4. =Gruppe= aufgestellt werden müssen, welche alle Substanzen umfassen
wird, die zur synthetischen Darstellung von Alkohol, von sogenanntem
=Mineralspiritus=, dienen können. =Berthelot= wies 1855 die Bildung
von Alkohol aus ölbildendem Gas und Wasser (C_{2}H_{4} + H_{2}O =
C_{2}H_{6}O) nach. Oelbildendes Gas wird bei anhaltendem
Zusammenschütteln mit concentrirter Schwefelsäure unter Bildung von
Aetherschwefelsäure absorbirt, aus der Flüssigkeit kann durch
Verdünnung mit Wasser und Destillation sofort wässeriger Alkohol
gewonnen werden. Vor der Hand ist die synthetische Bildung des
Alkohols, die vor einigen Jahren von einem französischen Techniker
auszubeuten versucht wurde, lediglich von wissenschaftlichem Interesse.
A. Darstellung der weingaren Maische.
[Sidenote: Weingare Maische aus Cerealien.]
Getreidebranntwein (Kornbranntwein) wird aus Weizen, Roggen und Gerste
dargestellt. Nie brennt man eine Getreideart allein, da die Ausbeute an
Alkohol erfahrungsmässig grösser ist, wenn man zwei Getreidearten, wie
Weizen und Gerste, Roggen und Gerste und dergl. brennt. Meist nimmt man
Gemenge von Roggen mit Weizen- oder Gerstenmalz, oder Weizen gemengt mit
Gerstenmalz. Auf 1 Th. Malz rechnet man 2 bis 3 Th. ungemalztes Getreide.
Entweder bereitet man wie in England eine wirkliche Würze, indem man, wie
in der Bierbrauerei, malzt, taigt und maischt und dann die Würze zieht,
oder man lässt die ganze Maische nebst den Trebern gähren. Letzteres
Verfahren ist in Deutschland gebräuchlich und wird auch bei nachstehender
Beschreibung zu Grunde gelegt werden. In Russland und Schweden wird (nach
mir zugekommenen Mittheilungen von =N. Witt=) vielfach Branntwein _ohne
Malz_ verarbeitet, indem bei geeigneter Einmaischung des Roggenmehls
durch gewisse Bestandtheile desselben derselbe Effect erzielt wird, wie
durch die Diastase des Malzes[122].
[122] Vergl. Zeitschrift des landwirthschaftl. Vereins in Bayern, 1866,
Januar p. 35.
Die Darstellung der weingaren Maische aus Getreide zerfällt in folgende
vier Operationen, nämlich in
1) =Das Schroten.= Das rohe so wie das gemalzte Getreide werden vor der
Verarbeitung geschroten; da es sich in der Spiritusfabrikation nicht um
die Darstellung einer klaren Würze handelt, sondern darum, dass die
Zuckerbildung eine vollständige ist, so ist es durchaus erforderlich,
dass das Schrot möglichst fein sei. In der Spiritusbereitung wird jetzt
vorzugsweise =Grünmalz= verwendet.
2) =Das Eintaigen.= Die Operation des Eintaigens ist ihrem Wesen nach
mit dem Einmaischen der Brauer identisch, mit dem Unterschiede jedoch,
dass der Brenner die vollständige Ueberführung des Stärkemehls in
Glycose beabsichtigt, während der Brauer einen Theil der Stärke nur in
Dextrin überführt. Die vollständige Verzuckerung, ferner die
vollständige Umwandelung der Glycose in Alkohol während der Gährung,
sind nur bei einer gewissen Verdünnung der Maische möglich. Unter ein
gewisses Verhältniss des Wasserzusatzes darf nicht herabgegangen
werden, wenn man nicht an Ausbeute verlieren will. Da in den meisten
deutschen Ländern nicht das fertige Produkt, der Alkohol, sondern der
Maischraum versteuert wird, so liegt es in dem Interesse des Brenners,
seinen Maischraum möglichst auszunutzen und mit höchst concentrirter
Maische zu arbeiten. Die Forderungen der Wissenschaft sind daher den
Forderungen der Praxis entgegengesetzt; erstere verlangt die grösste
Alkoholausbeute aus einem gegebenen Gewicht des Rohmaterials, letztere
aus dem kleinsten Maischvolumen. Bis zu einem gewissen Punkte wird
daher der Vortheil, welcher aus der genauen Befolgung der Grundsätze
der Chemie folgt, durch den Nachtheil mehr als compensirt, der aus den
Steuerverhältnissen entspringt. Die Erfahrung hat nun den Weg gezeigt,
auf welchem Theorie und Steuer, Gewinn und Verlust, sich mit einander
ins Gleichgewicht setzen. Ehemals rechnete man auf 1 Th. Schrot im
Mittel 8 Th. Wasser, es fand vollständige Verzuckerung und vollständige
Vergährung statt und die Trennung des Alkohols durch Abdestilliren
konnte aus einer so dünnen Maische mit Leichtigkeit geschehen. Diesen
Vortheilen stellte sich der Nachtheil grösserer Geräthschaften und
einer grösseren Brennstoffconsumtion entgegen. Dazu kam noch die
Besteuerung des grösseren Maischraumes. Man wurde so nach und nach
veranlasst, von 8 Th. Wasser auf sechs, fünf, ja bis auf 3,75
herabzugehen und erhielt in Folge einer vollständigeren Vergährung mit
weniger Kosten eine grössere Alkoholausbeute als früher. In neuerer
Zeit zieht man das Verhältniss von 1 : 4,5 vor. Bei einem Verhältniss
von 1 : 3,75 tritt schon entschieden ein Verlust ein, es bleiben zu
viel Stärkemehl und Dextrin in der Schlempe zurück.
