a) aus den Trauben,
b) aus Stärke,
c) aus Holz und ähnlichen Pflanzensubstanzen.
Um Traubenzucker =aus Trauben= darzustellen, wird der Saft aus weissen
Trauben geschwefelt, damit er sich länger halte und sich durch Absetzen
kläre; der geklärte Most wird in einem Kessel mässig erwärmt und mit
Marmor oder Kreide (nicht mit gebranntem Kalk) oder gemahlenem Witherit
(Bariumcarbonat) versetzt, um einen Theil der Weinsäure zu
neutralisiren, dann bis zum Sieden erhitzt und 24 Stunden ruhig stehen
gelassen, damit die unlöslichen Kalksalze sich absetzen. Darauf klärt
man den Most mit Rindsblut (auf 100 Liter Most 2-3 Liter Blut), schäumt
ab und dampft den Most bis auf 26° B. ein. Nachdem er einige Zeit in
Fässern sich selbst überlassen blieb, giesst man ihn von den
ausgeschiedenen Unreinigkeiten ab und kocht ihn bis auf 34° B. ein,
wodurch ein Syrup gewonnen wird, der zu den meisten Zwecken, zu denen
man den Traubenzucker anzuwenden pflegt, anwendbar ist. Will man jedoch
festen Traubenzucker daraus darstellen, so bringt man den noch stärker
eingekochten Syrup in Krystallisirgefässe, in welchen sich nach 3-4
Wochen körnige Krystalle abgeschieden haben, die man, um die nicht
krystallisirende Chylariose abzuscheiden, in Zuckerhutformen bringt und
dann durch Decken mit reiner Traubenzuckerlösung die Levulose verdrängt
oder in den Centrifugalmaschinen behandelt. Im Kleinen trennt man die
Levulose, indem man den feuchten Krystallbrei auf Platten von geglühtem
Porcellan oder Ziegel oder Glastafeln bringt.
1000 Gewichtstheile Trauben geben
800 " Most "
200 " Syrup "
140 " rohen Traubenzucker
60-70 " reinen Traubenzucker.
Der Traubenzucker aus =Stärke= (=Stärkezucker=, =Kartoffelzucker=) ist
die wichtigste und diejenige Traubenzuckerart, die allein fabrikmässig
dargestellt wird. Die Bereitung des Zuckers aus Stärke, durchweg
Kartoffelstärke, und verdünnter Schwefelsäure zerfällt in folgende
Operationen:
a) _Das Kochen des Stärkemehls mit verdünnter Schwefelsäure_ geschieht
mit Hülfe von Wasserdämpfen, welche in die Kochbottiche geführt werden.
Im Kleinen wendet man zweckmässig Bleikessel an, welche unten in eine
eiserne Pfanne eingelassen sind. Man erhitzt die erforderliche Menge
Wasser bis zum Sieden und trägt dann in dasselbe die Schwefelsäure ein,
welche man vorher mit der dreifachen Gewichtsmenge Wasser verdünnt hat.
Dann bringt man bei lebhaftem Sieden die mit Wasser zu einer milchigen
Flüssigkeit angerührte Stärke hinzu und rührt hastig um, um so viel als
möglich die Kleisterbildung zu umgehen. Nachdem alle Stärke eingetragen
ist, wird so lange gekocht, bis alle Stärke in Zucker übergegangen ist.
Bekanntlich geht die Stärke zuerst in Dextrin und dann erst in Zucker
über, ersteres geschieht sofort, letzteres dagegen erst durch längere
Zeit fortgesetztes Kochen. Um den Zeitpunkt, wo die Neutralisation der
Schwefelsäure vorgenommen werden kann, richtig zu treffen, bedient man
sich der Alkoholprobe, die sich auf die Unlöslichkeit des Dextrins in
alkoholischen Flüssigkeiten gründet. Man nimmt dazu auf 1 Th. der zu
prüfenden Zuckerlösung 6 Th. absoluten Alkohols; ist kein Dextrin mehr
vorhanden, so bildet sich kein Niederschlag, sondern nur eine schwache
Trübung. Die hier und da vorgeschlagene Jodprobe ist ohne Nutzen, da
sie nur anzeigen kann, dass sich das Stärkemehl in Dextrin verwandelt
habe, aus welchem sich erst bei weiterem Kochen Zucker bildet. In der
Regel nimmt man gegenwärtig auf:
100 Kilogr. Stärkemehl,
2 " Schwefelsäure, englische (von 60° B.) und
300-400 Liter Wasser, wenn Syrup dargestellt werden soll;
für die Bereitung von festem Traubenzucker erhöht man die Menge der
Schwefelsäure bis auf 4 Kilogr., um die Kochzeit abzukürzen.
