4033,4
------ = 6,19 Kilogr.
652
[192] Die Zusammensetzung der Buttersäure und des Essigäthers ist
gleich und wird durch die Formel C_{4}H_{8}O_{2} ausgedrückt, und
dennoch giebt erstere beim Verbrennen 5647 W.-E., letztere
dagegen 6292.
[Sidenote: Probe von Stromeyer.]
Nach der (1861) von =A. Stromeyer= vorgeschlagenen Probe verbrennt man
den Brennstoff mittelst Kupferoxyd, behandelt den Rückstand mit
Salzsäure und Eisenchlorid, wobei letzteres durch das entstandene
metallische Kupfer theilweise in Eisenchlorür übergeht, dessen Menge
man durch Titriren mit Chamaeleon bestimmt. Dieses Verfahren ist
sicherlich genau, aber umständlich.
[Sidenote: Specifischer Wärmeeffect.]
Unter dem =specifischen Wärmeeffect= versteht man diejenigen relativen
Wärmemengen, welche gleich grosse Volumen der verschiedenen
Brennmaterialien liefern. Man findet ihn aus dem absoluten Wärmeeffect,
indem man denselben mit dem specifischen Gewichte des betreffenden
Brennmaterials multiplicirt.
[Sidenote: Pyrometrischer Wärmeeffect.]
Der =pyrometrische Wärmeeffect= eines Brennmaterials wird durch die
Temperatur, welche bei der vollständigen Verbrennung desselben herrscht,
ausgedrückt. Da keines der bekannten Pyrometer genügende Resultate giebt,
um die Intensität der Wärme behufs der Ermittelung der Heizkraft in
Thermometergraden wiedergeben zu können, so muss man sich vorläufig mit
der annähernden Ermittelung des pyrometrischen Wärmeeffects durch
Rechnung begnügen. Der pyrometrische Wärmeeffect eines Brennmaterials ist
gleich dem in Wärmeeinheiten angegebenen absoluten Wärmeeffecte
desselben, dividirt durch die Summe der relativen Gewichtsmengen aller
Verbrennungsprodukte seiner Bestandtheile, jede dieser Gewichtsmengen
multiplicirt mit der entsprechenden specifischen Wärme. Der pyrometrische
Wärmeeffect des Kohlenstoffes ist grösser, der des Wasserstoffs kleiner
als der jedes anderen brennbaren Körpers. Die flammbaren Brennstoffe im
Holz und in den Steinkohlen müssen mithin einen niedrigeren
pyrometrischen Wärmeeffect besitzen, als die nicht flammbaren,
verkohlten, und zwar einen um so niedrigeren, je mehr sie sich in ihrer
Zusammensetzung der reinen Kohle nähern, während bezüglich des absoluten
Wärmeeffectes das Gegentheil stattfindet. Der Grund davon liegt darin,
dass der beim Verbrennen von Wasserstoff sich bildende Wasserdampf fast
viermal so viel Wärme aufnimmt, um bei einer gewissen Temperatur erhitzt
zu werden, als Kohlensäure. Der Unterschied zwischen den pyrometrischen
Effecten der Brennmaterialien ist bei der Verbrennung in Sauerstoff weit
bedeutender als in der Luft.
Um dem theoretisch gefundenen pyrometrischen Wärmeeffect in der Praxis
möglichst nahe zu kommen, hat man besonders darauf Bedacht zu nehmen,
allen Kohlenstoff zu Kohlensäure zu verbrennen, da bei der Verbrennung
von Kohlenstoff zu Kohlenoxyd in der atmosphärischen Luft nur eine
Temperatur von 1427° (bei 2480 W.-E.), bei dessen Verbrennung zu
Kohlensäure aber eine Temperatur von 2458° (bei 8080 W.-E.) erzeugt
wird, durch passende Vorbereitung des Brennstoffes (z. B. durch
längeres Aufbewahren von Holzkohlen und Koks, durch Pressen des Torfes
zur Vermehrung seiner Dichte, durch Darstellung dichteren Koks in
Oefen, Vorwärmen des Brennmaterials etc.) durch Vorwärmung der
Verbrennungsluft, durch Effectuirung der Verbrennung unter einem
höheren Drucke als dem einer Atmosphäre.
Die Verbrennungstemperatur ist nicht nur ein Produkt des Actes der
Verbrennung, sondern wird auch wesentlich modificirt durch die bei der
Verbrennung wirkenden Luftbestandtheile. In einem Brennmaterial sind
zur vollständigen Verbrennung erforderlich:
für 1 Kilogr. Kohlenstoff bei 15° C. 9,7 Kubikmeter Luft
" 1 " Wasserstoff " 15° " 28,0 " "
Hieraus leiten sich folgende Luftmengen ab, die zur vollständigen
Verbrennung eines Brennmaterials gerade ausreichen:
1 Kilogr. Holz (mit 20 Proc. hygrosk. H_{2}O) = 5,2 Kubikmeter Luft
1 " Holzkohle = 9,0 " "
1 " Steinkohle = 9,0 " "
1 " Koks = 9,0 " "
1 " Braunkohle = 7,3 " "
1 " Torf = 7,3 " "
In der Praxis sind die theoretisch erforderlichen Luftmengen mindestens
doppelt zu nehmen, wenn die Verbrennung vollständig erfolgen soll.
[Sidenote: Mechan. Aequivalent der Wärme.]
Das Gesetz von der =Erhaltung der Kraft= lehrt, dass Wärme in Werk (oder
Arbeit) und Werk umgekehrt in Wärme übergeführt werden kann und es
entspricht dabei 1 Wärmeeinheit 424 Meterkilogrammen Arbeit. So oft durch
Wärme Arbeit geleistet wird, verschwindet die erstere und zwar immer für
424 Arbeitseinheiten 1 Wärmeeinheit. Die Zahl 424 ist mithin das
=mechanische Aequivalent der Wärme= (oder das Arbeitsäquivalent der
Wärmeeinheit). Unter einem Fusspfund versteht man jene Kraft (oder
Arbeit), welche nöthig ist, um =ein= Pfund =einen= Fuss hoch zu heben.
Wählt man die Arbeit als Einheit, welche man benutzt, um 1 Kilogramm 1
Meter hoch zu heben, so nennt man die Einheit Kilogrammometer (oder
Meterkilogramm). 1 Kilogrammometer = 6,37 Fusspfund (rhein.). (Den
Ausgangspunkt der mathematischen Entwickelung der mechanischen
Wärmetheorie bildet der zuerst von =R. Clausius= ausgesprochene Satz,
dass »in allen Fällen, wo durch Wärme Arbeit entsteht, eine der erzeugten
Arbeit proportionale Wärmemenge verschwindet oder verbraucht wird und
dass umgekehrt durch Verrichtung einer eben so grossen Arbeit dieselbe
Wärmemenge wieder erzeugt werden kann«).
Die Brennmaterialien im Besonderen.
Das Holz.
[Sidenote: Holz.]