3) =Das Ab- und Zukühlen der Maische.= Nachdem die Verzuckerung
vollendet ist, muss die Temperatur der Maische so schnell als möglich
auf die zum Hefengeben und zum Einleiten der Gährung geeignete
Temperatur herabgebracht werden. Das Kühlen geschieht theils durch
=Abkühlung= auf Kühlschiffen, genau so wie in der Bierbrauerei, theils
durch Vorrichtungen (Kühlapparate), welche die Verdunstung befördern,
theils auch durch =Zukühlen= mit kaltem Wasser oder mit Eis. Die
Temperatur, bis zu welcher gekühlt werden muss, richtet sich nach der
Temperatur des Gährlokales, ferner nach der Dauer der Gährung; wendet
man dreitägige Gährung an, so braucht man begreiflicherweise eine etwas
höhere Temperatur als bei viertägiger Gährung. Nachdem die Maische bis
zur erforderlichen Temperatur -- im Durchschnitt bis auf 23° C. --
abgekühlt worden ist, setzt man ihr einen Theil des Zuckerkühlwassers
zu und bringt sie in den Gährbottich.
4) =Die Gährung der Maische.= Die Gährbottiche sind meist aus Holz,
doch wendet man auch solche aus Stein an. Erstere verdienen den Vorzug,
da sie weniger schnell die Wärme ableiten. Aus dem nämlichen Grunde
zieht man grössere Bottiche den kleineren vor. Eine Capacität von 4000
Litern wird selten überschritten. Man benutzt entweder Bierhefe
(Oberhefe oder Unterhefe) im flüssigen Zustande, oder =Presshefe=, wie
die durch Abpressen der Bierhefe oder der bei der Gährung der
Branntweinmaische sich bildenden Hefe gewonnen wird. Letztere wird vor
ihrer Anwendung in warmem Wasser zertheilt. Von der flüssigen Bierhefe
rechnet man auf 1000 Liter Maische 8-10 Liter, auf 3000 Liter Maische
reicht man mit 15-20 Liter Hefe. Von der Presshefe verwendet man auf
1000 Liter Maische 1/2 Kilogr., auf 3000 Liter 1 Kilogr. Da man Bier-
und Presshefe nicht immer von der erforderlichen Qualität und zu
billigem Preise haben kann, so pflegt man in den grösseren Brennereien
künstliche Hefe zu bereiten. Das Zugeben der Hefe zu der gekühlten
Maische geschieht auf ähnliche Weise wie das Anstellen der Bierwürze.
Nach 3 bis 5 Stunden tritt die Gährung ein, wobei sich die Temperatur
auf 30-32° erhöht. So wie die Kohlensäureentwickelung aufhört, sinken
die schwereren Theile unter und machen den flüssigen Platz. Diese
Erscheinung tritt am vierten Tage ein und gilt als Zeichen der
Beendigung der Gährungsprocesses. So wie die Maische =weingar= oder
=reif= ist, muss sofort zur Abscheidung des Alkohols geschritten
werden. Dass man hier unter Reife nicht die absolute Vollendung der
Gährung, sondern die relative mit Berücksichtigung des ökonomischen
Vortheiles versteht, welcher mit der rechtzeitigen Unterbrechung der
Gährung verbunden ist, bedarf kaum der Erwähnung.
[Sidenote: Maische aus Kartoffeln.]
Die =Kartoffeln= bestehen aus 28 Proc. Trockensubstanz (mit 21 Proc.
Stärkemehl und 2,3 Proc. Albuminkörpern) und 72 Proc. Wasser und
enthalten ebenso wie die Cerealien nur das in Dextrose überführbare
Stärkemehl, nicht aber auch den Umbilder, welchen man Diastase genannt
hat. Dieser Stoff wird auch nicht in den Kartoffeln durch das Keimen
erzeugt. Damit daher die Stärke der Kartoffeln in Dextrose übergehe, muss
man entweder bei der Verarbeitung der Kartoffeln Malz zugeben, oder die
vorbereiteten Kartoffeln mit verdünnter Schwefelsäure behandeln. Je
nachdem nun das erstere oder das letztere geschieht, unterscheidet man:
a) Darstellung der Maische mit Hülfe von Malz, b) Darstellung der Maische
mittelst Schwefelsäure. Die erstere Art der Maischdarstellung ist die
gewöhnliche und von ihr wird vorzugsweise im Folgenden die Rede sein.
