Titel: | Ueber Leroy und Durand's Verbesserungen in der Stearinkerzen-Fabrication, insbesondere deren selbstthätiges elektrisches Pyrometer zur Regulirung der Temperatur des überhitzten Dampfes für die Destillation der Fettsäuren; von F. Moigno. |
Fundstelle: | Band 185, Jahrgang 1867, Nr. CV., S. 350 |
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CV.
Ueber Leroy und Durand's Verbesserungen in der
Stearinkerzen-Fabrication, insbesondere deren selbstthätiges elektrisches
Pyrometer zur Regulirung der Temperatur des überhitzten Dampfes für die Destillation der
Fettsäuren; von F.
Moigno.
Aus Les Mondes, t. XIV p. 190; Mai
1867.
Mit einer Abbildung auf Tab. V.
Leroy und Durand's Verbesserungen in der
Stearinkerzen-Fabrication.
Diese erst im Jahre 1858 gegründete, auf dem Gebiete der Gemeinde von Gentilly,
Bicêtre gegenüber gelegene großartige Fabrik nimmt einen Flächenraum von
40000 Quadratmetern ein. In derselben wird betrieben: 1) das Auslassen oder
„Schmelzen“ des Talges; 2) die Fabrication der Talglichter;
3) die Stearinkerzenfabrication und 4) die Seifenfabrication. Der zu den
verschiedenen Manipulationen sowie zum Betriebe zweier Maschinen erforderliche Dampf
wird von sieben Generatoren geliefert, welche 300 Pferdekräfte repräsentiren. Die
ganze Fabrik beschäftigt 400 Arbeiter, welche im Durchschnitte jährlich 300 Tage für
einen Lohn von 4 Frcs. der Mann und 1 Frc. 75 Cent. bis 2 Frcs. die Frau arbeiten.
Eine Hülfscasse gewährt einem jeden von ihnen Baarunterstützungen, sowie in
Krankheitsfällen unentgeltliche ärztliche Behandlung und Arzneimittel. – Die
Fabrik vermag täglich zu liefern: 15,000 Kilogr. geschmolzenen Talg; 11,000 Kilogr.
Talgkerzen; 20,000 Kilogr. Fettsäuren; 8000 Kilogr. Stearinsäurekerzen; 60,000
Kilogr. Seife von verschiedenen Sorten. Sie kauft von den in Paris und innerhalb der
Bannmeile wohnenden Fleischern jährlich ungefähr 4 Mill. Kilogrm. Talg auf, ein
Viertheil der Gesammtproduction des Seinedepartements, und importirt überdieß aus
Rußland, sowie aus Nord- und Südamerika große Mengen Talg und aus den
Küstenländern Afrikas für 2 Millionen Frcs. Palmöl. Dagegen verkauft die Fabrik
jährlich für mehr als 10 Millionen Frcs. Waare.
Das Ausschmelzen des Talges.
Beim Ausschmelzen des Talges werden bekanntlich zwei Methoden befolgt, nämlich
entweder das Schmelzen mit Zurücklassung von Grieben oder das Schmelzen unter
gleichzeitiger Behandlung mit Schwefelsäure. Bei dem ersteren Verfahren werden die
Rohsubstanzen in einem Kessel über freiem Feuer erhitzt, indem der Arbeiter die
Masse umrührt und so die Einwirkung der Wärme befördert; die Feuergefährlichkeit
dieser Manipulation ist
so groß und der bei derselben sich entwickelnde Geruch ist so widrig, daß die
Sanitätsbehörden in Frankreich die Anwendung des Verfahrens innerhalb der Städte
verboten haben. Im Jahre 1818 empfahl der berühmte Darcet
die Einführung einer fast ganz unschädlichen Methode zum Talgschmelzen, welche einen
ebenso guten, aber gleichzeitig weißeren Talg, und zwar in reichlicherer Menge,
beinahe ohne jede Entwickelung übler Gerüche gibt. Zu diesem Zwecke wird der Rohtalg
in einem durch Schwefelsäure sauer gemachten Bade in verschlossenen, doppelwandigen
Kesseln geschmolzen, in welche man Dampf eintreten läßt, so daß die Temperatur auf
103 bis 110º C. erhöht wird. Allein kaum glaublicher Weise war noch im Jahre
1832, also lange Zeit nach Darcet's Erfindung, das alte
Schmelzverfahren nicht nur in Frankreich, sondern sogar auch noch in Paris üblich.
