CII. Versuche über die Rolle welche die Salze und der unkrystallisirbare Zucker bei der Melassenbildung spielen; von E. Feltz, Director der Zuckerfabrik in Arlovetz (Rußland). Aus dem Journal des Fabricants de sucre, 1870, No. 52. Feltz, über den Einfluß der Salze und des unkrystallisirbaren Zucker bei der Melassenbildung. Da die bisher ausgesprochenen Ansichten über Melassenbildung und die Ursache des Nichtkrystallisirens eines gewissen Antheiles des Zuckers so sehr auseinander gehen,Man sehe über diesen Gegenstand die Versuche und Ansichten Scheibler's, Stammer's und Anthon's im Jahresbericht für Zuckerfabrication, Jahrg. VII S. 209 und 313, Jahrg. VIII S. 218; polytechn. Journal Bd. CLXXXIX S. 139. Feltz hat in einem ersten Theile seiner Abhandlung diese Ansichten denjenigen der französischen Chemiker gegenüber eingehend besprochen; wir geben nur den zweiten Theil der Abhandlung, die neuen Versuche enthaltend, wieder. A. d. R. so erschien es von Interesse, die Versuche über diesen Gegenstand in etwas anderer als der bisherigen Weise anzustellen, und zwar unter einer Form welche den Bedingungen des technischen Betriebes möglichst entspricht. Bei diesen Versuchen war nicht allein der Einfluß der Salze, sondern auch derjenige des unkrystallisirbaren Zuckers der Prüfung zu unterwerfen. Die Versuche bestanden im Verkochen verschiedener künstlich dargestellter Syrupe im luftverdünnten Raume. Dazu dient ein Kolben mit zwei Hälsen, deren einer ein Thermometer, sowie eine gekrümmte Röhre zum Einsaugen des Syrupes enthält, der andere eine Röhre welche zu einem Gay-Lussac'schen Kühler oder Condensator führt. Das condensirte Wasser wird in einer graduirten Röhre gemessen, und kann nach jedem Versuche durch einen Hahn abgelassen und gewogen werden. Der ganze Apparat steht mit dem Vacuum der Fabrik in hermetischer Verbindung; der Druck in demselben wird durch einen Hahn regulirt und durch ein Manometer gemessen. Endlich ist zu bemerken, daß die einzelnen Theile des Apparates behufs leichteren Gebrauches durch Gummiröhren verbunden sind. Benutzt wurde zu allen Versuchen ein Syrup von 50 Proc. Zuckergehalt, welcher sich leicht aufbewahren ließ, und dem verschiedene Zusätze beigegeben wurden. 1. Versuch. – Syrup mit 1 Theil Kochsalz auf 5 Th. Zucker. 135,4 Grm. eines Syrupes von folgender Zusammensetzung: Zucker 45,27 Wasser 45,46 Kochsalz   9,14 wurden eingesogen und bei 21 Zoll Luftleere verkocht. Nachdem 35 Kubikcentimeter Wasser abdestillirt waren, erschienen zahlreiche Kochsalzkrystalle im Kolben. Es wurden nun 59,5 Grm. desselben Syrupes hinzugesogen, worauf die Krystalle sich lösten, um erst wieder zu erscheinen, als die verdampfte Wassermenge 49 K. C. betrug. Nun wurden noch 69,5 Grm. Syrup eingesogen und bis zum Wiedererscheinen der Krystalle gekocht, dann noch 10 Grm. reine Zuckerlösung (von 50 Proc.) hinzugesogen und diese Operationen so lange abwechselnd wiederholt, bis die Masse starke Proben ohne Salzkrystalle zeigte. Im Ganzen waren 171 Grm. Wasser von den 192 Grm. Syrup verdampft; die gekochte Masse wurde ausgegossen und enthielt nun: Zucker 215,7 Grm. Wasser   45,1    „ Kochsalz   24,5    „ Beim Erkalten