Die Verzuckerung der Stärke soll in weit kürzerer Zeit erfolgen, wenn
man der Schwefelsäure eine geringe Menge Salpetersäure zusetzt.
b) _Das Abscheiden der Schwefelsäure_ aus der Zuckerflüssigkeit ist
unstreitig die wichtigste Operation, da von ihr nicht nur die Farbe und
Reinheit, sondern auch der Geschmack des Produktes ganz besonders
abhängt. Die Neutralisation geschieht durch =Baryt= oder durch =Kalk=,
welche beide mit der Schwefelsäure unlösliche Salze bilden, die sich am
Boden des Neutralisationsgefässes absetzen, so dass die darüber
stehende Flüssigkeit nach einiger Zeit klar abgezapft werden kann. Der
=Baryt= wird als Bariumcarbonat und dieser zwar entweder als Witherit
oder als künstlich dargestellte Verbindung angewendet und ist ohne
Zweifel das beste Neutralisationsmittel, da das entstandene
Bariumsulfat vollkommen unlöslich ist, sich schnell und vollständig
ablagert und auch noch als Farbematerial verwendet werden kann. Leider
gestatten es nur selten die localen Verhältnisse, sich des Baryts zu
bedienen. Der =Kalk= ist das gebräuchlichste Neutralisationsmittel; der
sich bildende Gyps ist aber in Wasser nicht ganz unlöslich, doch
enthält die Zuckerlösung nur einen sehr kleinen Theil davon, der sich
beim Abdampfen noch beträchtlich vermindert. Man wendet den Kalk an als
=Aetzkalk=, =Kreide= und =Marmor=. Die Neutralisation wird am
zweckmässigsten im Kochbottiche selbst und mit der noch heissen
Zuckerlösung vorgenommen. Für jedes Kilogramm der angewendeten
englischen Schwefelsäure (Technisches Molekulargewicht = 100 bis 106)
wiegt man ebenso viel feines Marmorpulver (Chem. Molekulargewicht =
100) ab und bringt dasselbe unter fortwährendem Umrühren in die zu
neutralisirende Flüssigkeit. Nachdem aller Kalk eingetragen worden und
die Flüssigkeit auf Zusatz von neuem Marmor nicht mehr aufbraust, prüft
man mit Lakmuspapier. Die Neutralisation ist aber keineswegs vollkommen
erfolgt, wenn blaues Lakmuspapier sich nicht mehr röthet, und eine
Probe mit Lakmustinktur, die weit empfindlicher ist als das damit
getränkte Papier, wird oft das Gegentheil beweisen, und nicht selten
wird man nach dem Eindampfen der Flüssigkeit, wobei die Schwefelsäure
mehr concentrirt wurde, finden, dass der auf 26° B. gebrachte Syrup
wieder sauer reagirt, so dass man von Neuem zu neutralisiren genöthigt
ist. Um alle Schwefelsäure zu sättigen, ist es vortheilhaft, sobald
Lakmuspapier keine freie Säure mehr anzeigt, für je 10 Kilogramm der
angewendeten Schwefelsäure 250-500 Grm. Bariumcarbonat in die
Flüssigkeit einzurühren, welches die letzten Säurereste hinwegnimmt.