Man unterscheidet bei der Bereitung der weingaren Kartoffelmaische
folgende Operationen: 1) _Das Waschen und Kochen der Kartoffeln._ Ehe
man die Kartoffeln dämpft oder kocht, reinigt man dieselben in der
Regel von der anhängenden Erde. Das Waschen geschieht entweder in einem
Troge oder in einer Trommel. Nach dem Waschen schreitet man zum Kochen
der Kartoffeln, ohne sie vorher von der Schale zu befreien. Früher
kochte man die Kartoffeln mit Wasser, gegenwärtig allgemein mit
Dämpfen. 2) _Das Zerkleinern der gargekochten Kartoffeln._ Sobald die
Kartoffeln gargekocht sind, schafft man die Kartoffeln aus dem Bottich
auf den Rumpf, der sie nach den zum Zerkleinern dienenden Apparate
führt. Dabei wird die Dampfzufuhr nur ermässigt, nicht unterbrochen,
damit die Kartoffeln heiss bleiben. Beim Erkalten nehmen gekochte
Kartoffeln bekanntlich häufig eine seifige Beschaffenheit an, in deren
Folge sie nur schwierig zerkleinert und nicht mehr gleichmässig mit
Wasser gemischt werden können. Eine vollständige Ueberführung des
Stärkemehls in Dextrose ist aber nur dann erreichbar, wenn durch die
Quetschmaschinen eine lockere, mehlartige Substanz und nicht eine
zusammengeballte Masse geliefert wird. Die einfachste Vorrichtung zum
Zerkleinern der Kartoffeln besteht in zwei hohlen gusseisernen Walzen,
deren Axen in Lagern eines Gestelles liegen und welche durch zwei Räder
so mit einander verbunden sind, dass bei der Umdrehung die Walzen in
entgegengesetzter Richtung sich bewegen. 3) _Das Einmaischen._ Die
Kartoffeln werden auf ähnliche Weise wie das rohe Getreide unter Zusatz
von Malz gemaischt. Man zieht das Gerstenmalz, weil es am kräftigsten
und vortheilhaftesten wirkt, allen übrigen Malzarten vor, doch wendet
man nicht selten Roggenmalz mit Gerstenmalz gemischt an. Das Grünmalz
wirkt kräftiger als das Luftmalz und bedingt eine grössere
Alkoholausbeute. Das Verhältniss des Malzschrotes zu den Kartoffeln
wird verschieden angegeben, während auf der einen Seite behauptet
wird, dass 2 bis 3 Proc. Gerste (als Malz) auf 100 Th. Kartoffeln
genügend seien, wollen andere, dass man 10 Proc. Gerste nehme. Wie so
häufig in der Welt möchte auch hier das Richtige in der Mitte liegen
und in der That ist ein Zusatz von 5 Th. Gerste oder auch Luftmalz zu
100 Th. Kartoffeln am gebräuchlichsten. 100 Th. Kartoffeln (mit etwa 20
Proc. Stärkemehl) geben im Durchschnitt 17,3 Th. wasserfreies Extract
in die Maischwürze, 5 Th. Gerstenmalz geben 3 Th. wasserfreies Extract;
die Spiritusausbeute ist daher auf diese beiden Materialien zu
vertheilen. Bei dem Dickmaischen der Kartoffeln geht man etwas weiter
als beim Maischen des Getreides, nämlich bis zu einem Verhältnisse der
Trockensubstanz zum Wasser, wie 1 : 4,5, 1 : 4, selbst 1 : 3. Es ist
klar, dass der grosse Wassergehalt der Kartoffeln (72-75 Proc.) bei
diesem Verhältnisse in Abzug gebracht wurde.
Das =Ab=- und =Zukühlen= erfolgt auf dieselbe Weise, wie früher
beschrieben worden ist. Auf dem Kühlschiffe erleidet die Maische
Veränderungen, welche theilweise zum Vortheil, aber auch zum Theil
nachtheilig auf die Alkoholausbeute sind. Zu den günstigen
Veränderungen ist die Zunahme des Zuckergehaltes zu rechnen. In der
abgekühlten Maische ist mehr Glycose enthalten als vorher, eine
Thatsache, die sich nur durch die Gegenwart von Proteïnkörpern in der
Maischwürze erklären lässt, welche die Eigenschaft besitzen, das
Dextrin in der ungekühlten Maische in Dextrose überzuführen[123]. Eine
andere Veränderung der Maische besteht in der Bildung von Milchsäure,
die sich stets unter Mitwirkung eines eigenthümlichen
Milchsäurefermentes auf Kosten des Zuckers bildet. Die Milchsäure
bildet sich um so reichlicher, je langsamer die Abkühlung der Maische
auf die Gährtemperatur vor sich geht. Das beste Mittel, ihre Bildung
auf ein unschädliches Maass zu erniedrigen, besteht daher in der
möglichst schnellen Abkühlung. Seit einiger Zeit hat man in der
=schwefligen Säure= ein ausgezeichnetes Mittel entdeckt, um die
Ausbeute von Alkohol aus der Maische durch Verhinderung der
Milchsäurebildung zu vergrössern. Man maischt unter Zusatz einer
wässerigen Lösung von schwefliger Säure ein.