hätte sie also liefern müssen: 215,7 – 2 × 45,1 = 125 Grm. Zucker und   24,5 – 0,345 × 45,1 = 9 Grm. Kochsalz. Es krystallisirte indessen durchaus nichts beim Erkalten heraus, aber der Syrup setzte im Trockenraume (étuve) nach 24 Stunden eine große Menge Zucker ab; die davon abgegossene Mutterlauge lieferte neue Zuckerkrystalle im Trockenraume, aber nicht eine Spur Kochsalz, wie das Mikroskop lehrte. Hätte, wie man in der Regel annimmt, das Kochsalz sein sechsfaches Gewicht Zucker in der Melasse festgehalten, so würde eine Zuckerkrystallisation nicht haben stattfinden können. 2. Versuch. – Syrup mit Salpeterzusatz. 310 Grm. Syrup von 50 Proc. wurden mit 10 Grm. Salpeter in den Kolben gebracht und 104,8 Grm. Wasser verdampft. Die gekochte Masse enthielt nun: Zucker 155 Grm. Salpeter   10    „ Wasser   50,2 „ Bei Verminderung der Temperatur auf 50° C. erschienen alsbald Zuckerkrystalle, die sich allmählich vermehrten. Wenn der Salpeter sein fünffaches Gewicht Zucker an der Krystallisation verhinderte, so hätten durch Erkalten sich nur 5 Grm. und bei 50° C. gar kein Zucker ausscheiden müssen. Der Versuch wurde nun mit 20 Grm. Salpeter wiederholt; die gekochte Masse enthielt: Zucker 154,5 Grm. Salpeter   20      „ Wasser   50,4   „ Schon bei 50° C. erschienen Zuckerkrystalle, bei 18° C. krystallisirte zugleich Salpeter heraus. Da aber bei 50° C., wo noch aller Salpeter in Lösung vorhanden war, die Krystallisation des Zuckers vor sich ging, so beweist dieß, daß der Salpeter die Abscheidung desselben nicht verhindert, was doch der Fall seyn müßte, wenn man dem Salpeter auch nur einen Salzcoefficienten von 2,5 zuschreiben wollte. 3. Versuch. – Gemisch von Salpeter und Kochsalz. 246,5 Grm. Syrup, 10 Grm. Kochsalz und 10 Grm. Salpeter; verdampft 90 Grm. Wasser. Zusammensetzung der gekochten Masse: Zucker 123,25 Kochsalz 10,00 Salpeter 10,00 Wasser 33,15 Es erschienen weder in der Wärme noch in der Kälte irgend Salzkrystalle; beim Abkühlen schieden sich Zuckerkrystalle zahlreich ab, welche im Trockenraume an Menge und Größe zunahmen. Das Salzgemisch verhindert sonach die Zuckerkrystallisation weder im Verhältniß von 1 : 5, noch in dem von 1 : 2,5. Aehnliche Resultate ergaben Versuche mit Chlorcalcium und mit kleesaurem Ammoniak. 4. Versuch. – Zucker, Kochsalz, Salpeter und unkrystallisirbarer Zucker. Wiederholung von Versuch 3, unter Zusatz von 24 Grm. invertirtem Zucker als Syrup mit 31,85 Proc. Wasser. Verdampft wurden im Ganzen 101,1 Grm. Wasser; die Zusammensetzung der gekochten Masse war nun: krystallisirbarer Zucker 123,25 unkrystallisirbarer Zucker   24,0 Kochsalz   10,0 Salpeter   10,0 Wasser   33,0 Da dieses Wasser 66 Grm. Zucker lösen kann, so betrug die Uebersättigung 57 Grm. Nach der allgemeinen Ansicht sollten die Salze 100, der unkrystallisirbare Zucker 24 Grm. Zucker zurückhalten, und es wäre demnach jede Krystallisation unmöglich. Dennoch erschienen viele Krystalle im Trockenraume und die Masse gestand in einigen Tagen gänzlich. 