Beiträge zur Fabrikation des Leimes; von Dr. Bruno Terne in Cambridge (Mass. Nordamerika). Mit Abbildungen. Terne, Beiträge zur Fabrikation des Leimes. Die Literatur auf diesem Gebiet der Verwerthung thierischer Abfälle ist noch eine verhältnißmäßig sehr wenig ausgedehnte, und dürfte es deshalb wohl nicht ganz ohne Interesse sein, nach einer mehrjährigen Praxis auf diesem Feld, die gemachten Erfahrungen zusammenzustellen und der Oeffentlichkeit zu übergeben. Besonders angeregt dazu werde ich durch den betreffenden Ausstellungsbericht über die Wiener Ausstellung 1873 von Prof. W. F. Gintl, welcher in diesem Journal, 1874 214 294 aufgenommen ist. In der Einleitung seines Berichtes findet der Berichterstatter den zum Spottnamen gewordenen „Leimsieder“ in der That berechtigt und begründet dies mit dem in Deutschland herrschenden System der Kleinindustrie. Die Richtigkeit dieser Verhältnisse zugebend, muß ich für das Gebiet der Vereinigten Staaten Nordamerikas diesen Industriezweig ganz entschieden gegen die gemachten Vorwürfe in Schutz nehmen. Die gewaltigen Werke in New-York, Philadelphia, Chicago, Boston, Baltimore etc. repräsentiren nicht nur durch ihre maschinellen Einrichtungen eine wohlgepflegte Großindustrie, sondern bürgen auch durch die Art und Weise ihrer Leitung, welche meist in den Händen tüchtiger Fachleute, überall von wohlgeschulten Chemikern unterstützt, ruht, die Gewähr, daß die Fortschritte der Wissenschaft möglichst zum Nutzen dieser Fabrikation ausgebeutet werden. Es gereicht mir dabei zum besondern Vergnügen, zu constatiren, daß unsere deutschen Landsleute, die Gebrüder Wahl in Chicago seit Jahren Nichts unversucht gelassen haben, ihre Fabrik, in welchen der Verfasser beinahe zwei Jahre (1871 bis 1873) als Chemiker thätig war, im Einklang mit den neuesten Forschungen der Wissenschaft zu führen. Es ist dem Eifer der Genannten gelungen, ungeachtet zweier verheerenden Feuersbrünfte ein Etablissement zu errichten, welches zur Ehre des deutschen Namens eines der ersten und bedeutendsten im Lande ist. Die Ausdehnung der angezogenen Fabriken läßt sich annähernd an den nöthigen Arbeitskräften ermessen, die in denselben von 50 bis 200 und mehr Arbeitern variiren. Gintl sagt in seinem Bericht: „Der Einwand, daß bei Anwendung gespannter Dämpfe die Qualität des resultirenden Leimes leide, hat sich als völlig haltlos erwiesen.“ Ich muß dagegen die Richtigkeit dieser Behauptung auf das allerbestimmteste aufrecht erhalten. Jede Spannung von Dämpfen beeinträchtigt die Qualität des zu erzielenden Productes; je höher der Druck, um so geringer ist die Qualität des Leimes, welche Verschlechterung sich mit der Erhöhung des Druckes bis zur vollständigen Vernichtung der Gelatine steigert. Dasselbe Material, welches bei einem Druck von 10 bis 20 Pfd. pro Quadratzoll (0,7 bis 1k,4 pro 1qc) ein noch leidlich gutes Product liefern kann, wird bei einem Druck von 30 und mehr Pfund (über 2at) jn derselben Kochzeit ein ganz weiches, selbst bei 0° nicht mehr gelatinirendes Product entstehen lassen. Während in den Leimfabriken das Material, mit Sorgfalt dem geringsten zulässigen Druck ausgesetzt, eine werthvolle Suppe für Leimgewinnung liefert, entsteht in den Schlächtereien, welche dasselbe Material einzig für Fett ausbeuten, eine Brühe, welche unter doppeltem und dreifachem Druck erzeugt, nicht die geringste Fähigkeit besitzt, eine Gelatine zu geben. Ich hatte in Chicago Veranlassung, die Brühen der Schlachthäuser sorgfältiger Prüfung zu unterwerfen (1873 208 386). Ich füge hinzu, daß trotz der entgegenstehenden Ansicht von Siebel (1873 210 79) ich die Richtigkeit meiner