XXIX. Verbesserungen im Raffiniren des Zuckers, welche sich Henry Bessemer zu London, am 24. Febr. 1852 patentiren ließ. Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Jan. 1853, S. 1. Mit Abbildungen auf Tab. II. Bessemer's Verbesserungen im Raffiniren des Zuckers. I. Construction der Klärpfannen. – Fig. 13 stellt eine verbesserte Klärpfanne im Verticaldurchschnitt, Fig. 14 im Horizontaldurchschnitt und Fig. 15 in der Seitenansicht dar. a ist ein gußeiserner cylindrischer Behälter, mit einem nahezu flachen Boden, um welchen hohle Kammern a¹ angeordnet sind. Der Boden a² des Behälters ist durch verticale radiale Scheidewände, welche in Fig. 14 durch punktirte Linien angedeutet sind, mit dem unteren Theil a³ verbunden. b ist ein cylindrischer den Behälter a umgebender Mantel, welcher oben und unten dampfdicht anschließt und rings um den Behälter einen ringförmigen Raum zum Einlassen von heißem Wasser oder Dampf bildet. Zur Verstärkung des Mantels ist an seinem oberen Ende eine Flansche b¹ und an seinem unteren Ende eine Flansche b² angebracht. Diese Flanschen umfassen einen hölzernen Mantel e und halten die einzelnen Dauben desselben fest, f ist ein Hahn zum Abzapfen des Klärsels durch die eine Durchbohrung und zum Ablassen des Bodensatzes durch die andere. Im letzteren Falle braucht man nur den Stöpsel g in die Höhe zu ziehen. In den ringförmigen Raum d zwischen dem eisernen Mantel und dem Behälter läßt man Dampf oder heißes Wasser strömen. Nachdem der Zuckersaft mit Kalk erhitzt (geläutert) worden ist, so bleibt eine gewisse Menge stockiger Substanz in der Flüssigkeit schwebend, welche man absetzen lassen kann. Geschieht dieses in der Klärpfanne, so veranlaßt die Erwärmung der Pfanne eine Bewegung in der Flüssigkeit und verzögert diese Operation. Da man nun nicht sehen kann, ob die Flüssigkeit klar ist oder picht, ohne dieselbe abzulassen, so wird dadurch die Procedur sehr unsicher. Zur Beseitigung dieses Uebelstandes construire ich ein Ablagerungsgefäß, welches Fig. 16 im Aufriß, Fig. 17 im Horizontaldurchschnitt und Fig. 18 im Verticaldurchschnitt dargestellt ist. A, A sind zwei starke Schieferplatten mit Ruthen A*, zwei starke Glasplatten geschoben und festgekittet sind. Das Ganze wird oben und unten durch die eisernen Rahmen C und D fest zusammengehalten. Den Boden dieses Behälters bildet eine starke Schieferplatte E, durch welche eine an ihrem unteren Ende mit einem Hahn versehene Röhre G tritt. Letztere läßt sich in einer Stopfbüchse H frei auf- und niederschieben. Die zu klärende Flüssigkeit wird in den Behälter gefüllt, welcher ungefähr zwei Fuß über dem Fußboden vor einem Fenster aufgestellt werden sollte, so daß sich der Zustand der Flüssigkeit an allen Stellen des Behälters genau beobachten läßt. Ist sie hinreichend klar, so öffnet man den Hahn und läßt die Flüssigkeit ab, während die Röhre G langsam und gleichmäßig herabgezogen wird, damit die Abzapfung stets an der gehörigen Stelle erfolgt. Bringt man endlich die Mündung der Röhre g bis an den Boden des Behälters, so kann man sämmtliche Unreinigkeiten entfernen. II. Methode, den Zuckersaft abzudampfen ohne denselben in Berührung mit Röhren oder Flächen, welche durch Feuer oder Dampf geheizt werden, zu sieden. – Ich habe mich überzeugt, daß, wenn Zuckerlösungen mit dampfgeheizten Röhren oder Flächen in Berührung gebracht werden, die auf solche Weise übertragene Wärme einen nachtheiligen Einfluß auf den Zucker ausübt. Bei meinen Abdampfungsapparaten dürfen daher die zur Transmission der Wärme dienenden Flächen eine Temperatur von 140° bis 150° Fahr. (48 bis 52° Reaumur) nicht