Das Holz besteht aus mehreren in ihrer Structur von einander
unterscheidbaren Theilen, welche auf dem Querschnitt sich in folgender
Weise darstellen: Die Axe (das =Mark=) besteht aus einem lockeren,
ziemlich regelmässig gestalteten Gewebe von Parenchymzellen, welche an
vielen Stellen als =Markstrahlen= sich strahlenförmig bis zur Rinde
erstrecken. Rings um das Mark liegt das =Holz=, ein Aggregat seitlich
verwachsener Gefässbündel, welche aus den Holz- und den Gefässzellen
bestehen. Um das Holz findet sich der =Bast= gelagert, zwischen Holz und
Bast eine Lage äusserst dünnwandiger, mit einer trüben Flüssigkeit
erfüllter Zellen, von welcher die weitere Entwickelung des Stammes
ausgeht, indem die neu gebildeten Zellen theils nach Innen an die alten
Holzzellen, theils nach Aussen an Bast und Rinde sich ablagern. Ueber dem
Baste liegt nach Aussen eine Schicht Zellgewebe von eigenthümlicher
Structur der Zellen, welche mit dem Bast vereinigt die =Rinde= ausmacht,
die im jungen Zustande noch mit der =Oberhaut= bedeckt ist. Die
Markzellen zerreissen in der Regel beim späteren Wachsen der Pflanze,
sterben ab und hinterlassen eine hohle Röhre. Die Holzzellen verdicken
sich durch abgelagerte Cellulose; da dieses Wachsthum in die Dicke im
Frühling sehr rasch beginnt, im Sommer und Herbst aber sich verlangsamt
und zuletzt ganz erstirbt, so ist die Bildung von deutlich erkennbaren
=Jahresringen=, die sich durch ihre härtere, dichtere, im Herbste
abgelagerte Schicht scharf vom folgenden Jahrgange unterscheiden, leicht
zu erklären. Die Holzzellen sind nie auf den Wänden so verdickt, dass
sich nicht im Innern wenigstens eine Höhlung wahrnehmen liesse, und ihre
Berührung unter einander nie so vollständig, dass man nicht zwischen
ihnen die sogenannten Intercellulargänge wahrnehmen könnte, welche in der
Regel nur mit Luft gefüllt sind, bisweilen sind sie auch die Behälter
eigenthümlicher Säfte, z. B. von Harz, Gummi u. a.
In den Holz- und Gefässzellen hat sich während des Lebens der Pflanze
die meiste Cellulose abgeschieden; sie erscheinen daher mit den
dicksten Wänden und bilden das eigentliche Holz. Je dicker die Wände
der Holzzellen einer Holzart sind und je mehr Zellen in einem
bestimmten Raume sich angehäuft haben, desto dichter und schwerer ist
ein solches Holz; man nennt es =hartes= im Gegensatz zu solchem Holz,
welches dünnwandigere Holzzellen in geringerer Anzahl in einem gleich
grossen Raume enthält; letzteres heisst ein =weiches Holz=. Die
verschiedenen Baumarten, deren Holz in Mitteleuropa als Brennmaterial
benutzt wird, sind:
=Laubhölzer=:
Eiche (_Quercus pedunculata_ und _robur_) schlagbar im 50.- 60. Jahre
Rothbuche (_Fagus sylvatica_) " " 80.-120. "
Hain- oder Weissbuche (_Carpinus betulus_) " " 110.-120. "
Ulme oder Rüster (_Ulmus campestris_ und
_effusa_) " " 20.- 30. "
Esche (_Fraxinus excelsior_) " " 20.- 30. "
Erle (_Alnus glutinosa_ und _incana_) " " 20.- 30. "
Birke (_Betula alba_ und _pubescens_) " " 20.- 25. "
=Nadelhölzer=:
Weiss- oder Edeltanne (_Pinus abies_) " " 50.- 60. "
Fichte oder Rothtanne (_Pinus picea_) " " 70.- 80. "
Föhre oder Kiefer (_Pinus sylvestris_) " " 80.-100. "
Lärche (_Pinus larix_) " " 50.- 60. "
Zu den =harten Hölzern= rechnet man: Eiche, Weiss- und Rothbuche, Ulme,
Birke, Esche, zu den =halbharten=: Ahorn, Erle, Lärche, Föhre; zu den
=weichen=: Fichte, Weisstanne, Linde, Aspe, Pappel, Weide.
[Sidenote: Bestandtheile des Holzes.]
Das Holz besteht im Wesentlichen aus der eigentlichen Holzfaser, kleinen
Mengen von Saft- und Aschebestandtheilen und einer veränderlichen Menge
hygroskopischen Wassers.
=Holzfaser= (Cellulose). Die reine Holzfaser, deren Menge etwa 96 Proc.
von dem völlig trocknen Holze beträgt, ist nach der Formel
C_{6}H_{10}O_{5} zusammengesetzt und besteht in 100 Theilen aus
Kohlenstoff 44,45
Wasserstoff 6,17
Sauerstoff 49,38
Der =Pflanzensaft= besteht zum grössten Theile aus Wasser und enthält
organische und unorganische Substanzen theils aufgelöst, theils
suspendirt. Die unorganischen Saftbestandtheile, welche nach dem
Verbrennen des Holzes als =Asche= zurückbleiben, sind ihrer Qualität nach
bei allen Holzarten gleich (vergl. Seite 133). In der Praxis nimmt man
an, dass der Aschengehalt der Brennhölzer durchschnittlich 1 Proc.
betrage[193].
[193] Im Durchschnitte aus allen Holzarten geben an Asche:
Prügelholz 1,23 Proc.
Scheitholz 1,34 "
Aeste 1,54 "
Wellen 2,27 "
Der =Wassergehalt= ist im Allgemeinen bei den weichen Hölzern grösser als
bei den harten. Man fand in 100 Gewichtstheilen des frisch gefällten
Holzes:
Hainbuche 18,6
Birke 30,8
Traubeneiche 34,7
Stieleiche 35,4
Weisstanne 37,1
Föhre 39,7
Rothbuche 39,7
Erle 41,6
Ulme 44,5
Fichte 45,2
Gewöhnliches =lufttrockenes= Holz lässt sich betrachten als bestehend
aus:
40 Th. Kohle (incl. 1 Th. Asche),
40 " chemisch gebundenem Wasser,
40 " hygroskopischem Wasser.
Nachdem durch starkes Erhitzen bis auf 130° alles hygroskopische Wasser
ausgetrieben worden ist, bleibt =gedarrtes Holz= zurück von der
Zusammensetzung:
50 Th. Kohle (incl. 1 Th. Asche),
50 " chemisch gebundenes Wasser.
Das lufttrockne =Buchenholz=, wie es gewöhnlich als Brennholz benutzt
wird, enthält in 100 Theilen:
Kohlenstoff 39,10
Wasserstoff 4,90
Sauerstoff 36,00
Wasser und Asche 20,00
------
100,00
[Sidenote: Heizwerth des Holzes.]