[123] Jeder Eiweisskörper besitzt in einem bestimmten Zersetzungsgrade
die Eigenschaft, Stärkemehl in Dextrose überzuführen, so Blut,
Galle, Gehirnsubstanz, Hefe, Albumin von gekeimter Gerste,
Speichel, faules Fleisch. Wenn =Mulder= will, dass das Wort
=Diastase= aus der Wissenschaft gestrichen werde -- er schlägt
dafür den Namen =Satzmehlumbilder= vor -- so lässt sich vom
Standpunkte der chemischen Wissenschaft aus kaum etwas erwidern,
da die Diastase als chemisches Individuum nicht existirt. In der
Technologie dagegen kann die Diastase beibehalten werden, nur sei
unter ihr nur der Inbegriff von solchen in Zersetzung begriffenen
Eiweisssubstanzen verstanden, welche das Stärkemehl in Dextrose
umzuwandeln vermögen.
[Sidenote: Maische mittelst Schwefelsäure.]
=Darstellung der Maische mittelst Schwefelsäure.= Wie auf Seite 466
angegeben worden ist, kann die Umwandelung des Stärkemehls in Dextrose
ausser durch die sogenannte Diastase des Malzes auch noch durch verdünnte
Säuren, namentlich verdünnte Schwefelsäure, geschehen. Diese Art der
Maischbereitung ist von =Leplay= empfohlen worden.
Bei der Ausführung werden die rohen Kartoffeln zu einem Brei zerrieben;
der Brei wird in einen grossen Bottich gebracht und mit viel Wasser
übergossen. Das aus den zerrissenen Zellen des Kartoffelbreies
ausgeschiedene Stärkemehl setzt sich theils auf den Boden des Bottichs,
theils auf der zerriebenen Kartoffelmasse ab. Die überstehende braune
Flüssigkeit und mit ihr das Eiweiss der Kartoffeln, welches der
Einwirkung der Schwefelsäure Schwierigkeiten machen würde, wird mit
Hülfe eines Hebers entfernt. Die Flüssigkeit selbst dient für das Vieh
entweder zum Tränken oder zum Annetzen des trocknen Futters. Während
der Kartoffelbrei ausgelaugt wird, erhitzt man in einem zweiten Bottich
die erforderliche Menge verdünnter Schwefelsäure mit Hülfe eines
Dampfrohres bis zum Sieden. Auf das Hektoliter Kartoffeln rechnet man
1,5-2 Kilogr. englische Schwefelsäure und zu deren Verdünnung 3-4 Liter
Wasser. In diese siedende Flüssigkeit wird nach und nach der
ausgelaugte Kartoffelbrei eingetragen. Das Kochen wird fortgesetzt, bis
nicht nur kein Stärkemehl, dessen Anwesenheit durch Jodwasser erkannt
wird, sondern auch kein Dextrin in der Flüssigkeit mehr ist. Eine Probe
der Flüssigkeit in einem Probirgläschen mit starkem Alkohol gemischt,
darf nicht milchig werden, gegenfalls das Kochen fortgesetzt werden
muss. Nach etwa fünfstündigem Kochen ist die Zuckerbildung beendigt.
Die Flüssigkeit wird in einen Bottich mit Doppelboden gebracht und
behufs der Trennung des ungelösten Faserstoffes in einen anderen
Bottich abgelassen und darin mit Hülfe von Kreide neutralisirt. Die vom
ausgeschiedenen Gypse abgelassene Flüssigkeit wird wie die mittelst
Gyps erhaltene Maische mit Hefe zur Gährung gebracht. Ueber den Werth
des =Leplay='schen Verfahrens hat die Praxis noch nicht endgültig
entschieden. In dem, was bis jetzt vorliegt, findet sich viel
Widersprechendes. Im Allgemeinen stimmen alle Urtheile darin überein,
dass mit dem neuen Verfahren im Ganzen wenig Vortheil verknüpft ist;
was an Malz erspart wird, absorbirt die Ausgabe für Schwefelsäure und
Brennmaterial, von welchem wegen des mehrstündigen Kochens bedeutend
mehr verbraucht wird.