übersteigen, und da bei dieser niedrigen Temperatur ein Sieden nicht stattfinden kann, so bringe ich große Mengen auf 140° oder 150° Fahr, erhitzter Luft mit der Flüssigkeit gewaltsam in Berührung, wodurch letztere in einer gleichmäßigen Temperatur erhalten, und von den wässerigen Theilen befreit wird, welche in Verbindung mit der Luft als unsichtbarer Dunst davongehen. Fig. 19 stellt den zu diesem Zweck construirten Apparat im Querschnitt nach der Linie AB Fig. 22, Fig. 20 im senkrechten Längendurchschnitt nach der Linie CD Fig. 19, Fig. 21 in der Endansicht und Fig. 22 in der Seitenansicht dar. a ist ein eiserner Wasserbehälter, dessen Wasser mit Hülfe der durch Dampf geheizten Röhren in der geeigneten Temperatur erhalten wird. An den oberen Theil des Behälters ist ein Deckel genietet, welcher vermöge seiner hohlen Form eine Zuckerpfanne c bildet, deren mittlerer Theil sorgfältig nach einem Cylindersegment gekrümmt ist. An jedem Ende des Behälters befinden sich Lager d¹ und d² zur Aufnahme einer weiten röhrenförmigen Achse, welche an dem einen Ende durch einen Deckel e¹ geschlossen ist. An diesem Deckel befindet sich eine Achse e², welche in dem Lager d² liegt, während das andere offene Ende der Röhre in dem Lager d¹ ruht. Die Röhrenachse e ist mit einer ungefähr 1/4 Zoll tiefen Schraubenrinne versehen, in welche aneinander genietete Blechscheiben so eingesetzt sind, daß sie eine Art archimedischer Schraube bilden, deren Gänge ungefähr 1 Zoll von einander abstehen. Zwischen diesen Gängen sind in die Röhre in einem Abstande von einigen Zollen eine große Menge Löcher in das Innere gebohrt, welche den Zweck haben, Luftstrahlen zwischen die Schraubenwindungen strömen zu lassen. Die Wirkungsweise des Apparates ist nun folgende. Der Behälter a wird zuerst durch die Oeffnung m mit Wasser gefüllt und Dampf in die Schlangenröhre b zugelassen, um das Wasser, welches der Zuckerpfanne als Bad dient, zu erwärmen. Diesem Bad gebe ich eine Temperatur von 150° F. (52° R.), von der man sich durch ein in die Oeffnung m gestecktes Thermometer leicht überzeugen kann. Damit die Temperatur des Bades nicht über 212° Fahr. (80° R.) steigen kann, bleibt die Röhre m offen. Ich verbinde ferner die von einem Ventilator hergeleitete Röhre mit dem offenen Ende e³ der hohlen Achse der oben erwähnten archimedischen Schraube, und erwärme die Luft auf ihrem Wege nach dem Abdampfungsapparat bis auf ungefähr 150° F. (52° R.). Nachdem die Pfanne mit Zuckersaft beinahe ganz gefüllt worden ist, setzt man sie mittelst eines von irgend einer Triebkraft nach der Rolle s geleiteten Riemens in Rotation, und zwar mit einer Geschwindigkeit von 8 bis 10 Umdrehungen per Minute. Bei dieser Rotation bedeckt sich die Oberfläche der in die Flüssigkeit tauchenden archimedischen Schraube mit einer dünnen Schichte Zuckersaftes. Da nun die aus den zahlreichen Löchern der hohlen Achse ausströmende heiße Luft mit dieser Schichte in Berührung kommt, so werden die wässerigen Theile der Flüssigkeit durch die Luft absorbirt und fortgeführt, während der dadurch in den Zustand einer stärkeren Concentration gebrachte Zuckersaft in die Flüssigkeit der Pfanne zurückfließt und sich mit dieser vermengt. Da sich die Quantität der in der Pfanne befindlichen Flüssigkeit durch Verdampfung vermindert, so müssen neue Portionen derselben hinzugefügt werden, bis der erforderliche Grad der Concentration erreicht ist. Um die Ablagerung von Zucker oder die Bildung einer dichten Masse am Boden der Pfanne zu verhüten, lasse ich die Schraube in Berührung mit dem Boden der Pfanne sich bewegen, so daß die Schraubengänge die abgelagerte