aufgestellten Behauptung, diese Brühen als Ammoniakquellen zu benützen, aufrecht erhalte, und daß ich gelegentlich eingehend darauf zurückkommen werde. Die Anwendung geschlossener Kessel ist durch allerhand außer dem Bereich der eigentlichen Fabrikation liegenden Factoren geboten. Der Nachtheil, welcher durch die Einführung der eisernen geschlossenen Kessel entstand, ist in den meisten großen Fabriken durch die Einführung der Vacuumpfannen zu paralysiren gesucht. Es ist eine unumstößliche Thatsache, daß je höher die Temperatur, unter welcher eine Brühe erzeugt, je länger die Einwirkung der Temperatur dauert, eine um so geringere Qualität des Leimes erzeugt wird, gleichviel ob nun die Brühen in der Zeit der Extraction aus dem Rohmaterial oder in der Zeit der Eindampfung diesem Einfluß ausgesetzt sind. Es existirt kaum eine einzige Leimfabrik von irgend welcher Bedeutung, die sich nicht einer Vacuumpfanne bedient; es nimmt mich daher Wunder, daß in dem obengenannten Bericht die Einführung des Siedens im Vacuum gar nicht erwähnt ist, ja daß selbst in neueren technisch-chemischen Werken, z.B. Fleck's Abhandlung über Verwerthung thierischer Abfallstoffe, Nichts davon erwähnt ist. Wenn schließlich der Berichterstatter die Leimfabriken als gesundheitsgefährliche Anstalten ansieht, so läßt das nur auf einen sehr niedern Stand der ins Auge gefaßten Industrie schließen. Der Besuch der Mammuth-Leimsiedereien der Vereinigten Staaten würde in dieser Hinsicht sofort eine bessere Ansicht über diesen Industriezweig gewähren. Eine Leimsiederei, richtig eingerichtet und geleitet, belästigt die Nachbarschaft nicht mehr als eine Hefefabrik oder Stärkefabrik. Das Rohmaterial, welches in den Vereinigten Staaten für Leim verarbeitet wird, zerfällt in zwei Hauptclassen: I) Abfälle der Schlächtereien, II) Abfälle der Gerbereien. Die Gewinnung des Knochenleimes mittels Herstellung der Gelatine durch Extraction der mineralischen Bestandtheile der Knochen mittels Salzsäure ist wegen des hohen Preises der letztern gänzlich ausgeschlossen, oder nur durch besonders günstige Localverhältnisse in ganz geringem Umfang möglich. I) Die Verarbeitung der Abfälle der Schlachthäuser. In den großen Städten dieses Continentes ist überall die Schlächterei in großartige Etablissements zusammengedrängt, so daß die Beziehung des Materials sehr erleichtert wird. In den Handelsplätzen des Westens finden sich nun aber auch neben den Schlächtereien für den Bedarf der Einwohner sehr ausgedehnte Plätze für den Exporthandel. Das Rohmaterial häuft sich in den Wintermonaten ganz enorm an; es werden, wie die Handelsberichte ausweisen, jährlich allein mehr als eine Million Schweine für den Export geschlachtet. Nach seinem Leimgehalt darf man das Schlachthausmaterial ordnen, wie folgt: 1) Ochsenfüße, 2) Schweinfüße, 3) Kalb- und Schaffüße, 4) grüne Knochen, 5) Ochsen- und Schweinsköpfe. Dieses Material ist soviel als möglich von Blut zu befreien. Je kleiner die Theile sind, um so leichter wird sich dieser Zweck erreichen lassen. Deshalb findet man denn auch in den größern Fabriken Maschinen zum Zerreißen der Fleischtheile und Brechen der Knochen. Der vortheilhafteste, mir bekannte Knochenbrecher ist der von Baugh und Sohn in Philadelphia patentirte (vgl. *1869 191 186). Ein Knochenbrecher größter Construction ist im Stande, täglich 20t Knochen in Stücke von der Größe eines Daumengliedes zu zerbrechen. Wenn das Material die Brechmaschine passirt hat, wird es am vortheilhaftesten in geeigneten Waschmühlen von Schmutz und Blut befreit. Nach gehöriger Waschung wurde das Material bisher als fertig zum Versieden angesehen. Ich habe