Die =Brennbarkeit= der weichen Hölzer ist grösser als die der harten;
unter den weichen lassen sich die Nadelhölzer (wegen ihres Harzgehaltes)
am leichtesten entzünden und brennen am besten fort. Den Nadelhölzern
steht das Birkenholz sehr nahe. Was die =Flammbarkeit= betrifft, so geben
die harzreichen Nadelhölzer die längste Flamme.
Aus seinen Versuchen folgert =Winkler= hinsichtlich des Verhältnisses
der Heizkraft der Holzarten, dass 1 Klafter Fichtenholz ersetzt werde
durch
1,07 Klafter Linde, 0,70 Klafter Buche,
0,94 " Föhre, 0,665 " Birke,
0,92 " Pappel, 0,65 " Ahorn,
0,91 " Weide, 0,635 " Ulme,
0,89 " Tanne, 0,59 " Eiche.
=Scheerer= nimmt den absoluten Wärmeeffect der verschiedenen,
gleichförmig getrockneten Holzarten als gleich gross an, ferner, dass
der specifische Wärmeeffect von Holzarten mit gleichem Wassergehalte
sich wie das specifische Gewicht derselben verhält. Der =pyrometrische
Wärmeeffect= des halbgedarrten Holzes (mit 10 Proc. Wassergehalt) kann
nach =Scheerer= = 1850°, der des gedarrten = 1950° gesetzt werden. Nach
=Péclet= entwickelte sich eine Temperatur von 1683° C. beim Verbrennen
von reinem und trocknem Holz unter der Voraussetzung, dass aller
Sauerstoff der Verbrennungsluft absorbirt werde, dagegen nur eine
Temperatur von 960°, wenn der Sauerstoff nur zur Hälfte consumirt wird,
was gewöhnlich in grossen Feuerräumen der Fall ist.
Die Verdampfungskraft der Holzarten ist nach den Versuchen von =Brix=:
_Wassergehalt._ _Ungetrocknet._ _Getrocknet._
Föhrenholz 16,1 Proc. 4,13 5,11
Ellernholz 14,7 " 3,84 4,67
Birke 12,3 " 3,72 4,39
Eiche 18,7 " 3,54 4,60
Rothbuche 22,2 " 3,39 4,63
Weissbuche 12,5 " 3,62 4,28
D. h. 1 Kilogr. Föhrenholz mit 16,1 Proc. Wasser verdampft 4,13 Kilogr.
Wasser.
[Sidenote: Holzkohlen.]
=Die Holzkohlen.= Es ist ein allgemeines Kennzeichen der organischen
Verbindungen, dass dieselben unter dem Einfluss der Wärme sich zersetzen
und dabei Kohlenstoff als Kohle ausscheiden. Wird die Erhitzung des
=Holzes= in einem abgesperrten sauerstoffleeren Raum ausgeführt und ist
zu gleicher Zeit die Vorkehrung getroffen, dass die gas- und
dampfförmigen Produkte entweichen können, wird überhaupt das Holz der
trocknen Destillation unterworfen, so bleibt ein Theil des Kohlenstoffs
als =Holzkohle= zurück. Werden die flüchtigen Produkte aufgefangen, so
findet man gasförmige, aus Kohlensäure, Kohlenoxyd und Grubengas
bestehend, und condensirbare Körper, welche letztere nach der Verdichtung
ein gelblich oder braun gefärbtes Oel bilden, unter welchem eine
wässerige Flüssigkeit sich befindet. Die wässerige Flüssigkeit besteht
aus unreiner Essigsäure (=Holzessig=; vergl. Seite 550) und einer
alkoholischen Flüssigkeit, dem =Holzgeiste= (vergl. Seite 553); die ölige
Flüssigkeit, der =Holztheer=, besteht aus einer Anzahl flüssiger und
fester Körper, unter denen das Paraffin, das Kreosot (oxyphensaures
Methyl), die Oxyphensäure und die Carbolsäuren (d. i. die eigentliche
Carbolsäure, die Kresylsäure und die Phlorylsäure) und mehrere flüssige
Kohlenwasserstoffe hervorzuheben sind. Alle diese Stoffe sind brennbar.
Folgendes Schema (vergl. Seite 551) zeigt die hauptsächlichsten, bei der
trocknen Destillation des Holzes sich bildenden Produkte:
{Acetylen Kohlenoxyd
{Elayl Kohlensäure
{[Greek: a]) Leuchtgas{Benzol Methylwasser-
{ stoff
{ {Naphtalin (?) Wasserstoffgas
{
{a) Holzmasse } { {Benzol Oxyphensäure
{ } { {Naphtalin (?) Kresylsäure
Holz{b) Hygroskop.} {[Greek: b]) Theer {Paraffin Phlorylsäure
{ Wasser } { {Reten Brandharze
{ {Carbolsäure Kreosot
{
{[Greek: g]) Holzessig{Essigsäure Aceton
{ {Propionsäure Holzgeist
{[Greek: d]) Holzkohle
[Sidenote: Zweck der Verkohlung.]
Der gewöhnliche Zweck der =Verkohlung= des Holzes besteht darin, die in
demselben enthaltenen Brennstoffe zu concentriren, sie durch bedeutende
Verminderung des Gewichts und des Volumens transportabler zu machen und
dadurch ihren Markt zu erweitern, die Holzpreise zu steigern, einige für
gewisse technische Anwendungen nachtheilige Eigenschaften des Holzes zu
entfernen oder endlich auch Kohle zu anderer Benutzung als der
gewöhnlichen zu erlangen, z. B. zur Pulverfabrikation. In allen diesen
Fällen wird die =Kohle= als Hauptprodukt der Verkohlung angesehen. Bei
der =Theerschwelerei= ist es vorzüglich auf die Gewinnung von Theer
abgesehen und die dabei sich ergebende Kohle erscheint mehr nur als ein
Nebenerzeugnis. Bei der =Holzgasfabrikation= werden endlich durch die
Verkohlung nicht blos Holz und Theer, sondern auch die dabei sich
entwickelnden brennbaren und leuchtenden Gase gewonnen und in einer Weise
zur Entwickelung von Licht und Wärme benutzt, dass jedenfalls jene nicht
als Hauptsache erscheinen. Die Verkohlung des Holzes im Walde kann
entweder in regelmässigen auf verschiedene Weise aufgebauten Haufen, den
=Meilern= und den =Haufen=, in beiden Fällen unter beweglicher Decke,
oder unter unbeweglicher Decke in =Gruben= und =Meileröfen= vor sich
gehen.
[Sidenote: Meilerverkohlung.]
Unter einem =Meiler= versteht man einen aus grösseren Holzstücken
zusammengeschichteten Haufen, welcher mit einer Decke von Erde oder
Kohlenlösche (Kohlenstaub mit Erde gemengt) versehen ist. Die Holzscheite
werden entweder fast =senkrecht= gegen die Axe des Meilers geneigt, oder
man legt sie =horizontal=, in radialer Richtung von der Axe auslaufend.