Substanz nach dem einen Ende der Pfanne schaffen. Es ist deßwegen nöthig, an beiden Enden der Schraube c² und c³ einen Raum zu lassen, damit die Flüssigkeit nach dem entgegengesetzten Ende der Pfanne zurückkehren und somit in beständiger Circulation bleiben kann. Wenn die Füllung hinreichend concentrirt ist, so wird der Hahn t geöffnet und die Schraube in Bewegung erhalten, wodurch die Entleerung des Syrups aus der Pfanne bedeutend erleichtert und beschleunigt wird. Die Pfanne kann nun wieder gefüllt und die beschriebene Procedur fortgesetzt werden. III. Kühler oder Krystallisirgefäß. – Wenn man heißen concentrirten Syrup der abkühlenden Wirkung der Luft in großen flachen Gefäßen aussezt, so verwandelt die rasche Aenderung der Temperatur den Syrup in ganz kleine unbestimmt geformte Krystalle, welche schwer von der Melasse zu trennen, und weniger geschätzt sind als Zucker von gröberem Korn. Um nun größere Krystalle zu erhalten und die durch das Hin- und Herschaffen des Syrups und Zuckers von Ort zu Ort veranlaßte Arbeit zu ersparen, habe ich einen Kühler construirt, welcher Fig. 10 im Aufriß, Fig. 11 im Grundriß und Fig. 12 im Verticaldurchschnitt abgebildet ist. A ist ein mit eisernen Reifen B gebundener Behälter, dessen Boden conisch gestaltet ist, um den Abfluß der Substanzen zu erleichtern, wenn der Stöpsel C herausgezogen wird. An dem eisernen Reif D sind zwei Räder E angebracht; H ist ein drittes mit einer Handhabe J versehenes Rad, mit dessen Hülfe sich der Behälter nach jeder Richtung bewegen läßt. In Folge dieser Einrichtung kann der Behälter nach den Abdampfungspfannen, um eine neue Ladung Syrup aufzunehmen und von da nach den Krystallistrungsräumen gefahren werden. Da der Behälter aus Holz, einem schlechten Wärmeleiter, besteht, und vermöge seiner Form eine sehr kleine Abkühlungsoberfläche im Verhältniß zu dem Volumen seines Inhaltes darbietet, so kühlt sich der letztere sehr allmählich ab, gestattet also die zur Bildung größerer Krystalle erforderliche Zeit, wodurch die Trennung der Melasse von den Krystallen erleichtert wird. IV. Verfahren die Melasse von den Zuckerkrystallen zu trennen. – Dem gewöhnlichen Verfahren gemäß wird die Melasse, welche die Zuckerkrystalle einhüllt, dadurch unvollkommen ausgeschieden, daß man in den Boden des Krystallisirgefäßes eine Oeffnung macht, durch welche die halbflüssige Substanz langsam herausträufelt, wobei aber immer noch eine dünne Schichte Melasse an den Zuckerkrystallen hängen bleibt, welche den Zucker verunreinigt und seine Farbe trübt. Zur Beseitigung der aus der unvollkommenen Trennung der Melasse entstehenden Nachtheile sind zwar mehrere Verfahrungsweisen in Anwendung gebracht worden, allein sie sind mit viel Arbeit und Zuckerverlust verbunden gewesen. Wenn krystallisirter Zucker, welcher eine kleine Quantität Melasse enthält, mit Wasser in Berührung gebracht wird, so muß – da die Melasse in halbflüssigem Zustande an der äußeren Oberfläche der Krystalle haftet – nothwendig ein Zeitpunkt eintreten, wo die Melasse sich mit dem Wasser vereinigt und die Auflösung des festen Krystalls noch nicht begonnen hat. Wenn man demnach Wasser mit Zucker nur so lange in Berührung läßt, als es zur Vereinigung desselben mit der Melasse erforderlich ist, dann dasselbe rasch entfernt, so werden die Zuckerkrystalle in reinem Zustande zurückbleiben. Um dieses Reinigungsverfahren auszuführen, habe ich einen Apparat construirt, welcher Fig. 24 im Aufriß, Fig. 25 im Aufriß rechtwinkelig zu Fig. 24, Fig. 26 im Verticaldurchschnitt nach der Linie AB Fig. 28, Fig. 27 im Horizontaldurchschnitt nach der Linie CD Fig. 24 und