4) _Die Gährung der Kartoffelmaische._ Das Zugeben der Hefe zu der
gekühlten Maische in den Gährbottichen geschieht auf dieselbe Weise wie
bei der Maische aus Cerealien. Als Gährmittel wendet man auch hier
Bierhefe an. Auf 100 Kilogr. rechnet man 1-2 Liter breiiger Bierhefe
oder 3/4-1 Kilogr. Presshefe. In der Kartoffelmaische befindet sich
neben Malz- und Getreidehülsen auch fein zertheilter Zellenstoff; diese
Substanzen werden während der Gährung auf die Oberfläche gehoben und
bilden daselbst eine Decke, deren Ansehen und Verhalten einen Schluss
auf den Verlauf der Gährung zu ziehen gestattet. Man unterscheidet in
dieser Hinsicht =regelmässige= und =unregelmässige Gährung=. Erstere
tritt nach 4-6 Stunden nach dem Hefegeben ein und verläuft innerhalb
einer dem zugesetzten Hefenquantum und der Temperatur entsprechenden
Zeit. Die Gährung geht ruhig, nicht stürmisch vor sich, die Decke wälzt
sich durcheinander, indem dieselbe in einer Art rollender Bewegung an
einer Seite niedersinkt, an der anderen Seite sich aus der Maische
wieder emporhebt (=Gährung mit wälzender Decke=). Zuweilen bläht sich
die Decke ähnlich dem gährenden Brotteig auf und steigt, bis das
Kohlensäuregas entweicht, worauf dieselbe wieder zusammensinkt (=Ebbe=
und =Fluth=). Unregelmässige Gährungsarten sind dagegen die Gährung
=unter der Decke=, die Gährung =mit durchbrochener Decke= und die
Gährung =ohne Decke=; bei der Gährung =unter= der Decke bleibt die
Decke während der Gährung unbeweglich liegen und der Gährungserfolg ist
gewöhnlich ein mangelhafter; der Grund davon ist in einem fehlerhaften
Maischprocess und unvollkommener Verzuckerung, in der Benutzung eines
zu schwachen Hefenquantums oder endlich einer zu niederen Temperatur
der Maische und des Gährlokales zu suchen. Wenn während der Gährung die
Decke =durchbrochen= wird und der Schaum über die Decke emportritt, die
Decke aber ziemlich ruhig liegt, so ist zwar die Gährung kräftiger, als
wenn sie unter der Decke erfolgt, das Resultat ist aber dennoch nicht
befriedigend. Wenn endlich die Gährung =ohne= Decke verläuft, so ist
dies ein Beweis zu einer schwachen Gährung, indem die
Kohlensäureentwickelung nicht kräftig genug vor sich geht, um die
Treber an der Oberfläche der Maische halten zu können. Bei normalem
Verlaufe der Gährung ist die Hefe nach 60-70 Stunden weingar und zur
Destillation reif. In neuerer Zeit stellt man grosse Mengen von
Spiritus aus =Mais=[124] und versuchsweise auch aus =Reis=[125] dar.
[124] Vergl. Jahresbericht der chem. Technologie 1861 p. 457; 1868
p. 571; 1869 p. 470.
[125] Vergl. Jahresbericht der chem. Technologie 1869 p. 473.
[Sidenote: Maische aus Rüben.]
Bei der Anwendung von solchen Vegetabilien zur Spiritusfabrikation, in
welchen der alkoholbildende Körper bereits als Rohrzucker oder als
Dextrose vorhanden ist, erspart man den Zuckerbildungs- oder
Maischprocess und kann sofort zur Einleitung der Gährung schreiten,
sobald die zuckerhaltigen Zellen aufgeschlossen worden sind und der
Zucker in eine passende Lösung gebracht wurde. Der grosse Vortheil,
welcher den Spiritusfabrikanten durch die Umgehung des Maischprocesses
erwächst, springt zu sehr in die Augen, als dass man sich nicht mit aller
Kraft bestreben sollte, die zuckerhaltigen Vegetabilien anstatt der
stärkemehlhaltigen in die Spiritusfabrikation einzuführen, wobei jedoch
nicht übersehen werden darf, dass nur dann eine solche zuckerhaltige
Substanz Anwendung finden kann, wenn sie sich mit den bestehenden
Steuerverhältnissen verträgt und sonst den Anforderungen Genüge leistet,
die vom technischen und mercantilischen Standpunkte aus an die
Spiritusfabrikation gemacht werden.
Unter den zuckerhaltigen Vegetabilien, die als Spiritusmaterialien
Beachtung verdienen, stehen die =Zuckerrüben= oben an[126]. Die
Zuckerrübe ist als Spirituspflanze dann besonders von hohem Werthe,
wenn die Kartoffelproduktion in Folge von Kartoffelkrankheit einen
Ausfall erlitten hat, um die Kartoffeln der Consumtion für die Menschen
zu erhalten, ferner, wenn in Folge von niedrigen Zuckerpreisen oder
misslichen Steuerverhältnissen die Zuckerfabrikation aus Rüben nicht
mehr lohnend ist. Die Gewinnung des Saftes ist, so einfach wie sie
scheint, doch ausserordentlich schwierig, da die zerriebenen Rüben
ungeachtet ihres Saftreichthums einen sehr consistenten Brei bilden,
indem die 4 Proc. Marksubstanz (Cellulose oder Pektose) hinreichen, um
die 96 Proc. Saft aufgesogen zurückzuhalten. Diese schwammige
Beschaffenheit des Rübenbreies steht nun der Verwandelung der ganzen
Rüben in eine hinreichend concentrirte Maische im Wege und es hat sich
bis jetzt noch kein Mittel gefunden, eine Verflüssigung des Breies
herbeizuführen. Könnte man den consistenten Rübenbrei zur vollständigen
Vergährung bringen, so würden 100 Kilogr. desselben gegen 6 Liter
Alkohol liefern, eine Ausbeute, die selbst bei sehr niedrigen
Spirituspreisen eine Verarbeitung der Rübe auf Spiritus gestatten
würde. Da eine vollständige Vergährung des Rübenbreies nicht ausführbar
ist, so lag es nahe, nur den Saft der Rüben zu verarbeiten und zwar
diesen wie bei der Rübenzuckerfabrikation durch Pressen oder durch
Maceriren zu gewinnen. Je nach der Art der Gewinnung des Saftes kann
man folgende Methoden unterscheiden:
[Greek: a]) Gewinnung des Saftes durch Reiben und
a) Pressen,
b) Ausschleudern in Centrifugalapparaten;
[Greek: b]) Gewinnung des Saftes durch Maceration (oder auf
dialytischem Wege), wobei man
a) die Rübenschnitte entweder mit kaltem oder mit heissem Wasser
auslaugt (Verfahren von =Siemens= und =Dubrunfault=),
b) die Rübenschnitte mit heissem Spülicht (Schlempe) von der
vorhergehenden Destillation auslaugt (Verfahren von
=Champonnois=);
[Greek: g]) Nach dem Verfahren von =Leplay= (und einer Modification
desselben von =Pluchart=) unterwirft man die zerschnittenen Rüben der
Gährung, ohne den Saft zu extrahiren und ohne Hefe zuzusetzen, und
destillirt den Alkohol aus den gegohrenen Rübenstücken mit Hülfe von
heissen Wasserdämpfen ab.