c) _Das Eindampfen und Reinigen_ der so erhaltenen =Zuckerlösung=
geschieht auf folgende Weise: Man dampft die Flüssigkeit in flachen
kupfernen Kesseln bei gelindem Feuer, am besten durch Wasserdämpfe ein;
es scheiden sich dabei Gyps und andere Unreinigkeiten, letztere als
Schaum aus, welche entfernt werden. Die bis auf 15-16° B. eingekochte
Flüssigkeit wird über Knochenkohle filtrirt, der filtrirte Syrup wird
durch eine Saftpumpe in grosse Reservoirs geleitet, aus welchen er in
die Abdampfpfannen fliesst, in welchen er durch Dämpfe bis auf 30°
abgedampft wird, wobei sich von Neuem Gyps abscheidet, der von der
Flüssigkeit getrennt werden muss. Beabsichtigt man die Darstellung von
festem Zucker, so dampft man den Syrup in flachen Gefässen bis auf
40-41° B. ab und bringt ihn dann in Krystallisirpfannen; sobald die
Krystallisation begonnen hat, wird die körnige Flüssigkeit in Fässer
gefüllt, in denen sie nach einiger Zeit gänzlich fest wird. Auf diese
Weise lässt sich jedoch nur ein sehr untergeordnetes und unreines
Produkt erhalten, das namentlich zur Bereitung von künstlichem Weine
nicht anwendbar ist. Ein schöneres und weisseres Fabrikat erhält man,
wenn man die Melasse von den Traubenzuckerkrystallen trennt. Zu diesem
Zwecke bringt man den durch Thierkohle filtrirten Saft, aus welchem
sich durch Absetzenlassen ein Theil des Gypses abgeschieden hat, in
gewöhnliche Weinfässer, welche auf Querbalken eines einen Fuss hohen
Gestelles ruhen. Der untere Boden ist mit 12-24 Löchern versehen,
welche mit hölzernen Zapfen verschlossen sind. Nach 8-10 Tagen ist das
Fass mit in der Flüssigkeit zerstreuten Krystallanhäufungen erfüllt;
man entfernt nun die Zapfen und lässt die Melasse abfliessen, wobei man
nach und nach die Fässer neigt. Der so erhaltene Zucker wird auf
Gypsplatten gelegt und in Trockenstuben gebracht, welche die Melasse
zum grössten Theile absorbiren. Die trockne Masse wird gesiebt und das
Pulver entweder in Zuckerhutformen gepresst oder als Pulver in Fässer
gepackt. (Die Fabrikation des Traubenzuckers _aus Holz und ähnlichen
Substanzen_ hat nur für die Spiritusfabrikation, und in neuerer Zeit
für die Holzpapierfabrikation -- Seite 409 -- Interesse.)
[Sidenote: Zusammensetzung des Stärkezuckers.]
Die Zusammensetzung des Stärkezuckers, wie er im Handel sich findet, ist
eine sehr verschiedene. Während indessen vor wenig Jahren noch der
käufliche Stärkezucker nur 50 Proc. Zucker, 32,5 Proc. fremde Stoffe und
17,5 Proc. Wasser enthielt, kommt in neuerer Zeit der Stärkezucker in
grösserer Reinheit vor, so fand =Gschwändler= (1870) bei der Untersuchung
einiger Stärkezuckersorten
1. 2. 3. 4. 5.
Traubenzucker 67,5 64,0 67,2 75,8 62,2
Dextrin 9,0 17,4 9,1 9,0 8,8
Wasser 19,5 11,5 20,0 13,1 24,6
Fremde Bestandtheile 4,0 7,1 3,7 2,1 4,4
-------------------------------------
100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
[Sidenote: Anwendung des Traubenzuckers.]
Der Traubenzucker (aus Stärke) findet als Ersatzmittel des Zuckers der
Trauben und des in dem Malz durch die Einwirkung der Diastase erzeugten
Zuckers Anwendung und zwar zur Bereitung von Wein (nach dem Verfahren
von =Gall= und =Petiot=) und auch von Bier. 1 Ctr. Kartoffelzucker soll
3 Ctr. Braumalz zu ersetzen im Stande sein. Auch wird er gegenwärtig in
erstaunlicher Menge anstatt des Honigs in der Zuckerbäckerei und
Lebküchnerei verwendet, ferner findet er Anwendung in den Mostrich-
und Tabakfabriken und endlich zur Herstellung der =Zuckercouleur=, die
zum Braunfärben der Liqueure und des Essigs, des Rum und Cognac und
mitunter zum Färben des Bieres und Weines verwendet wird. Man stellt
die Zuckercouleur durch Erhitzen von Stärkezucker in einem Kessel bis
zur Bildung einer dunkelbraunen Schmelze dar, die man dann in Wasser zu
einer dickflüssigen dunkelbraunen Flüssigkeit löst. Häufig nimmt man
des Schmelzen des Zuckers unter Zusatz von Natriumcarbonat oder
Aetznatron vor.