Fig. 28 im Grundriß dargestellt ist. Die Figuren 29 und 30 enthalten Details nach einem größeren Maaßstabe. a ist ein kreisrundes gußeisernes Gestell mit bogenförmigen Oeffnungen, um dem Inneren desselben beikommen zu können; b eine kreisrunde Scheibe mit einer hohlen Achse b¹. Die obere Seite der letzteren hat in der Mitte eine Deckplatte b², welche durch sechs verticale Rippen d³ mit dem Theile b verbunden ist. Rings um die obere Seite der Tafel läuft eine breite ringförmige Rinne, über welche eine ringförmige Messingscheibe c geschraubt ist. Die obere Seite der Scheibe c ist mit einer Anzahl concentrischer Rinnen versehen, welche mittelst zahlreicher durch sie gebohrter Löcher mit der hohlen Tafel b communiciren. e und f sind zwei Messingringe, an welche ein Ring h aus Drahtgewebe gelöthet ist. Diese Ringe sind der Platte c so angepaßt, daß das Drahtgewebe die dünnen zwischen den Rinnen befindlichen Rippen berührt. In den Figuren 29 und 30 ist diese Einrichtung und ihre Befestigungsweise deutlicher sichtbar. Die Bodenplatte des Gestells a hat eine kuppelförmige Vertiefung a¹, deren Mitte eine die hohle Achse b¹ der Scheibe umgebende Stopfbüchse i enthält, um den Eintritt der äußeren Luft in die Kuppel a¹ zu verhüten. An die untere Seite der Bodenplatte ist ein Deckel j geschraubt, durch dessen Mitte das Luftsaugerohr l sich aufwärts erstreckt. Zwischen dem unteren Theil dieses Deckels und der Röhre l befindet sich ein ringförmiger Raum m, in welchen die zur Entleerung der Flüssigkeit dienliche Röhre n sich erstreckt. Damit keine Flüssigkeit in das offene Ende l* des Luftrohres fallen kann, ist über demselben eine große Deckplatte p mittelst radialer Rippen q an den Deckel j befestigt. Die obere Seite der Deckplatte p nimmt einen Zapfen r auf, um welchen die Scheibe b in Rotation gesetzt werden kann. An der unteren Seite der letzteren befindet sich nämlich ein conisch gezahnter Ring b⁵, in welchen ein conisches Getriebe u greift, dessen Achse v mittelst eines über die Rolle w geschlagenen endlosen Riemens in Umdrehung gesetzt wird; x ist die Leerrolle. Da die Scheibe b nur um den tiefliegenden Zapfen r sich dreht, so muß ihr oberer Theil irgend eine Führung haben. Deßwegen ist die äußere verticale Fläche des Ringes b⁵ genau abgedreht und läuft zwischen drei an dem Gestell a in gleichen Abständen angeordneten Frictionsrollen B. Ueber der breiten ringförmigen Rinne der rotirenden Scheibe b ist ein runder oben trichterförmig sich erweiternder Behälter C angeordnet, in welchem eine verticale mit Flügeln versehene Achse sich dreht, um den Zucker abwärts zu treiben. Unten schließt sich dieser Behälter so nahe wie möglich an die Ringe e und f. Bei C*, wo sich eine Schieberthür H befindet, ist eine Seite des Behälters flach. An dieser Thür befinden sich zwei Hervorragungen I und über diesen an dem flachen Theil des Behälters zwei ähnliche Hervorragungen J. K, K sind Schrauben, welche an dem einen Ende in den Hervorragungen I und an dem andern Ende in den Hervorragungen J, J laufen; der mittlere Theil ist mit einem Kopf versehen, mit dessen Hülfe sie umgedreht werden. Wenn nun die Schieberthür H gehoben oder niedergelassen werden soll, so wird der Behälter C durch einen an das Gestell a befestigten Träger L in seiner Lage festgehalten. Die Erweiterung C¹ des Behälters kann für die Aufnahme großer Quantitäten Zuckers eingerichtet werden. An die hintere Seite des Behälters ist ein Schaber N aus Kupferblech mit aufwärts gebogenen Rändern befestigt. Der vordere Rand dieses Schabers ist zwischen den Ringen e und f abwärts geneigt, und besitzt bei N, wo er mit