[126] Die Rübenbrennerei ist neuerdings von =C. Thiel= (Neue
landwirtschaftl. Zeitung 1869 p. 57, 88, 181, 207, 258, 295, 321)
ausführlichst geschildert worden.
[Sidenote: Spiritus aus den Abfällen der Zuckerfabrikation.]
Auf den Antillen sowie in Ostindien werden die =Abfälle der
Zuckerfabrikation= wie Zuckerschaum, Melasse u. dergl. in Gährung
übergeführt und die gegohrene Flüssigkeit der Destillation unterworfen.
Der durch Destillation der mit Wasser verdünnten und gegohrenen
Rohrzuckermelasse erhaltene Branntwein führt in den englischen Colonien
den Namen =Rum= (Rhum, Taffia) und auf Madagascar und Isle de France den
Namen =Guildive=. Die bei der Destillation zuerst übergehenden Theile
enthalten das eigenthümliche Aroma des Rums. Durch Gährung und
Destillation des Rohrzuckerschaumes erhält man einen brenzlichen, scharf
sauren Branntwein, der gewöhnlich den schwarzen Arbeitern gegeben und
=Negerrum= genannt wird. In England und Deutschland fabricirt man viel
ordinären Rum, indem man die verdünnte Melasse der Zuckerraffinerien mit
Hefe hinstellt und nach 3-4 Tagen die gegohrene Flüssigkeit destillirt.
Das dem Rum eigenthümliche Aroma rührt von einer kleinen Menge Aether
flüchtiger fetter Säuren, wol Pelargonäther her.
Auch die in so grosser Menge bei der Rübenzuckerfabrikation sich bildende
=Rübenmelasse= dient zur Spiritusfabrikation (vergl. Seite 137). Für sich
allein vergährt die Melasse nur sehr schwer vollständig. Beseitigt man
aber vorher die alkalische Beschaffenheit der Melasse und führt man den
Rohrzucker durch Kochen der Melasse mit verdünnter Schwefelsäure in
intervertirten Zucker über, so ist die Gährung leicht einzuleiten und zu
Ende zu führen. 100 Kilogr. Melasse geben im Durchschnitt 40 Liter
Branntwein. Der anfänglich widerliche Geruch des Rübenbranntweins (das
Rübenfuselöl besteht aus kleinen Mengen Propylalkohol, dann Butyl- und
Amylalkohol, Pelargonsäure und Caprylsäure; ferner haben neuere
Untersuchungen darin die Gegenwart eines Gemenges von Oenanth-, Capron-
und Valeriansäure wahrscheinlich gemacht) verliert sich grösstentheils
durch längeres Lagern. Der in der Blase nach dem Abdestilliren des
Spiritus verbleibende Rückstand wird auf Schlempekohle (vergl. Seite 136)
verarbeitet. Der Zusatz von Schwefelsäure hat indessen nicht nur die
Function den Rohrzucker in einen leicht vergährbaren Zucker überzuführen,
sondern vor Allem auch der sonst leicht eintretenden Milch- und
Schleimsäuregährung vorzubeugen. Nach =Al. Müller= wird die Schwefelsäure
passend durch Phosphorsäure zu ersetzen sein.
[Sidenote: Spiritus aus Wein und Weintrestern.]
Die Destillation von =Spiritus aus Wein= ist besonders in Frankreich,
aber auch in Spanien und Portugal zu Hause. Man schätzt die jährliche
Produktion von Weinspiritus oder Franzbranntwein (alcool de vin) in
Frankreich auf 450,000 Hektoliter von 85 Proc. und an 400,000 Hektoliter
Branntwein von 60 Proc. Die Qualität des aus Wein destillirten
Branntweins ist von dem Reifgrade der Trauben, von der grösseren oder
geringeren Sorgfalt bei der Gährung und Destillation, von der mehr oder
minder innigeren Mischung der flüchtigen Principien des Weines mit dem
Alkohol, von dem Alter des Weines und von der Art desselben abhängig.