Es kostete Leroy fünfjährige, bedeutende Opfer, um dieses
Verfahren zu verdrängen, denn er sah sich während dieses ganzen Zeitraumes
gezwungen, seinen Talg um 2, 3 und 4 Frcs. unter dem Tagespreise zu verkaufen.
Heutzutage schmelzen alle Fabrikanten nach dem verbesserten Darcet'schen – oder nach dem im Jahre 1851 patentirten Verfahren
von Evrard
Polytechn. Journal Bd. CXX S.
204. mit Anwendung von Alkali.
Die sogen. Lichterbank, ein hölzerner Tisch, welcher mit
Löchern zur Aufnahme der aus „Metall“ (einer Bleizinnlegirung)
bestehenden Lichtformen versehen ist, in welchen letzteren die Dochte mit der Hand
befestigt werden, – hat fast ganz ihre alte Form beibehalten; allein das
Gießen des flüssigen gußrechten Talges in die Formen,
eine Arbeit welche früher durch Handarbeit verrichtet wurde und sehr bedeutende
Kosten verursachte, geschieht heutzutage mittelst einer patentirten Gießmaschine. Dieselbe besteht aus einem mit vierzehn,
einer gleichen Anzahl von Formen entsprechenden Löchern versehenen Behälter, welcher
auf Rädern mit Spurkränzen beweglich ist und auf Schienen über die ganze Lichterbank
hinweggleiten kann, so daß der Arbeiter ihn nur bei seinem Vorwärtsrollen zu lenken
und die für den Ausfluß des Talges bestimmten Oeffnungen mittelst eines mit einem
Kölbchen versehenen kleinen Hebels zu öffnen und zu schließen braucht.
Die Fabrication der
Stearinkerzen.
Zur Verarbeitung des Talges, des Palmöls, überhaupt der aus Glycerin und Fettsäuren
bestehenden Fettkörper zu festen Kerzen, werden diese Rohstoffe zunächst getrocknet
und darauf eine bestimmte Zeit lang mit einer geringen Menge concentrirter Schwefelsäure in
möglichst innige Berührung gebracht, wodurch das Glycerin von der Fettsäure getrennt
wird. Dann wird die ganze Masse ausgewaschen, getrocknet und in Retorten bei einer
Temperatur von ungefähr 250º C. durch die Einwirkung eines Stromes
überhitzten Wasserdampfes destillirt. Die Fettsäuren gehen mit vollkommen weißer
Farbe über, und werden dann gewaschen und im kalten sowohl, wie auch im heißen
Zustande gepreßt, wodurch man einerseits Oelsäure (Olein des Handels), andererseits
Stearin, ein Gemenge von mehreren festen Fettsäuren, erhält.
Diese Destillation ist eine Operation von sehr kitzlicher Art, insofern es schwierig
ist, die zu behandelnden Substanzen, namentlich den überhitzten Dampf, auf der
richtigen Temperatur zu erhalten. Diese letztere muß der Art seyn, daß die
Destillation rasch von statten geht und ohne daß eine Zersetzung der Fettsäuren,
stattfindet, welche fehlerhafte Producte und somit bedeutende Verluste herbeiführen
würde. Leroy und Durand haben
durch Einführung eines Apparates zur selbstthätigen Regulirung
der Temperaturen des überhitzten Dampfes zwischen 250 und 450º mittelst eines elektrischen Pyrometers, von welchem wir
im Folgenden eine Beschreibung geben, einen sehr bedeutenden Fortschritt in dem von
ihnen so würdig vertretenen Industriezweige gemacht.