Im ersten Falle heisst ein Meiler ein =stehender=, im anderen Falle ein
=liegender= Meiler. Die Axe des Meilers wird =Quandel= genannt.
[Sidenote: Richten des Meilers.]
Behufs des Aufstellens des Holzes (=Richten des Meilers=) richtet man
im Mittelpunkte der Meilerstätte eine dicke Stange, den =Quandelpfahl=
oder, wenn mehrere Stangen angewendet werden, die =Quandelstäbe= auf.
Die =stehenden Meiler= unterscheidet man als
a) wälsche Meiler (Fig. 301),
b) slavische Meiler (Fig. 302),
c) Schwartenmeiler (Fig. 303).
[Illustration: Fig. 301.]
[Illustration: Fig. 302.]
Ein =wälscher= oder =italienischer Meiler= (Fig. 301) hat als Quandel
einen aus drei oder vier Stangen bestehenden Quandelschacht, in welchem
die Stangen durch Holzspreise _n_ auseinandergehalten werden, und
besteht aus zwei oder drei Holzschichten (er ist =zwei-= oder
=dreischichtig=); die conische Holzmasse wird durch horizontal gelegte
Scheite abgerundet und der dadurch entstehende Aufsatz auf den
eigentlichen Holzschichten heisst die =Haube= (_chemise_). Im unteren
Theile des durch die Quandelstäbe gebildeten Schachtes häuft man
harziges Holz an, durch welches später der Meiler in Brand gesetzt
wird.
Der =slavische Meiler= (Fig. 302) unterscheidet sich von dem
vorhergehenden durch den Quandel, der hier aus einem eingerammten Pfahl
besteht, ferner durch die =Zündgasse= _b_, einen bis zum Quandel
gehenden Kanal, durch welchen der Meiler entzündet wird.
[Illustration: Fig. 303.]
Eine dritte Art stehender Meiler ist der in Norwegen gebräuchliche
=Schwartenmeiler= (Fig. 303), aus =Schwarten=, d. h. unregelmässig
geformten, dünnen Brettern zusammengesetzt. Drei der grössten bilden
den Quandelschacht _a a_, um welchen Raum man brennbare Stoffe anbringt
und darauf einen kegelförmig aufgeschichteten Haufen von grösseren
Holzabfällen, mit leicht entzündlichen Stoffen untermengt, setzt.
Dieser Haufen bildet den Kern des Meilers, an welchen die Schwarten
gelehnt werden.
Die =liegenden Meiler= bekommen im Aeusseren die Gestalt der stehenden
Meiler; die Scheite aber werden horizontal und radial in ein oder zwei
concentrische Lagen eingelegt; die äussere Fläche wird parallel mit dem
innern Holzkerne gemacht, welchen man zunächst um den Quandel herum in
Gestalt eines Kegels aus aufrechtstehenden Scheiten errichtet. Der
Quandel ist entweder Quandelschacht oder Quandelpfahl mit Zündgasse.
Der gerichtete Meiler wird mit einer =Decke= von Erde versehen. Weil
aber die lockere Erde zu leicht durchfallen und das Feuer ersticken
würde, so muss man den Meiler, ehe man ihn mit Erde bewirft, noch mit
einer Decke von Rasen oder Reissig, Moor, Haidekraut, Schilf,
Tannennadeln, Laub etc. versehen. Das Auflegen der Decke auf den Meiler
geschieht nicht sofort vollständig, sondern der Meiler muss am Fusse
bis zu einer Höhe von 6-12 Zoll vor der Hand unbedeckt bleiben. Die
hierzu erforderliche Vorrichtung heisst die =Rüstung= oder
=Unterrüstung=. Man versteht darunter eine rings um den Umfang des
Meilers laufende horizontale Umfassung mit dürren Aesten, welche in
hölzernen Gabeln (Rüstgabeln) liegen. Die Rüstung hat den Zweck, theils
der Decke Halt zu geben, theils aber auch, den Dämpfen beim Anzünden
des Meilers durch die Zwischenräume an der Sohle Ausgang zu gestatten.
Man macht die Bedeckung (das =Bewerfen=, =Schwarzmachen= oder
=Schwärzen=) aus Erde oder besser mit einem Gemenge von Lehm, Erde und
Kohlenstaub und giebt ihr eine überall gleiche Dicke von 3-5 Zoll. Die
Haube des Meilers erhält eine stärkere und dicht geschlagene Erddecke,
weil sie der Wirkung des Feuers am meisten ausgesetzt ist. Dort, wo
Winde dem Meiler nachtheilig werden können, muss er an der Windseite
mit =Windschauern=, aus Brettwänden oder Hecken bestehend, versehen
werden. Wie schon angeführt, unterscheidet man zwei verschiedene Arten
des =Anzündens=: 1) das Anzünden =von unten= geschieht durch die
=Zündgasse= oder das Zündloch mittelst einer Stange, der Zündstange und
Zündruthe, an deren einem Ende ein brennender Strohwisch, Birkenschale
oder dergleichen befestigt und zu dem Quandel hineingebracht wird; 2)
das Anzünden =von oben= geht vor sich, indem man die im Quandelschacht
enthaltenen Materialien anzündet, oder indem man in den Schacht zuerst
glühende Kohlen und dann Kohlen und Brände darauf schüttet.
[Sidenote: Kohlenbrennen.]
Bei dem eigentlichen Kohlenbrennen sind drei Phasen zu unterscheiden:
1) das Schwitzen oder Abbähen, 2) das Treiben, 3) das Zubrennen des
Meilers. Der angezündete Meiler braucht zum Umsichgreifen des Feuers in
seinem Innern eine weit grössere Luftmenge als ein schon längere Zeit
angebrannter. Aus diesem Grunde ist der Fuss des Meilers im Anfange
entweder ganz oder nur unvollständig bedeckt; durch die Ausbreitung des
Feuers im Meiler entwickeln sich Wasserdämpfe, gemengt mit Produkten
der trocknen Destillation des Holzes, welche sich an den kälteren
Stellen des Meilers zum Theil verdichten und eine Durchnässung, ein
=Schwitzen= derselben bewirken. Während des Schwitzens ist der Meiler
dadurch gefährdet, dass in seinem Innern durch Mischen von
Kohlenwasserstoffen mit atmosphärischer Luft sich knallgasähnliche
Gemische bilden können, welche durch ihre Explosion ein stellenweises
Abwerfen der Decke, selbst ein Bersten der Holzmasse bewirken können.