Alte Weine liefern eine bessere Qualität als junge, gallisirte und
petiotisirte Weine eignen sich besonders zur Destillation. Der frisch
destillirte Branntwein ist farblos und bleibt auch ohne Farbe, wenn man
ihn sofort auf Flaschen füllt. Da man ihn aber in Fässern aus Eichenholz
aufzubewahren pflegt, so löst er eine kleine Menge von Farb- und
Extractivstoffen daraus auf und nimmt eine gelbliche Färbung an. Die
besten Sorten von Weinbranntwein werden im Charentedepartement
destillirt; sie führen sämmtlich im Handel den Namen =Cognac= und
zeichnen sich durch seine eigenthümliche und gewürzhafte Milde aus, die
man bis jetzt vergeblich nachzuahmen gesucht hat. Auch aus den
=Weintrestern= und dem =Weingeläger= destillirt man Branntwein
(Tresterbranntwein und Drusenbranntwein). Die bei der Destillation des
Spiritus aus Wein verbleibende Schlempe (_Vinasse_) enthält grosse Mengen
von =Glycerin= und lässt sich mit Leichtigkeit zur Fabrikation desselben
verwenden.
B. Destillation der weingaren Maische.
[Sidenote: Destillation der Maische.]
Die weingare Maische (Kartoffelmaische) ist ein Gemenge von
nichtflüchtigen und flüchtigen Stoffen. Zu den ersteren gehören Fasern,
Malzhülsen, unorganische Salze, Proteïnsubstanzen, unzersetzte und
zersetzte Hefe, Bernsteinsäure, Milchsäure, Glycerin u. s. w., zu den
flüchtigen der Alkohol, die Fuselöle, das Wasser und kleine Mengen von
Essigsäure. Die durch die Gährung entstandenen flüchtigen
Maischbestandtheile werden von den nicht flüchtigen durch =Destillation=
getrennt, indem man die flüchtigen Bestandtheile in Dämpfe verwandelt und
diese Dämpfe durch Abkühlung wieder condensirt. Wenn man die weingare
Maische bis zum Sieden erhitzt, so bilden sich Dämpfe, welche wesentlich
aus Alkohol und Wasser bestehen; die durch die Condensation dieser Dämpfe
erhaltene Flüssigkeit ist demnach ein Gemisch von Wasser und Alkohol.
Wasser siedet bei +100° C. bei 760 Millimeter Barometerstand
Alkohol " " +78,3° " " " " "
Da nun der Siedepunkt des Wassers um 21,7° C. höher liegt als der des
Alkohols, so könnte man vielleicht glauben, dass, wenn die weingare
Maische bis auf etwa 80° erhitzt wird, =nur der Alkohol= übergehen werde,
das Wasser dagegen zurückbleiben würde. Dies ist bekanntlich nicht der
Fall und der Siedepunkt eines Gemenges von Wasser und Alkohol ist unter
allen Umständen sogleich vom Anfange des Erhitzens an höher als der von
reinem Alkohol und die sich bildenden Dämpfe sind stets ein Gemenge von
Alkohol- und Wasserdämpfen. Der Grund hiervon liegt theils in der
Anziehung des Alkohols zum Wasser, theils auch in der Verdunstung;
erstere hält den Alkohol zurück und verhindert denselben, bei der
Siedetemperatur des Alkohols (bei 78,3°) in Gestalt von Alkoholdampf zu
entweichen. Ist durch Erhitzen der Siedepunkt des Gemisches von Alkohol
und Wasser erreicht, es sei derselbe 90° C., so wird von dem Alkohol der
grösste Theil dampfförmig sich entwickeln, weil dessen Siedepunkt der
niedrigere ist; von dem Wasser wird dagegen nur so viel verdunsten, als
wenn durch bis auf 90° erhitztes Wasser ein Luftstrom geleitet würde,
denn die sich entwickelnden Alkoholdämpfe verhalten sich genau so wie ein
Luftstrom und nehmen während ihres Durchganges durch das Gemisch von
Alkohol und Wasser eine von der Temperatur abhängige Quantität
Wasserdampf auf. Da die aus einer Flüssigkeit entweichende Dampfmenge im
direkten Verhältnisse steht zu der Temperatur der Flüssigkeit, so wird
die Menge der Wasserdämpfe in dem Dampfgemisch in dem Verhältniss
zunehmen, je höher der Siedepunkt des Gemisches steigt, bis endlich, wenn
der Siedepunkt des Wassers (= 100°) erreicht ist, in den sich
entwickelnden Dämpfen keine Spur von Alkohol sich mehr befindet. Bei
Beginn der Destillation bestehen daher die Dämpfe aus viel Alkohol und
=sehr wenig= Wasser, später aus =mehr= Wasser, endlich =nur= aus Wasser.
Man kann daher nie ohne weiteres durch blosse Destillation aus einer
weingaren Maische den Alkohol von den übrigen flüchtigen
Maischbestandtheilen trennen. Unterbricht man die Destillation dagegen
zur gehörigen Zeit, so hat man in dem Destillat allen Alkohol, nebst
einem kleinen Theile Wasser, während die Destillationsrückstände
(Phlegma) keine Spur von Alkohol mehr enthalten.