5. Versuch. – Unkrystallisirbarer Zucker, krystallisirbarer Zucker, Gummi, Caramel, Kochsalz und Salpeter. Eingesogen wurden 247 Grm. Syrup von 50 Proc.; dazu kamen 10 Grm. Kochsalz, 10 Grm. Salpeter, 32,4 unkrystallisirbarer Zucker, 10 Grm. arabisches Gummi und 20 Grm. Caramel. Nach erfolgter vollkommener Auflösung bei 50° C. begann die Verdampfung, anfangs schwierig, dann leichter. Nach Verdampfung von 90 Grm. Wasser verblieben in der Masse: krystallisirbarer Zucker 123,5 unkrystallisirbarer Zucker   32,4 Gummi   10,0 Caramel   20,0 Kochsalz   10,0 Salpeter   10,0 Wasser   48,1 Letzteres könnte 96 Grm. Zucker lösen; es sind also 27,6 Grm. in Uebersättigung vorhanden. Im Trockenraume entstanden wenig Krystalle. Man kann sich eine natürliche Melasse ganz ähnlich zusammengesetzt denken; die Masse enthielt in der That in 100 Theilen: krystallisirbaren Zucker 48,5 unkrystallisirbaren Zucker 12,7 Salze   7,8 Wasser 18,8 fremde organische Stoffe 11,8 Die vorhandenen 20 Grm. Salze konnten, trotz der Gegenwart so beträchtlicher Mengen organischer Stoffe, nicht einen einzigen Gramm Zucker zurückhalten, denn bei 65° C. begannen sich die Zuckerkrystalle im Trockenraum zu bilden, bei welcher Temperatur diese 48 Grm. Wasser eine weit größere Menge Zucker lösen können. Selbstredend halten auch die 32,4 Grm. unkrystallisirbarer Zucker ebenso wenig Zucker in Lösung zurück. Wenn also diese Versuche die von Scheibler in Betreff der Mineralsalze ausgesprochene Ansicht bestätigen, so beweisen sie zugleich, daß wenn dessen Versuche auf den unkrystallisirbaren Zucker, das Gummi und den Caramel ausgedehnt worden wären, man auch diesen Stoffen die specielle zuckerlösende Eigenschaft hätte absprechen müssen. Streng genommen beweisen also die oben beschriebenen Versuche einfach, daß der in der Melasse festgehaltene Zucker sich weder in chemischer Verbindung mit einem Chlorür, noch als Lösung in unkrystallisirbarem Zucker befindet. In der physischen Natur der Melasse allein ist also die Erklärung für ihre Bildung zu suchen. Vergleicht man die verschiedenen gekochten Massen der vorhergehenden Experimente unter einander, so findet man daß der Zusatz von unkrystallisirbarem Zucker bei derjenigen von Nr. 4 eine auffallende Zähigkeit verursacht hat. Statt daß die Krystallisation in der Kälte oder bei 20–25° C. wie bei den Versuchen mit Salzen allein begann, mußte man die Masse Nr. 4 bei etwa 30° C. erhalten. Die Masse Nr. 5 ist noch viel zähflüssiger und sie ergab erst bei 60–70° C. Krystalle. Diese Zähigkeit erschwert nun nicht allein die Krystallisation, sondern auch die Concentrirung. So z.B. konnte man bei dem Versuch Nr. 5 gar nicht weiter eindampfen und die Folge war, daß die 77,4 Grm. fremder Stoffe, welche nicht im Stande waren die 27 Grm. des in Uebersättigung gegenwärtigen Zuckers zurückzuhalten, die 96 Grm. in Lösung vorhandenen Zuckers am Krystallisiren hinderten. In der Fabrik würde sogar ein solcher Syrup gar nicht oder doch so wenig krystallisiren, daß man ihn nicht umkochte. Die zähflüssige Beschaffenheit der Masse war bei Nr. 4 die Folge des Zusatzes von unkrystallisirbarem Zucker. Die folgenden Versuche sollten das Verhalten von Gemischen aus beiden Zuckerarten aufklären. 