der Oberfläche der Drahtgewebe in Berührung kommt, eine ziemlich scharfe Kante. Der Schaber bildet eine geneigte Rinne, in welcher der gereinigte Zucker in einen untergestellten Behälter hinabgleitet. Der ganze Raum zwischen dem Schaber N und dem Behälter C ist bedeckt, so daß die Luft keinen Zutritt hat. In einem kleinen Abstande vor der Schieberthür H befindet sich die mit einem Hahn Q versehene Röhre P, welche nach der Mitte der Scheibe hin rechtwinkelig umgebogen ist. Die untere Seite dieses umgebogenen Theils ist oberhalb des ringförmigen Drahtgewebes mit sehr vielen kleinen Löchern durchbohrt, aus welchen Wasser auf die nach der Richtung der Pfeile rotirende Scheibe gespritzt wird. Beim Betrieb dieser Maschine ist es nothwendig, vermittelst einer mit der Röhre l zu verbindenden Luftpumpe die Luft in der hohlen Scheibe b fortwährend zu verdünnen. Außerdem muß mittelst einer gewöhnlichen Saugpumpe die Flüssigkeit durch die Röhre n herausgezogen und in einen höher gelegenen Behälter geschafft werden, aus welchem sie wieder durch die siebartig durchlöcherte Röhre P herabfließen oder nach einer Abdampfpfanne geleitet werden kann. Alle Flüssigkeit gelangt durch den Drahtring in die hohle Achse b¹ der Scheibe und von da in den Raum m, aus welchem sie durch die Röhre n abgelassen wird. Wenn nun die Luft- und Flüssigkeitspumpen in Thätigkeit und die Achsen v und E in Rotation gesetzt werden, so ist die Wirkungsweise des Apparates folgende. Der krystallisirte und mit der Melasse vermengte Zucker wird in den Behälter C geworfen, und durch die umlaufenden Flügel F nach dem Drahtring hinabgetrieben, welcher mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 8 oder 10 Umdrehungen per Minute rotirt. Wird nun der Schieber K ungefähr 1/4 oder 3/4 Zoll gehoben, so legt sich sofort eine Zuckerschichte von dieser Dicke auf die rotirende Scheibe, und sobald die letztere eine vollständige Umdrehung gemacht hat, so ist der ganze Drahtgewebering mit Zucker bedeckt. In Folge des luftverdünnten Raumes in der Scheibe b wird die Melasse in das Innere derselben gezogen, während die Wasserstrahlen, unter denen die Zuckerschichte sich rasch hinwegbewegt, die den Krystallen adhärirende Melasse mitnehmen. Während der Zucker sich dem Schaber entgegenbewegt, streicht die Luft hindurch und nimmt die Feuchtigkeit mit, so daß der Zucker hinreichend trocken von dem Drahtgewebe abgestrichen wird, um sofort in einen passenden Behälter geleitet zu werden. Hat die rotirende Scheibe 4 Fuß Durchmesser, so legt ihr äußerer Rand bei jeder Umdrehung eine Strecke von mehr als 12 Fuß zurück, und wenn sie in der Minute 10 Umdrehungen macht, so beträgt die ganze Zeit von dem Augenblick, wo der Zucker den Behälter C verläßt bis zu dem Augenblick, wo er durch den Schaber abgestrichen wird, etwas weniger als 5 Secunden, indem nur 3/4 Umdrehungen der Scheibe hiezu erforderlich sind. Wenn die Scheibe zu einer vollständigen Umdrehung 6 Secunden braucht, und die Wasserstrahlen auf eine Breite von 3 Zollen wirken, so beträgt die Zeit, während welcher der Zucker unter diesen Strahlen sich hinwegbewegt, nur 1/8 Secunde; erwägt man ferner, mit welcher Geschwindigkeit Flüssigkeiten in einen luftleeren Raum strömen, so begreift man leicht, wie kurze Zeit dem Wasser im vorliegenden Falle gestattet ist auf den Zucker zu wirken. Die Entfernung der die Krystalle überziehenden Melasse in so kurzer Zeit ist hauptsächlich der durch das rasche Durchströmen von Luft und Wasser zwischen den Zuckerkrystallen veranlaßten Reibung zuzuschreiben, wobei das Wasser natürlich nicht Zeit hat die Zuckerkrystalle aufzulösen.