Das aus Alkohol und Wasser bestehende Destillat heisst =Lutter=
(Läuter, Lauer); unterwirft man dasselbe einer nochmaligen Destillation
oder Rectification, so wird das Destillat alkoholreicher, bis es
endlich durch wiederholtes Rectificiren oder Weinen einen gewissen
Alkoholgehalt erlangt hat, der durch Destillation nicht mehr erhöht
werden kann. Die letzten Antheile Wasser werden von dem Alkohol so
hartnäckig zurückgehalten, dass deren Entfernung durch Destillation
nicht ausführbar ist, wohl aber erreicht werden kann, wenn man zu dem
wasserhaltigen Alkohol eine Substanz setzt, die zum Wasser mehr
Verwandtschaft, als letzteres zum Alkohol hat. Solche Körper sind z.
B. der Aetzkalk, das geschmolzene Chlorcalcium u. s. w.; sie geben bei
der Digestion und nachfolgenden Destillation =absoluten Alkohol=,
welcher in der Technik im Grossen niemals Anwendung findet. Das bei der
Rectification des Lutter zuerst übergehende, sehr alkoholreiche
Destillat heisst =Vorlauf=, das spätere =Nachlauf=. Ein zweimal
rectificirter Alkohol enthält gegen 50 Proc. Alkohol; durch
Rectification kann man den Alkohol nicht stärker als 95procentig
darstellen. Der nach dem Abtreiben des Alkohols bleibende Rückstand
heisst =Schlempe= (auch Spülicht).
[Sidenote: Destillirapparate.]
Ein =Destillirapparat=, wie er zur Spiritusgewinnung Anwendung findet,
besteht in seiner einfachsten Form aus vier Theilen, nämlich der
Destillirblase, dem Helm, dem Kühlapparate und der Vorlage zur Aufnahme
des Destillates.
Die =Blase= oder der Destillirkessel (auch Brennkessel, Brennblase) ist
gewöhnlich aus Kupferblech, seltener aus Eisenblech angefertigt und hat
in der Regel die Gestalt eines flachen Kessels, der aber bis auf eine
obere runde Oeffnung von 12-24 Zoll Durchmesser geschlossen ist. Die
Oeffnung ist mit einem einige Zoll hohen, starken Halse versehen. Der
Boden ist entweder eben oder in der Mitte nach oben aufgebogen. Zum
Ablassen der Schlempe ist unmittelbar über dem Boden ein mit Hahn
versehenes Abflussrohr angebracht. Auf dem Obertheile der Blase
befindet sich seitlich noch ein Ansatzrohr zum Füllen der Blase mit
Maische. Der =Helm= oder =Hut= führt die entwickelten Dämpfe aus der
Blase in den Condensationsapparat. Obgleich hierzu ein einfaches Rohr
schon genügend wäre, zieht man es bei einfachen Destillirapparaten vor,
den Helm gross und weit zu machen, um nicht nur die Maischtheilchen,
die das Destillat verunreinigen würden, abzuscheiden, sondern auch ein
alkoholreicheres Produkt zu erhalten, indem in Folge der grösseren
Oberfläche die Dämpfe eine Abkühlung erleiden, welche die Fortführung
der zuerst condensirten Wasserdämpfe verhindert. Grössere Helme haben
endlich auch den Vortheil, dass sie Steigraum für die beim Erhitzen
sich ausdehnende Maische gewähren. Da das Volumen der Dämpfe während
der Abkühlung sich verringert, so würde die Gestalt eines Kegels die
beste Helmform sein. Die =Kühlapparate= haben die Bestimmung, die durch
den Helm zugeführten Dämpfe nicht blos möglichst vollständig zu
condensiren und in eine tropfbare Flüssigkeit zu verwandeln, sondern
auch so weit abzukühlen, dass davon nichts verdunstet; sie dürfen den
Dämpfen keinen unnöthigen Spielraum gestatten, weil sonst während der
Destillation atmosphärische Luft eindringt, die sich mit Alkoholdämpfen
imprägnirt und dadurch beim Austritt oder Wechsel einen Alkoholverlust
nach sich zieht; sie müssen endlich auch einfach und dauerhaft
construirt sein und eine leichte und vollständige Reinigung zulassen.
Die Kühlapparate sind Leitungen aus Zinn oder Kupfer (seltener Blei),
welche von aussen durch Wasser oder wie bei den neueren
Destillirapparaten durch Maische abgekühlt werden.
[Sidenote: Verbesserte Destillirapparate.]
Die =Destillirapparate=, mit deren Hülfe man =sofort= durch eine
einmalige Destillation =starken Alkohol= erhalten kann, haben, so
verschieden wie auch ihre Construction sein möge, das mit einander
gemein, dass die gemischten Alkohol- und Wasserdämpfe auf ihrem Wege von
der Blase bis zum Kühlapparate ununterbrochen an Alkohol reicher werden,
bis sie endlich, auf die Stärke von Alkohol gebracht, in den Kühlapparat
zur Verdichtung kommen.