nun hier einen Bleichungsproceß in den Fabrikationsgang eingeschaltet, mit welchem ich in dem Geschäft von G. Upton in Boston für diese billigen Sorten Leim einen durchschlagenden Erfolg errungen habe. Bereits im J. 1871 wurden von mir in der Fabrik von Gebrüder Wahl in Chicago auf Anregung des Hrn. Ch. Wahl umfassende Versuche mit schwefliger Säure angestellt und dieselbe in gesättigter Lösung während des Koch- und Verdampfungsprocesses mit Vortheil benützt. In der von mir erbauten Fabrik der St. Joseph-Actiengesellschaft benützte ich die schweflige Säure in ausgedehntem Maße, konnte aber leider in Ermanglung einer Vacuumpfanne nicht den vollen Nutzen davon ziehen. Erst in meiner jetzigen Stellung versuchte ich den Weg einzuschlagen, welcher sich sofort als der einzig richtige und erfolgreichste zu erkennen gab. Nach Entfernung des Blutes behandle ich das Material in geeigneten Holzgefäßen, die möglichst bedeckt sein sollen, mit einer gesättigten Lösung von schwefliger Säure. Die Dauer der Einwirkung ist je nach der Beschaffenheit des Materials sehr verschieden und ist es allein durch Erfahrung möglich, für dasselbe je nach seiner Beschaffenheit und nach den Verhältnissen der Jahreszeit das rechte Maß einzuhalten. Der Erfolg ist ein doppelter. Das Material liefert eine klare, beinahe wasserhelle Brühe, welche in der Vacuumpfanne eingedampft, in Bezug auf Helligkeit und Glanz dem Leim aus dem besten Hautmaterial in Nichts nachsteht.Proben dieses Knochenleimes hat die Bostoner Firma Gebrüder Upton in Philadelphia ausgestellt. Das Fett der gelblichen Knochen ist bedeutend heller und hat nicht den unangenehmen Geruch, welchen das Knochenfett sonst stets zeigt, so daß es im Handel mit 1/4 Cent mehr bezahlt wird als das nach der gewöhnlichen Methode erzeugte. Es ist leicht, zu erkennen, daß die Kosten der schwefligen Säure durch den höhern Preis des Productes reichlich ersetzt wird. Um die schweflige Säure zu erzeugen, habe ich folgenden sehr einfachen Apparat (Fig. I) construirt, der zur vollständigsten Zufriedenheit in beiden Plätzen unseres Geschäftes arbeitet. An beiden Plätzen unseres Werkes sind die Kokesthürme so gestellt, daß der äußere Mantel durch die Wärme des Kesselhauses und somit das Ganze gegen Frost geschützt ist. Fig. 1., Bd. 221, S. 255 A Schwefelbrenner; B Abzugsrohr aus Stein; C Sammelreservoir; D Kokesthurm. 12 Steinzeugrohre zu 760mm Länge; E Zugregulator; F Wasserreservoir; G Dampfpumpe für Säure; H Schornstein für den Schwefelbrenner Fig. 2., Bd. 221, S. 255 A Eiserner, mit Blei ausgekleideter Kessel, um eventuell den Bleichungsproceß in demselben vorzunehmen; B Verschließbare Füllöffnung; C Verschließbare Auszugsöffnung; D Siebboden; E Dampfschlange, in Verbindung mit einem Condensationstopf e; F Dampfzuleitungsrohr; G Absperrhahn, verschlossen beim Kochen; H Hahn am Ablaßrohr; I Block, um Wasser abzulassen; K₁-K₅ Ablaßhähne für Fett und Oel; L Abzugsrohr für die stinkenden Gase zur Kesselfeuerung; M Sicherheitsventil; N Manometer Die Einwirkung einer concentrirten wässerigen Lösung von schwefliger Säure ist ganz charakteristisch. Die Haupttheile und vor allem die Flechsentheile schwellen dick auf und nehmen letztere den Glanz von Seide und die Durchsichtigkeit von Gelatine an. Der wesentlichste Vortheil besteht darin, daß die leimgebenden Gewebe in Berührung mit der SO₂ nicht nur gebleicht, sondern auch in den Zustand größter Lockerheit gebracht werden und somit sich sehr schnell in Leim verwandeln lassen. In Folge dieser Behandlung ist es möglich, aus grünen Knochen bei der ersten Abkochung eine bedeutende Abkürzung derselben und Verminderung