Man nennt dies das =Werfen= des Meilers. Geringe und deshalb für den
Meiler gefahrlose Explosionen haben nur ein »=Schütteln=« der
Meilerdecke zur Folge. Durch die schnelle Ausbreitung des Feuers,
theils durch das wirkliche Verbrennen eines Theiles des Holzes, theils
endlich durch das Schwinden der Holzmasse als Folge der durch das
Austrocknen und Verkohlen bewirkten Volumenverminderung, entstehen im
Meiler hohle Räume (das =Hohlbrennen=). Diese hohlen Räume müssen
sorgfältig ausgefüllt werden. Sobald die am Fusse des Meilers
auftretenden Dämpfe eine hellere Farbe zeigen, beginnt die Periode des
=Treibens=. Der Zutritt der Luft muss jetzt verringert werden; zu dem
Zwecke wird die locker gewordene Decke überall wieder an das Holz
angeschlagen. Man nennt die Arbeit das =Umfassen= oder =Umfangen= des
Meilers. So bleibt derselbe 3-4 Tage ganz in Ruhe und sich selbst
überlassen, indem bei fast gänzlichem Abschluss der Luft die Verkohlung
in dem treibenden Meiler durch die hohe Temperatur des Kerns geschieht.
Nach etwa 4 Tagen ist der grösste Theil des Holzes verkohlt,
ausgenommen eine sich unterhalb der Haube rings um den Meiler ziehende
mantelförmige Schicht, deren Dicke gegen den Fuss hin zunimmt. Das
Feuer muss nun so geleitet werden, dass es von der Haube aus abwärts
und vom Kerne gegen den Meilerumfang zu gehe. Diese Operation heisst
das =Zubrennen=, je langsamer sie vollendet wird, desto reichlicher ist
die Kohlenausbeute. Wird der Rauch der Zuglöcher hell und blau, so ist
dies ein Zeichen der Gare; die Löcher müssen dann geschlossen werden.
Nachdem das Garen des Meilers überall erfolgt ist, bleibt er etwa 24
Stunden lang zugedeckt und gegen den Luftzutritt geschützt zum
=Abkühlen= stehen; darauf wird der Meiler =abgeputzt= und =gelöscht=.
Gestübe und Decke werden mit der Krücke abgekratzt und dann wird das
reine trockene Gestübe wieder auf den Meiler geworfen, damit es
zwischen die Kohlen rinne und das Feuer ersticke. Nachdem der gelöschte
Meiler 12-24 Stunden gestanden ist, schreitet der Köhler zum
=Kohlenziehen= oder =Kohlenlangen=.
[Illustration: Fig. 304.]
[Illustration: Fig. 305.]
[Sidenote: Haufenverkohlung.]
Die Verkohlung des Holzes in =Haufen= oder in =liegenden Werken= wird
besonders im südlichen Deutschland, in Russland und Schweden angewendet,
sie unterscheidet sich dadurch von der Meilerverkohlung, dass bei
derselben das Holz allmälig theilweise verkohlt wird, während man die
verkohlten Stücke sogleich zieht. Das Holz kommt dabei in runden Stämmen
oder Kloben, sehr selten als Scheitholz zur Verkohlung. Die Meilerstätte
bildet ein rechtwinkliges längliches Viereck, dessen vordere und hintere
Seite kürzer sind, als die beiden anderen. Von vorn nach hinten steigt
die Stätte etwas und die beiden langen Seiten werden durch eine Reihe
senkrecht stehender, starker hölzerner Pfähle dergestalt begrenzt, dass
beide Reihen parallel laufen. Fig. 304 und 305 zeigen einen gerichteten
Haufen und zwar 304 in der perspectivischen Ansicht und Fig. 305 im
verticalen Durchschnitte. _a a_ sind die Pfähle mit den Schindeln, _h_
ist die Löschdecke, _b_ ein am Fussende befindlicher, für das Anzünden
aufgesparter Raum (das =Feuerhaus=). In dem Maasse, als das Feuer
vorrückt, werden die vorn erzeugten Kohlen schon gezogen, wobei der
Köhler nur darauf zu sehen hat, dass sich das Feuer nicht ungleich
fortziehe und dass das sogenannte =Segel=, der Rücken des Haufens, immer
gerade oder auf die beiden Pfahlreihen senkrecht bleibe.
[Sidenote: Verkohlung in Meileröfen.]
Die =Meileröfen= sind als feststehende und gemauerte Meiler zu
betrachten, in welchen genau so wie in den gewöhnlichen Meilern durch die
Verbrennung eines Antheiles Holz im Innern durch geringen Luftzutritt die
Verkohlungshitze erzeugt wird. Sie haben vor den Meilern mit beweglicher
Decke das voraus, dass die condensirbaren Produkte der trocknen
Destillation -- Holzessig und Theer -- besser und vollständiger
condensirt werden können, dagegen soll die dabei gewonnene Kohle, was
Menge und Güte betrifft, der Meilerkohle nachstehen. Man unterscheidet
Meileröfen, die hinsichtlich ihrer Form den eigentlichen Meilern und den
Haufen entsprechen oder sich bereits den Verkohlungsöfen nähern.
[Illustration: Fig. 306.]
Fig. 306 zeigt einen der einfachsten Meileröfen; die zu verkohlenden
Scheite werden darin wie in dem Meiler stehend oder liegend
aufgeschichtet. Das Holz wird entweder durch die Oeffnung _a_ oder
durch die Thüre _b_ eingeführt; von der Thüre bis in die Mitte der
Sohle geht die Zündgasse. Mit Ausnahme eines geringen Theiles der
Thüröffnung und des Loches _a_ werden alle Oeffnungen vermauert und
erst bei dem Kohlenziehen wieder geöffnet. Nachdem das Holz genügend in
Brand gerathen ist, werden _b_ und _a_ verschlossen. Die an dem oberen
Ende des Meilerofens befindlichen kleinen Oeffnungen entsprechen den
Rauchlöchern des Meilers. Bei dem Fig. 307 abgebildeten Meilerofen
dienen die beiden Thüröffnungen _a_ und _b_ zum Eintragen des Holzes,
_b_ ausserdem auch zum Kohlenziehen, _c c c_ sind die
Registeröffnungen, durch das eiserne Rohr _d_ werden die flüchtigen
Produkte in einen Verdichtungsapparat geleitet. Während der Verkohlung
sind _a_ und _b_ verschlossen. Der Theer sammelt sich grösstentheils
auf der Ofensohle und fliesst in ein Reservoir. Unter der gewölbten
Thüröffnung _b_ befindet sich eine kleine Oeffnung, welche als Mündung
der Zündgasse dient. Der Fig. 308 abgebildete Meilerofen ist so
eingerichtet, dass der Zutritt der Luft durch den Rost _r_ stattfindet.
Das Eintragen des Holzes geschieht durch die Oeffnungen _a_ und _b_.
_q_ ist das Abzugsrohr für die flüchtigen Produkte.
[Sidenote: Ofenverkohlung.]
=Ofenverkohlung= (Ofenköhlerei). Die Verkohlung des Holzes im
verschlossenen Raum ohne Zutritt der atmosphärischen Luft geschieht 1) in
Retorten, 2) in Röhren oder in Cylindern, zuweilen mit erhitzter Luft
oder mit Gichtgasen der Hohöfen oder mit Wasserdämpfen oder mit Anwendung
von Gebläseluft.