A, A', Fig. 6, ist das
Dampfzuleitungsrohr, aus welchem der Dampf durch die beiden Rohre B, B' und C, C' in den die
Kugel (das Gefäß) F des Pyrometers umschließenden Muff
E, E' tritt, um aus diesem durch das Rohr G, G' in den Destillirkessel überzugehen. Vor seinem
Einströmen in den Muff wird der im Rohre C, C'
enthaltene Dampf durch ein über einer Feuerung liegendes Röhrensystem geleitet und
in demselben überhitzt. Zwei an den Röhren B, B' und C, C' befindliche Absperrhähne öffnen und schließen sich
durch Vermittelung zweier in einander und in die Zahnstange H greifender Zahnräder D und D'; steigt die Zahnstange H,
so dreht sie das Rad D' nach der einen, und das Rad D nach der entgegengesetzten Richtung; das Rad D' schließt den Hahn des Rohres B, B' mehr oder weniger vollständig, während gleichzeitig das Rad D den am Rohre C, C'
befindlichen Hahn im entsprechenden Verhältnisse öffnet. In Folge dieser Anordnung
strömt der Dampf mehr oder weniger reichlich durch die Röhren C, C' und B, B', und in den Muff E, E' gelangt mehr oder weniger überhitzter oder nicht
überhitzter Dampf; die Temperatur der Kugel F und die
des durch das Rohr G, G' ausströmenden Dampfes ist dem
entsprechend mehr oder weniger hoch. Die Zahnstange H
wird durch den Schwimmer O, O' in Bewegung gesetzt,
welcher an der über die
Rollen L, L' laufenden Schnur J,
J' befestigt ist; derselbe befindet sich in dem Bassin N, N', über welchem ein zweites Bassin M, M' angebracht ist, durch dessen Mitte ein Rohr K, K' hindurchgeht, um der den Schwimmer haltenden
Schnur freien Spielraum zu gewähren. Das Bassin M, M'
communicirt an mehreren Stellen mit dem an seiner Seite angebrachten Rohre S, S'; letzteres ist an seinem unteren Ende mit einem
Ventile versehen, welches, wenn es geöffnet wird, das im Bassin M, M' enthaltene Wasser durch den Trichter X in das Bassin N, N'
hinabfließen läßt, wodurch also der Schwimmer gehoben wird. Das Reservoir N, N' communicirt seinerseits an mehreren Stellen mit
dem an seiner Seite angebrachten Rohre R, R', welches
gleichfalls an seinem unteren Ende mit einem Ventile versehen ist, durch welches,
sobald es geöffnet wird, das Wasser aus dem Bassin N, N'
ausfließt, worauf der Schwimmer O, O' sinkt. Durch das
mit einem Hahne versehene Rohr y, y' fließt von außen
Wasser in das Becken M, M'; der Ueberschuß desselben
fließt durch das Abfallrohr J, J' und der Ueberschuß des
im Becken N, N' enthaltenen Wassers durch das Rohr Q, Q' ab. Die durch den Elektromagneten T in Bewegung gesetzten Ventile A, A' der Röhren S, S' und R, R' wirken abwechselnd, so daß sich das eine schließt,
sobald sich das andere öffnet, und umgekehrt. Unter dem Elektromagneten befindet
sich nämlich ein kleiner Hammer oder eine Armatur von weichem Eisen h, welche auf dem kleinen kupfernen Amboß s ruht; die Entfernung zwischen dem Elektromagneten und
der Armatur, so lange diese auf dem Amboß liegt, beträgt 1 bis 2 Millimeter; die
Armatur ist an den kurzen Arm n, p des um p sich drehenden Hebels n, m
angelöthet. Sobald der Strom in den Elektromagneten gelangt, wird die Armatur
angezogen, der Hebel kommt aus dem Gleichgewichte, sein Arm p, m sinkt und öffnet durch Vermittelung der Schnur und des Kniehebels x, y das Ventil des Rohres S,
S', während er gleichzeitig das Ventil A' des
Rohres R, R' schließt. Wird der Strom unterbrochen, so
schließt sich das obere Ventil und das untere öffnet sich. Das eine Ende i des Drahtes des Elektromagneten steht mit dem
positiven Pole f der Batterie V durch i, b, a, d, e, f, das andere Ende h mit dem negativen Pole g
durch den Draht g, h in Verbindung; b, a und e, d sind zwei,
mindestens an ihrem unteren Theile aus Platin bestehende Conductoren
(Leitungsdrähte), deren jeder bis auf 1 oder 2 Millimet. von seinem unteren Ende mit
isolirenden Fäden von Seide oder Baumwolle umsponnen ist; das Ende d des Conductors e, d reicht
um 4 bis 5 Millimet. tiefer hinab als das von b, a.