des Druckes zu erzielen. Das gewaschene und gebleichte Rohmaterial ist nun fertig zum Versieden. Ueber den Siedeproceß ist Neues kaum zu sagen. Hauptbedingungen für Erhaltung guter starker Brühen ist, abgesehen von der vorbereitenden Behandlung des Materials, niedriger Druck und möglichst kurze Kochzeit. Der Kessel mit der in Figur II angegebenen Einrichtung entspricht allen Anforderungen, die für ein gleichmäßiges, ruhiges Kochen gemacht werden können, und bietet die Garantie, bei leichter Behandlungsweise selbst in den Händen eines nicht sehr sorgsamen Arbeiters ein fast fettfreies Product erzielen zu lassen. Das Rohr F für directen Dampf ist nur eingeführt, um das Wasser rasch auf den Siedepunkt zu bringen; die Schlange E genügt, um den Kessel im Sieden zu erhalten. Die vollständig fettfreie Suppe hat sodann, um von den Fasertheilchen, coagulirten Eiweißstoffen u. dgl. befreit zu werden, Filter zu passiren. Ich wende hier ein Knochenkohlenfilter an von etwa 1m,22 Füllhöhe; die Kohlen sind mit groben Säcken bedeckt und das ganze Filter mit einem Dampfmantel umgeben. Das Filter arbeitet sehr zufriedenstellend; doch bin ich überzeugt, daß eine Filterpresse, wie solche z.B. von Wegelin und Hübner in Halle gebaut werden, zweckentsprechender sein würden. Von dem Filter aus ist die Flüssigkeit sofort der Vacuumpfanne zuzuführen; jede Einschaltung einer Verdampfung in offenen Gefäßen ist ein Mißgriff, der nur zur Verringerung der Qualität des Productes führt. Ueber Behandlung der Leimflüssigkeiten in der Vacuumpfanne ist nichts Wesentliches hervorzuheben, was nicht auch bei der Behandlung der Zuckersäfte zu beobachten wäre. Die Consistenz der in den Vacuumpfannen zu erzielenden Leime ist je nach der Bestimmung und der Lufttemperatur sehr verschieden und lassen sich unmöglich allgemeine Regeln dafür aufstellen. Jedenfalls muß der Leim so dick eingekocht werden, daß die zu erhaltenden gelatinirten grünen Leime fähig sind, geschnitten zu werden, oder daß der zum Gießen in Platten bestimmte Leim sich leicht und in kurzer Zeit aus den Formen entfernen läßt. Ich bemerke hier zum mehrfach angezogenen Bericht, daß die Masse des Leimes, welche gegossen wird, in den Vereinigten Staaten der Menge des geschnittenen Leimes nicht viel nachsteht. Das Gießen des Leimes bietet den großen Vortheil gesparter Arbeit; sodann ist der lästige Abfall, welcher beim Schneiden nicht zu umgehen ist, vermieden. Am geeignetsten sind Platten von starkem verzinntem Eisenblech, welche allerdings die Unannehmlichkeit haben, sich leicht zu werfen. Um diesen Uebelstand zu umgehen, benützen die Gebrüder Wahl seit einigen Jahren eigens dazu gefertigte Glastische, welche dem Leim einen außerordentlich schönen Glanz verleihen; indessen ist die Zerbrechlichkeit der Glasplatten sehr störend. Das Gießen des Leimes bietet entschiedene Vortheile: 1) muß derselbe dicker eingekocht werden, um ihn möglichst schnell aus den Pfannen ziehen zu können, und ist bei gleichem Volum also schwerer; man erspart in Folge dessen an Netzen; 2) kann er besser Temperaturwechsel ertragen, weil der Leim in den Gußformen auf beiden Seiten eine Haut bildet; dabei hat der gegossene Leim einen höhern Glanz; 3) das durch die Formen bedingte schnelle Auskühlen beseitigt jede Gefahr des Fermentirens. Bei einer Temperatur unter 5° kann der Leim aus den Gußformen innerhalb weniger Stunden entfernt werden, während selbst die besten Formen für Leimblöcke zum Schneiden 24 bis 48 Stunden erfordern, um vollständig auszukühlen. Das Abkühlen des frischen Leimes ist ein Umstand, dem jeder Fabrikant die größte Aufmerksamkeit zu schenken hat. Der Leim