[Illustration: Fig. 307.]
[Illustration: Fig. 308.]
[Illustration: Fig. 309.]
Was die Verkohlung des Holzes in =Retortenöfen= betrifft, so geht
dieselbe dadurch vor sich, dass man das in eisernen oder thönernen
Retorten eingeschlossene Holz von aussen erhitzt und für den Abzug und
die vollständigste Verwerthung der flüchtigen Produkte Sorge trägt. In
einzelnen Fällen ist die Theergewinnung, in anderen die Gaserzeugung
Hauptzweck. In den =Röhrenöfen= geschieht die Erhitzung und Verkohlung
der eingeschlossenen Holzmasse nicht von aussen, sondern von innen durch
glühend gemachte eiserne Röhren, welche durch den Ofen hin- und
hergezogen sind, ausserhalb mit einer Feuerung in Verbindung stehen und
in eine Esse ausmünden. Anstatt die heisse Luft und die Flamme durch
eiserne Röhren zu leiten, kann man auch die eisernen Röhren beseitigen
und das Holz ohne Weiteres durch die erhitzte Luft verkohlen, wenn man
dafür sorgt, dass die Flamme und die heisse Luft so vollständig als
möglich ihres Sauerstoffs beraubt sind. Hierdurch erspart man nicht nur
die Röhren und beträchtlich an Brennmaterial, sondern bewirkt auch eine
schnellere und gleichmässigere Verkohlung. Nach diesem Princip ist der
von =Schwarz= construirte =schwedische Verkohlungsofen= eingerichtet.
Fig. 309 zeigt den senkrechten Längendurchschnitt dieses Ofens. _b_ ist
der von dem Mauerwerk _a_ umgebene Verkohlungsraum; durch die Oeffnungen
_c c_ tritt die zur Verkohlung dienende Feuerluft in den Ofen. Die auf
der geneigten Sohle verdichteten Flüssigkeiten treten durch eingemauerte
Röhren durch die Heberröhren _e e_ in die Theerfässer _f f_; die Dämpfe
der flüchtigen Flüssigkeiten (Holzessig, Holzgeist etc.) treten durch die
Röhren _g g_ in die Verdichtungskästen _h h_, welche letztere mit einer
hohen Esse _i_ (Fig. 310) in Verbindung stehen, welche dem Apparat den
erforderlichen Zug geben soll. Die Feuerherde haben keinen Rost. Die
überwölbten Oeffnungen _d d_ dienen zum Eintragen des Holzes.
[Illustration: Fig. 310.]
=Verkohlung mit gleichzeitiger Theerproduktion.= Ist der Hauptzweck der
Holzverkohlung die Gewinnung von Theer, so bedient man sich mit Vortheil
des in Russland üblichen Verfahrens.
[Illustration: Fig. 311.]
Nach der von =Hessel= (1861) gegebenen Beschreibung wählt man
Stammkienholz (Brawica) und Wurzelholz (Luczina) und zwar von
absterbenden Bäumen, welches mit der Hacke in 3 bis 4zöllige Stücke
gespalten und zum Aufbauen des Meilers benutzt wird. Die Meilerstätte
(Fig. 311) ist trichterförmig und in der Mitte mit einer Einsenkung
versehen; die ganze Fläche ist mit einem Thonanstrich überkleidet und
mit Dachschindeln belegt, über welche der Theer dem Centrum zufliesst,
von wo aus er durch eine Röhre in ein im Boden befindliches Gewölbe in
ein untergestelltes Gefäss abläuft. Das Kienholz wird in diesen Meilern
stehend in 6-8 Lagen übereinander aufgestellt, mit Stroh, Heu oder Mist
bedeckt und hierauf mit Sand oder Erde einige Zoll dick überschüttet.
Ist der Meiler beschickt, so zündet man an der Basis desselben an 40-50
Oeffnungen Feuer an und verschüttet diese Oeffnungen mit Sand, sobald
sich das Feuer im ganzen Meiler nach obenhin fortgepflanzt hat. Nach
etwa 6 Tagen, während welcher Zeit unaufhörlich das Füllen fortgesetzt
wurde, sinkt die Spitze des Meilers etwas ein und es zeigt sich eine
hohe und starke Flamme. Nach 10-12 Tagen beginnt man mit dem Abnehmen
des Theeres, was jeden Morgen fortgesetzt wird. Das Schwelen dauert 3-4
Wochen. Die Kohlenausbeute ist höchst gering; da die Theerschwelerei in
Meilern nichts weiter ist als eine langsame Verbrennung von aussen nach
innen, der eine trockne Destillation und Theerbildung in der nämlichen
Richtung vorausgeht, so sind die meisten Kohlen längst verbrannt, bis
das Abschwelen den Kern des Meilers erreicht hat. -- In
Niederösterreich wird (nach =Thenius=) der Holztheer auf ähnliche Weise
durch Meilerverkohlung und zwar zum grossen Theile aus solchem Holze
der Schwarzföhre gewonnen, welches wenig oder gar keinen Terpentin mehr
giebt. In Böhmen dagegen verwendet man zum Holztheer harzreiche Hölzer,
namentlich Wurzelstöcke, welche viele Harztheile enthalten. -- In
Russland erhält man aus 100 Th. Kienholz 17,6 Th. Theer und 23,3 Th.
Kohle.
[Illustration: Fig. 312.]
Seit dem Jahre 1853 wendet man in Russland die ursprünglich in Schweden
üblichen Thermokessel an, welche in jeder Hinsicht der Meilerverkohlung
vorgezogen zu werden verdienen. Nach der Beschreibung von =Hessel=
besteht ein solcher Kessel _A_, dessen einzelne Theile Fig. 312 zeigt,
aus starkem Eisenblech und hat eine Capacität von ungefähr 8
Kubikmetern. Die Beschickung geschieht durch das Mannloch. Die Heizung
geht aus der Feuerung _a_ mit Hülfe der Züge _b b_ ... um die
Seitenwände. Um das zu destillirende Holz schnell auf 100° zu bringen,
leitet man durch das Rohr _e_ einen Dampfstrom in den Kessel. Der schon
im Kessel sich ansammelnde Theer läuft durch das Rohr _c_ nach der
Sammeltonne _B_, während die Theerdämpfe durch _d_ in den Condenser
_B'_ gelangen; was sich hier verdichtet, läuft durch _h_ nach _B_, das
dampfförmig Gebliebene wird in dem Kühlapparate _C_ condensirt. Die
brennbaren Gase werden in die Kesselfeuerung geführt. Ausser Theer
erhält man bei Beginn der Destillation noch Terpentinöl und Holzessig.
Die zurückbleibenden Kohlen, die man unter Anwendung von Wasserdämpfen
löscht, entfernt man aus dem Kessel durch die Oeffnung _a_.