6. Versuch. – 1 Theil unkrystallisirbarer Zucker auf 4,88 Th. krystallisirbaren. Die gekochte Masse enthielt: krystallisirbaren Zucker 122,0 unkrystallisirbaren Zucker   25,0 Wasser   42,8 Heiß war sie sehr flüssig und gab die Probe nicht; beim Erkalten setzte sie Zuckerkrystalle ab, und wurde klebrig ohne daß die Krystalle in der Kälte zunahmen. Im Trockenraume entstanden dagegen bei 35° C. binnen kurzer Zeit viele Krystalle. Bei stärkerem Eindicken derselben Masse bis zur starken Fadenprobe entstanden die Krystalle ziemlich rasch beim Erkalten und nahmen im Trockenraume noch zu, doch war die Krystallisation langsamer als im ersteren Falle. 7. Versuch. – 1 Theil unkrystallisirbarer Zucker auf 1,7 Th. krystallisirbaren. Bei starker Fadenprobe enthielt die Masse: krystallisirbaren Zucker 123,3 unkrystallisirbaren Zucker   78,4 Wasser   54,9 Nach zwölf Stunden entstanden im Trockenraume ziemlich viele Krystalle. Die 78 Grm. unkrystallisirbarer Zucker hielten also nicht 13,5 Grm. in Uebersättigung vorhandenen Zuckers fest. Die Masse war so zähe, daß man in der Praxis keine Krystalle daraus erhalten könnte. 8. Versuch. – 1 Theil unkrystallisirbarer Zucker auf 1,2 Th. krystallisirbaren. Zusammensetzung der gekochten, zähen und klebrigen Masse: krystallisirbarer Zucker 122,4 unkrystallisirbarer Zucker 100,0 Wasser   58,0 Wegen des starken Aufblühens war weitere Concentration unmöglich; es wurden daher nur 6 Grm. Zucker zur Uebersättigung gebracht. 9. Versuch. – 1 Theil unkrystallisirbarer Zucker auf 0,76 Th. krystallisirbaren. Zusammensetzung der klebrigen Masse: krystallisirbarer Zucker   91,3 unkrystallisirbarer Zucker 119,0 Wasser   70,1 Hier zeigte sich die Wirkung des unkrystallisirbaren Zuckers vollkommen deutlich; er verhindert das Kochen, d.h. die Herstellung eines übersättigten Syrups; bei geringerer Menge erschwert er nur die Krystallisation, concentrirt er sich aber in den Nachproducten, so wird schließlich durch denselben allein oder im Verein mit anderen unkrystallisirbaren Stoffen das Fertigkochen unmöglich gemacht. Diese Versuche setzen die nachtheilige Wirkung des unkrystallisirbaren Zuckers und in ähnlicher Weise die der übrigen unkrystallisirbaren Bestandtheile der Syrupe oder Melassen außer Zweifel; sie ist jedenfalls im Vergleich mit derjenigen der Salze nicht zu vernachlässigen, und es ist bestimmt anzunehmen, daß bei Abwesenheit der organischen Stoffe oder unkrystallisirbarer Salze nur sehr wenig Melasse entstehen würde. Endlich habe ich noch eine Reihe von Versuchen über den Einfluß von Kochsalz und Salpeter auf das Gemisch beider Zuckerarten angestellt. Quantitative Bestimmungen werden hierbei sehr durch die Zähigkeit der Massen, die Langsamkeit der Krystallisation und namentlich durch die verschiedene Größe der Krystalle erschwert. Grobe Krystalle sind durch Ausschleudern leicht rein zu erhalten, feine erfordern Abnutschen. Zwei Versuche, ähnlich wie Nr. 6, aber mit 10 Grm. Kochsalz und 10 Grm. Salpeter, lieferten folgende Massen: A' A krystallisirbarer Zucker 122,0 122,0 unkrystallisirbarer Zucker   25,0   25,0 Wasser   42,8   42,8 Salze   20,0 A lieferte viel mehr Krystalle als unter gleichen Verhältnissen A'. Nach vier Tagen war in A nur noch wenig flüssiger Syrup vorhanden, während A' erst nach einem Monate