soll wo möglich stets bei einer Temperatur von 0 bis 5° abgekühlt werden; um dies erreichen zu können, sind sämmtliche größere Fabriken mit Eishäusern und abgekühlten Arbeitsräumen versehen. Für den zu schneidenden Leim habe ich die hier gebräuchlichen Formen von 3mm starkem galvanisirtem Eisenblech am allerzweckmäßigsten gefunden. Die Höhe der Form beträgt 254mm, die obere Oeffnung 305 × 356mm, der Boden 290 × 330mm. Mit großem Vortheil kann der Leim, um Eis zu sparen, in diesen Formen durch dieselben umspülendes Wasser abgekühlt werden. Jedenfalls sind Formen aus schlecht wärmeleitendem Material gänzlich zu verwerfen, da sie geeignet sind, den Leim in Fäulniß übergehen zu lassen. Die Leimplatten, gegossen oder aus den Formen geschnitten, gehen zum Trocknen; an Stelle der früher üblichen gestrickten Netze sind ganz allgemein Drahtnetze getreten, die neben größerer Haltbarkeit auch den Vortheil größerer Sauberkeit für sich haben. Ich pflege nun, um die theuren Netze zu sparen, die Leimplatten, nachdem sie eine gewisse Festigkeit erlangt haben, an dicken Eisendrähten senkrecht aufzuhängen. Bezüglich des Trocknungsprocesses selbst machen sich die großen Geschäfte so viel als möglich vom Wetter unabhängig. Selbstredend benützt man günstige Luft so viel als möglich, als den billigsten Trockner; indessen sind Geschäfte, deren Hauptproductionsperiode an die Zeit der Massenschlächterei gebunden ist, absolut gezwungen, großartige Trockenanlagen zu errichten. In dem Wahl'schen Etablissement wurden in den Jahren 1871/72 große Steintrockenhäuser aufgeführt, die durch doppelte Fenster und Thüren fast hermetisch gegen die Einwirkung der äußern Luft abgeschlossen waren. Die Lufterneuerung in denselben wurde durch einen Riesenventilator hergestellt und von passenden Zügen im Haus selbst regulirt. Die Anlage erlaubte während des ganzen Winters zu arbeiten, ohne jemals gefrorene Leime machen zu müssen. Ich bin fest überzeugt, daß die neuen Anlagen noch vollkommener sein werden, als sie vor dem letzten Brande waren, und daß die genannten Herren bereit sein werden, ihre Erfahrungen in dieser Hinsicht Fachgenossen mitzutheilen. Auch die großen Etablissements im Osten arbeiten mit ähnlichen Einrichtungen. Ehe ich zur Besprechung des bessern Rohmaterials übergehe, habe ich noch Folgendes zu erwähnen. Die Entfettung des Leimmaterials mittels Benzin ist geeignet, eine vollständige Revolution in dem Gange der bisherigen Fabrikation hervorzubringen. Ein Verfahren, dessen Einzelheiten mir bis jetzt noch nicht bekannt sind, ist patentirt für Amerika und befindet sich in den Händen von Baeder Adams und Comp. in Philadelphia. Ich habe zahlreiche Versuche über die Extraction mittels Benzin angestellt und bin von der eben ausgesprochenen Ansicht definitiv überzeugt worden. Das Geschäft, in welchem ich im Augenblick thätig bin, ist durch Abschluß eines Contractes mit dem großen Stadtschlachthaus genöthigt, täglich 1500 bis 2000 Gallonen Leimsuppe aufzuarbeiten, zu welcher das Rohmaterial sich unserer Controle entzieht. Dasselbe ist behaftet mit Schmutz und Blut, wenn es in den Kessel kommt, und liefert deshalb eine Brühe, die bisher beim Eindampfen ein braunes, unscheinbares Product geliefert hat. Ich habe nun diese Suppen direct in der Vacuumpfanne je nach der Färbung mit Lösungen schwefliger Säure gemischt im Verhältniß von 10 bis 50 Proc. des Volums. Auch in diesem Fall hat sich die schweflige Säure ganz ausgezeichnet bewährt und bewirkt, daß ein helles, klares und beinahe geruchloses Material erzielt wird. Der Leim zeigt nach der Behandlung im Vacuum nicht die geringste Reaction freier Säure.