Dieses Conductorensystem wird in das Rohr r, r' des
Manometers P gesteckt, welches letztere durch das
Capillarrohr q, q' mit dem mit trockenem Stickstoffgase
gefüllten Gefäße F in Verbindung steht. Diese Vorrichtung –
Capillarrohr q, q', Manometer P und Gefäß F – bildet das eigentliche
Pyrometer; die dem Quecksilberstande im Manometer entsprechenden Temperaturen werden
an der Scale des Rohres r, r' abgelesen.
Das Spiel des gesammten Apparates ist nun das folgende: Gesetzt der überhitzte Dampf
müsse constant die Temperatur von 200° C. haben, so stecken wir zunächst die
Conductorvorrichtung b, a und c,
d so in das Rohr r, r', daß das Ende oder die
Spitze a 200° anzeigt; dann lassen wir den Dampf
in das Rohr A, A' einströmen. So lange der in den Muff
E, E' gelangte Dampf noch nicht heiß genug ist, um
die Temperatur von 200° hervorzubringen, steigt das Quecksilber nicht so
hoch, daß es mit der Conductorspitze a in Berührung
kommt; die beiden Drähte b, a und e, d communiciren demnach nicht mit einander, somit kann der Strom nicht
in den Elektromagneten T treten; die Armatur h ruht auf dem Amboß s; das
Ventil von S, S' bleibt geschlossen, das von R, R' hingegen geöffnet; aus N,
N' fließt das Wasser aus; der Schwimmer O, O'
sinkt und veranlaßt die Zahnstange H zum Steigen;
dadurch wird der Zulaßhahn für den nicht überhitzten Dampf geschlossen, der
Zulaßhahn für den überhitzten Dampf dagegen geöffnet, bis das Dampfgemisch die
Temperatur von 200° erreicht. In demselben Augenblicke berührt das
Quecksilber im Rohre r, r' das Ende a des Drahtes b, a und
vermittelt dadurch die Communication desselben mit dem Drahte e, d; der Strom tritt in den Elektromagneten, dieser kommt in Thätigkeit
und hebt die Armatur h; das Ventil von S, S' öffnet, das von R, R'
schließt sich; das im oberen Becken M, M' enthaltene
Wasser läuft in den unteren Behälter N, N' ab, der
Schwimmer steigt und drückt die Zahnstange H nieder, und
diese setzt die Hähne der beiden Dampfrohre in Bewegung. Sobald die Temperatur des
Dampfgemisches 200° zu übersteigen beginnt, fängt das Spiel der beiden
Ventile von Neuem an und in dieser Weise ist man, wie die tägliche Erfahrung
beweist, im Stande die Temperatur des Dampfes auf jedem beliebigen Grade constant zu
erhalten.
Nach der Destillation und den: darauf folgenden Auswaschen werden die Fettsäuren
durch mechanische Mittel in das Preßhaus transportirt und je nach ihrer
Beschaffenheit entweder kalt oder warm gepreßt. Früher wurde diese Operation beinahe
ohne jeden Anhaltspunkt ausgeführt; der durch dieselbe sehr in Anspruch genommene
Arbeiter zog nicht immer das Manometer zu Rathe und dadurch wurden häufig bedeutende
Nachtheile verursacht. Leroy und Durand kamen zuerst auf den glücklichen Gedanken, mit dem Manometer ein
elektrisches Läutewerk zu verbinden, welches es
sofort signalisirt, wenn der beabsichtigte Maximaldruck erreicht ist. Die durch das
Pressen abgeschiedene Oelsäure fließt in den Oelkeller, wo sich die Beimengungen
absetzen; und dann wird sie mittelst Filtrirens durch enggeflochtene Körbe oder
durch Filter von sehr dichtem Wollenstoff gereinigt, auf Fässer gezogen und an
Seifenfabriken und Webereien verkauft. Die aus Stearinsäure bestehenden Preßkuchen
werden in Tröge gebracht, ausgewaschen und durch mechanische Mittel in die
Kerzenfabrik transportirt. Dieselbe enthält vorn die Gießmaschinen, rechts die
Beschneid- und links die Polirmaschinen, im Hintergrunde die
Verpackungstische und die Magazine.