Bei einer (1865) von =Thenius= ausgeführten Untersuchung, wobei er
festzustellen suchte, ob der als Nebenprodukt der Holzgasfabrikation
auftretende Theer eben so gut wie der durch die Meilerverkohlung
erhaltene zum Schiffbau, zur Darstellung von Schusterpech und zur
Fabrikation von Schmierpech Verwendung finden könne, hat sich gezeigt,
dass dieses nicht der Fall ist.
[Sidenote: Eigenschaften der Kohle.]
Je nach der Art des Holzes, welches zur Darstellung der Holzkohle diente,
unterscheidet man =harte Kohle= (Kohle von harten Hölzern) und =weiche
Kohle= (Kohle von weichen Hölzern), welche letztere entweder =Laubholz-=
oder =Nadelholzkohle= ist, je nach dem Grad der Verkohlung, die
vollständig verkohlte =Schwarzkohle= und die durch unvollständige
Verkohlung erhaltene =Röst-= oder =Rothkohle= (_charbon roux_).
Nach der Grösse theilt man die Holzkohlen in:
1) =Stück-=, Grob-, Lese- oder Ziehkohlen, die grössten und dichtesten
Stücke;
2) =Schmiedekohlen=, dichte Stücke, aber nur von Faustgrösse;
3) =Quandelkohlen=, aus der Nähe des Quandels, kleine undichte Stücke;
4) =Kohlenklein=, Kohlenlösche, Kläre, kleine Stücke und Staub;
5) =Brände=, rohe oder rothe Kohlen, unvollständig verkohlte Stücke.
Die Angabe der Kohlenausbeute dem =Volumen= nach kann sich entweder
beziehen auf das =wirkliche Volumen= der Holz- oder Kohlenmasse, d. h.
auf das Volumen der Masse nach Abzug der Zwischenräume, oder auf das
=scheinbare Volumen= (Gemässvolumen) ohne Abzug der Zwischenräume. Man
kann vergleichen
a) das scheinbare Volumen des Holzes mit dem scheinbaren Volumen der
Kohle;
b) das wirkliche Volumen des Holzes mit dem wirklichen Volumen der
Kohle;
c) das wirkliche Volumen des Holzes mit dem scheinbaren Volumen der
Kohle;
Man kann die erste Methode das Ausbringen nach dem scheinbaren Volumen
(I), die zweite das Ausbringen nach dem wirklichen Volumen (II), die
dritte das Ausbringen nach beiderlei Volumen (III) nennen.
Nach der Methode (I) erhielt man folgende Resultate:
Eichenholz 71,8-74,3 Proc. Kohle
Rothbuchenholz 73,0 " "
Birkenholz 68,5 " "
Hainbuchenholz 57,2 " "
Föhrenholz 63,6 " "
Dem wirklichen Volumen nach (II) betrug als Mittel verschiedener
Versuche die Kohlenausbeute 47,6 Proc. Nach beiderlei Volumen (III)
erhielt man in Eisleben folgende Resultate:
Scheinbares Beiderlei
Gewicht. Volumen. Volumen.
Eichenholz 21,3 Proc. 71,8 Proc. 98,7 Proc.
Rothbuchenholz 22,7 " 73,0 " 100,4 "
Birkenholz 20,9 " 68,5 " 94,2 "
Hainbuchenholz 20,6 " 57,2 " 78,6 "
Föhrenholz 25,0 " 63,6 " 87,2 "
[Sidenote: Zusammensetzung der Kohle.]
Wenn man von dem geringen Gehalt der Schwarzkohle an Wasserstoff und
Sauerstoff absieht, so lässt sich die durchschnittliche Zusammensetzung
einer lufttrockenen Schwarzkohle auf folgende Weise ausdrücken:
Kohlenstoff 85 Proc.
hygroskopisches Wasser 12 "
Asche 3 "
[Sidenote: Brennbarkeit und Heizwerth.]
Die =Brennbarkeit= der frisch dargestellten Schwarzkohle ist
ausserordentlich gross, insofern dieselbe, einmal entzündet, bei dem
nöthigen Luftzuge fortbrennt; die Entzündungstemperatur derselben liegt
dagegen, weil die Kohle fast keine flüchtigen brennbaren Substanzen
enthält und ausserdem ein schlechter Wärmeleiter ist, sehr hoch.
Der Wärmeeffect verschiedener Holzkohlen ergiebt sich aus folgender
Tabelle, wobei der Wärmeeffect des Kohlenstoffs als Einheit gilt.
[A] = 1 Gewichtstheil Kohle reducirt Blei
[B] = 1 Gewichtstheil Kohle erwärmt Wasser von 0-100° C.
Absol. Specif. Pyrom. [A] [B]
Schwarzkohle lufttrocken 0,97 -- 2450 --
Schwarzkohle völlig trocken 0,84 -- 2350 -- Im
Birkenkohle " " -- 0,20 -- 33,71 Durchschnitt
Eschenkohle " " -- 0,19 -- -- 75,7
Rothbuchenkohle " " -- 0,18 -- 33,57 Theile
Rothtannenkohle " " -- 0,17 -- 33,51
Ahornkohle " " -- 0,16 -- --
Eichenkohle " " -- 0,15 -- 33,74
Erlenkohle " " -- 0,13 -- 32,4
Lindenkohle " " -- 0,10 -- 32,79
Fichtenkohle " " -- -- -- 33,53
Weidenkohle " " -- -- -- 33,49
Die =Verdampfungskraft= von Föhrenholzkohle beträgt mit 10,5 Proc.
H_{2}O und 2,7 Proc. Asche 6,75 Kilogr., wasserfrei und 3,02 Proc.
Asche 7,59 Kilogr.
[Sidenote: Die Roth- oder Röstkohle.]
Da die vollständige Verkohlung des Holzes einen fast 40 Proc. betragenden
Verlust von Brennstoff nach sich zieht, so hat man sich seit einer Reihe
von Jahren bemüht, die Verkohlung des Holzes nur bis zu dem Grade
fortzusetzen, bei welchem die Kohle noch eine schwärzlich braune Farbe
zeigt. Die Erfahrung hat gelehrt, dass, wenn das lufttrockene Holz etwa
60-70 Proc. von seinem Gewicht verloren hat, man diejenige Kohle erhält,
welche man =Roth-= oder =Röstkohle= (_charbon roux_) nennt. Sie liegt in
der Mitte zwischen Holzkohle und gedarrtem Holz, ist weit
sauerstoffreicher, leicht zerreiblich, locker, aber weniger porös. Ihre
Brennbarkeit und Flammbarkeit sind bei weitem grösser als die der
Schwarzkohle. Als Brennmaterial in Schachtöfen zu metallurgischen Zwecken
ist die Rothkohle ein wichtiges Brennmaterial.
Die Zusammensetzung der frisch und normal bereiteten Rothkohle ist
ungefähr folgende:
Kohlenstoff 74 Proc.
chemisch gebundenes Wasser 24,5 "
Asche 1,5 "
die von gelagerter Rothkohle:
Kohlenstoff 66,5 Proc.
chemisch gebundenes Wasser 22 "
hygroskopisches Wasser 10 "
Asche 1,5 "
[Sidenote: Rothholz.]