so weit krystallisirte, daß beide Massen kaum noch unterschieden waren. Ein anderer Versuch lieferte folgende Massen: A' A krystallisirbarer Zucker 122,9 122,9 unkrystallisirbarer Zucker   25,0   25,0 Wasser   31,4   31,4 Salze   20,0 Der Unterschied war hier bemerklicher. Nach 24 Stunden ist A krystallinisch erstarrt, während A' noch nach 15 Tagen ein flüssiges Gemisch von Krystallen und Syrup darstellt. Obwohl diese Versuche nicht ganz entscheidend sind, erkennt man doch die Wirkungsweise der Salze; wahrscheinlich würde A im Großen mehr Zucker liefern als A'. Die Anwendung dieser Erscheinungen auf die Untersuchung und Werthbestimmung der Rohzucker ergibt sich leicht. Zunächst ist die Berechnung nach dem Salzcoefficienten 5 („1 Theil Salze macht 5 Theile Zucker ungewinnbar“) ohne wissenschaftliche Basis; die organischen und unkrystallisirbaren Substanzen üben unzweifelhaft eine sehr entschiedene Wirkung auf die Melassenbildung, und wenn man aus dem Aschengehalt eines Rohzuckers dessen Auslieferung berechnen kann, so hat dieß nur darin seinen Grund, daß das Verhältniß zwischen Asche und Gesammt-Nichtzucker ein ziemlich constantes ist. Bei einer großen Anzahl von Analysen wechselte es nuruur zwischen 0,45 und 0,65, welcher Abstand auch für den Salzcoefficienten stattfindet. Die Salze sind also die sichersten Merkmale für die Melassenbildung und mithin für die Ausbeute selbst. Sobald aber aus irgend einem Grunde das Verhältniß zwischen Asche und Gesammt-Nichtzucker sich von dem Mittel 0,53 entfernt, werden die Bestimmungen nach dieser Methode ganz falsch; für die Colonialzucker ist sie ganz unbrauchbar, bei Rübenzucker sind die Ausnahmen immerhin selten. Nimmt man jedoch einmal die Aschenbestimmung als Basis für die Ausbeuteberechnung, so erscheint es ganz unthunlich, für gewisse besonders bestimmte Verunreinigungen noch besondere Melassencoefficienten einzuführen. Wenn man z.B. den Salzcoefficienten 5 annimmt, so ist darin die Einwirkung aller Melassenbilder und namentlich auch die des unkrystallisirbaren Zuckers schon mit inbegriffen. Die Raffineriemelasse z.B. ist im Durchschnitt wie folgt zusammengesetzt: krystallisirbarer Zucker 45 unkrystallisirbarer Zucker   5 Asche 10 Daraus ergibt sich der Aschencoefficient (45 + 5)/10 = 5 und wenn der Raffinadeur auch auf den veränderten Zucker Rücksicht nehmen will, so muß er sagen: 5 Theile des letzteren halten 6 Theile Zucker in der Melasse zurück und folglich bleiben für die 10 Salze nur noch 40 Zucker übrig; es fällt also der Salzcoefficient auf 4 herab. Es ist unrichtig, zur Feststellung des Coefficienten 5 anzunehmen daß die Salze allein die Melassenbildung veranlassen, und doch bei den Kaufgeschäften dem unkrystallisirbaren Zucker noch einen besonderen Coefficienten zuzutheilen. Die oben besprochenen Versuche würden für einen solchen 1,5, andere einen von 2,0 ergeben; man müßte also, wenn man für den Einfluß des unkrystallisirbaren Zuckers und denjenigen der Salze noch besondere Coefficienten in Rechnung stellen wollte, den Salzcoefficienten sehr erheblich kleiner nehmen und es würden die Ergebnisse der Analysen nicht mehr den Erfahrungen im Großen entsprechen.