Die =Produktion an Stärkezucker= im Zollverein ist eine ansehnliche. Im
Jahre 1870 producirten 60 Fabriken gegen
250,000 Centner Stärkesyrup und
150,000 " Stärkezucker.
Die Gährungsgewerbe.
[Sidenote: Allgemeines.]
In Zersetzung begriffene Eiweisssubstanzen oder Proteïnkörper, sowie
gewisse auf der niedrigsten Stufe der Organisation stehende Pflanzen, die
Hefenpilze, können bei Gegenwart von Wasser und innerhalb gewisser
Temperaturgrenzen, durch unmittelbare Berührung die Zersetzung oder
Spaltung einer anderen organischen Verbindung veranlassen, ohne dass in
den meisten Fällen die Elemente der einen Verbindung an die andere etwas
abgeben oder derselben etwas entziehen. Der Process einer solchen
Zersetzung einer organischen Substanz nennt man =Gährung=. Die Zersetzung
eines gährungsfähigen organischen Körpers besteht entweder darin, dass
derselbe sich in zwei oder mehrere Verbindungen spaltet, wie die Dextrose
und Levulose bei der geistigen Gährung in homologe Alkohole und Säuren
(Kohlensäure und Bernsteinsäure), oder sich nur in seinen Molekülen
anders gruppirt, wie beim Uebergange des Milchzuckers in Milchsäure (bei
der Milchsäuregährung) oder dass endlich der Sauerstoff der Atmosphäre
sich mit den Elementen des organischen Körpers entweder zu neuen
organischen Verbindungen, oder zu einfachen anorganischen, zu
Kohlensäure, Kohlenwasserstoff u. s. w. verbindet. Letztere Art der
Zersetzung heisst, wenn ein kohlenstoffreicher Rückstand (Humus) bleibt,
=Vermoderung=, wenn dagegen nur die mineralischen Bestandtheile
zurückbleiben, =Verwesung=. Dem Sprachgebrauche nach findet das Wort
Vermoderung hauptsächlich auf den Akt der Zersetzung von Vegetabilien,
das Wort Verwesung auf Thierkörper Anwendung. Beide, Vermoderung und
Verwesung, finden bei Zutritt von feuchter Luft statt. Bei Vorhandensein
von grösseren Mengen Wasser gehen beide Processe in die =Fäulniss= über,
deren Eintritt sich durch die Entwickelung übelriechender Gasarten zu
erkennen giebt und deren Endprodukte =anorganische= Verbindungen --
Kohlensäure, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasser sind -- während die
Produkte derjenigen Zersetzungsprocesse, welche man den Gährungen
beizählt, zum Theil immer =organische= Verbindungen sind. Sind bei der
Gährung die Eiweisskörper nur Erreger des Zersetzungsprocesses, der sich
auf die anderen vorhandenen organischen Substanzen erstreckt, so sind die
eiweissähnlichen Körper bei der Fäulniss zum grössten Theil diejenigen,
die zersetzt werden, und die meist in überwiegender Quantität vorhanden
sind.
Derjenige Körper, welcher die Gährung hervorzurufen im Stande ist,
heisst das =Ferment= oder der Gährungserreger, bei der geistigen
Gährung die =Hefe=. Das Ferment ist entweder ein organisirtes Wesen,
ein Gährungspilz wie die Hefe, oder eine in Zersetzung begriffene
Proteïnsubstanz.
In technologischer Hinsicht hat man von den zahlreichen Gährungsarten,
welche die heutige organische Chemie aufzuweisen vermag, nur auf
folgende Rücksicht zu nehmen:
1) die =geistige Gährung= (Alkoholgährung), auf welche sich die
wichtigsten Gährungsgewerbe, die Weinbereitung, die Bierbrauerei und
die Spiritusfabrikation gründen;
2) die =Milchsäuregährung=, welche beim Sauerwerden der Milch, bei der
Sauerkrautbildung u. s. w. auftritt, und bei höherer Temperatur leicht
in