasser gießt. Dieser Apparat kann auch mit Nuzen zur Aufbewahrung der zerrotteten Kartoffelmasse im feuchten Zustande angewendet werden. Wenn die gehörig zerrottete Kartoffelmasse getroknet wird (z.B. auf Gypsplatten) und hernach auf der gewöhnlichen Mahlmühle gemahlen oder besser unter vertical umlaufenden Mühlsteinen zerdrükt wird, so läßt sich daraus durch ein hinreichend feines Beutelwerk ein Mehl abscheiden, das größtentheils aus Stärke besteht, die nur mit wenig Faserstoff gemengt ist.