Das gewöhnliche Verfahren, welches darin besteht, die flüssige Stearinsäure in
Pfannen zu gießen, durch Zusatz von erstarrtem Stearin abzukühlen, mit Rührscheiten,
die von Menschenhand geführt werden, umzurühren und dann, sobald sie den gehörigen
Grad von Flüssigkeit erlangt hat, in Formen zu gießen, haben Leroy und Durand durch die Einführung des von
ihnen erfundenen Rührapparates sehr vereinfacht und
erleichtert. Derselbe besteht aus einem Kasten mit doppelten Wandungen, durch dessen
Mitte eine mit Flügeln versehene, durch eine liegende Welle in Bewegung gesetzte
Achse hindurchgeht; letztere hat innen eine enge Höhlung, in welche der zum
Schmelzen des erstarrten Stearins bestimmte Dampf eintritt. Durch diesen Apparat
wird die Hälfte der bisher erforderlich gewesenen Handarbeit, sowie ein bedeutender
Substanzverlust erspart.
Zum Gießen der Kerzen sind zwei Apparate erforderlich; bei dem einen wird Wasser, bei
dem zweiten Dampf angewendet. Dem ersteren wird das Wasser, welches dem Stearin die
gehörige Temperatur, also den passenden Flüssigkeitsgrad mittheilen soll, mittelst
eines Rohres zugeführt; nachdem die nöthige Temperatur erreicht worden, wird das
Stearin in die zuvor angewärmten Formen gegossen; das heiße Wasser fließt ab und
wird durch kaltes, mittelst eines zweiten Rohres zugeleitetes Wasser ersetzt; nach
dem Erkalten der Güsse läßt man auch das letztere ablaufen und nimmt die Kerzen aus
den Formen. Bei dem anderen Apparate wird der zum Erhitzen der Formen bestimmte
Dampf durch ein Leitungsrohr zugeführt; das Abkühlen wird mittelst eines Ventilators
bewerkstelligt, der durch ein Register geöffnet oder geschlossen wird. Der
aufgespulte Docht wird auf die Apparate gebracht, geht durch die Formen ihrer ganzen
Länge nach hindurch und wird oben mittelst einer Klemme oder Zange festgehalten. Das
Ausnehmen der Kerzen aus den Formen wird mittelst eines mit einem Getriebe
versehenen Wagens bewirkt, welcher von dem einen bis zum anderen Ende des Apparates
läuft und sich senken läßt, wobei er sich mit den Dochtzangen durch Stifte verbindet, worauf er sich
wieder hebt und die gegossenen Kerzen mit sich nimmt. Gleichzeitig wickelt sich die
Spule ab und der Docht geht ohne weitere Beihülfe durch die Form hindurch.Wir verweisen auf die Beschreibung der von Haffner
verbesserten amerikanischen Lichtergießmaschine im polytechn. Journal Bd. CLXXVIII S. 184. A. d. Red.
Die aus den Formen genommenen Kerzen werden zum Bleichen (durch das Licht) aufgehängt
und kommen dann in die Beschneidmaschine, welche sie mittelst einer Kreissäge zu
Stücken von der gewünschten Länge zerschneidet und dann auf ein System von unter
einander zu einer endlosen Kette verbundenen Stäben legt, mittelst deren sie in ein
mit Wasser gefülltes Gefäß geführt werden. Aus dem letzteren kommen sie auf die
Polirmaschine. Nach dem Poliren kommen sie in den Verpackungssaal und aus diesem in
die Verkaufsmagazine. Die Beschneid- und Polirmaschinen werden durch
Dampfkraft getrieben.