Der Verein für chemische Industrie in Mainz producirt seit einigen Jahren
ein Zwischenprodukt zwischen Holz- und Rothkohle, welchem der Name
=Roth-= oder =Röstholz= (_bois roux_) gegeben wurde. Es wird aus
Buchenholz dargestellt und ist das Nebenprodukt bei Gewinnung von
Essigsäure und Kreosot; wenn man von der braunen, zum Rothbraun neigenden
Farbe absieht, hat es noch ganz das Ansehen des Holzes, ist aber weit
entzündlicher als gewöhnliches Buchenholz. Es enthält im Mittel
Kohlenstoff 52,66 Proc.
Wasserstoff 5,78 "
Asche 0,43 "
Wasser 4,49 "
Sauerstoff 36,64 "
Nach Versuchen von =R. Fresenius= verhält sich die Verdampfungskraft des
lufttrocknen Buchenholzes zu der des Rothholzes wie 54,32:100.
Der Torf.
[Sidenote: Torf.]
Der =Torf= ist das Produkt der freiwilligen Zersetzung von Vegetabilien,
namentlich Sumpfpflanzen, in vielen Fällen gemischt mit Mineralstoffen,
wie Sand, Lehm, Thon, Kalk, Eisenkies, Eisenocker u. s. w. Torflager
werden sich vorzüglich an solchen Orten bilden, welche zwar noch eine
genügende Temperatur zur Entwickelung der Vegetation, aber vor Allem
stehendes Wasser besitzen, welches den Torf den grössten Theil des Jahres
von der Luft abschliesst; es stauen sich die Wasser an und bilden Sümpfe,
in denen die Sumpf- oder Torfpflanzen, vorzüglich folgende Arten wachsen:
_Eriophorum_, _Erica_, _Calluna_, _Ledum palustre_, _Hypnum_, vor Allem
aber _Sphagnum_, welche Pflanze zur Torfbildung sich vorzugsweise eignet,
weil sie nie ganz abstirbt, sondern oben beständig fortwächst und sich
verzweigt, während die älteren Theile vertorfen.
Die abweichende Beschaffenheit des Torfes ist theils von der
Verschiedenheit der Pflanzen abhängig, aus denen er sich bildet, theils
von der vollkommeneren oder unvollkommeneren Zersetzung der
Vegetabilien, theils auch von der Natur und der Quantität der mit der
Torfsubstanz sich vermengenden erdigen Theile. Es ist einleuchtend,
dass der verschiedene Druck, welchem der sich bildende Torf unterliegt,
auf die Dichtigkeit seiner Masse von Einfluss ist. Nach der
Verschiedenheit der Vegetabilien, aus welchen der Torf sich erzeugte,
lassen sich unterscheiden: 1) =Moortorf=, zu welchem Sphagnumarten
hauptsächlich das Material darboten; 2) =Haidetorf=, der besonders aus
den Wurzeln und Stämmen der eigentlichen Haidepflanzen sich erzeugte;
3) =Wiesentorf=, aus Gras und Schilf gebildet; 4) =Wald-= oder
=Holztorf=, der hauptsächlich aus dem Holze von Waldbäumen entstand; 5)
=Meertorf=, der aus Tangen sich bildete. Hinsichtlich seiner Gewinnung
theilt man den Torf ein 1) in =Stechtorf=, welcher unmittelbar aus den
Torfmooren in ziegelähnlichen Stücken ausgestochen wird; die Ziegel der
obersten jüngeren und faserigen Schicht heissen =Rasentorf=, die der
darunter liegenden schweren =Moortorf=; 2) =Baggertorf= und 3)
=Streich-= und =Presstorf= werden aus breiförmiger Moormasse, deren
weiche Beschaffenheit das Stechen nicht zulässt, gebildet oder gleich
Mauerziegeln geformt. Ist die Masse zu dünnflüssig, wie es in Holland,
Westphalen, auch im nördlichen Frankreich der Fall ist, so wird ein
Theil des Wassers durch die sogenannten Baggernetze abgeseiht. Diese
Operation nennt man das =Baggern= und den so erhaltenen Torf
=Baggertorf=. Um dem Torf eine grössere Dichte zu ertheilen, wird er
zuweilen durch besonders construirte Torfpressen gepresst und führt
dann den Namen =Presstorf=.
Der Wassergehalt von frischem Torf ist sehr beträchtlich; durch
längeres Lagern kann er 45 Procent von seinem ursprünglichen Gewichte
verlieren. Nehmen wir an, dass die organische Masse des Torfes als
bestehend betrachtet werden kann aus
Kohlenstoff 60 Proc.
Wasserstoff 2 "
Wasser 38 "
so besteht die beste Sorte von lufttrocknem Torf aus
fester Torfmasse (incl. Asche) 75 Proc.
hygroskopischem Wasser 25 "
oder aus
Kohlenstoff 45,0 Proc.
Wasserstoff 1,5 "
chemisch gebundenem Wasser 28,5 "
hygroskopischem Wasser 25,5 "
Die Zusammensetzung der Torfasche ergiebt sich aus folgenden Analysen.
Charakteristisch ist der Gehalt an Phosphorsäure, welcher weit grösser
ist als in der Holzasche.
Nach =E. Wolff= enthielten zwei Torfaschen aus der Mark (a und b) und
nach mir eine Torfasche aus Südbayern (c):
(a) (b) (c)
Kalk 15,25 20,00 18,37
Thonerde 20,50 47,00 45,45
Eisenoxyd 5,50 7,59 7,46
Kieselerde 41,00 13,50 20,17
Calciumphosphat mit Gyps 3,10 2,60
Alkali, Phosphorsäure, }
Schwefelsäure } 8,55
u. s. w. }
------
100,00
[Sidenote: Entwässern des Torfes.]
Die Brauchbarkeit und der Werth einer Torfart ist von ihrem Gehalte an
Wasser und mineralischen Bestandtheilen abhängig. Die theilweise
Entwässerung geschieht:
1) durch =Trocknen an der Luft= im Freien oder in Stadeln; der Torf
enthält lufttrocken immer noch 25 Proc. hygroskopisches Wasser;
2) durch =Darren= bei einer Temperatur von 100 bis 120° C. Man wendet
hierzu Darröfen oder Darrkammern an, welche entweder durch eine eigene
Feuerung oder durch die verloren gegangene Hitze einer anderen Feuerung
geheizt werden;
3) durch =Pressen= (von =Pernitzsch= 1821 zuerst angeregt); die dadurch
zu erzielenden Vortheile sind _a_) Verdichtung der Masse, mithin
grösserer pyrometrischer Wärmeeffect, _b_) vermindertes Volumen, daher
bequemerer Transport, namentlich zu Wasser, wo die Transportkosten mehr
dem Volumen als dem Gewichte nach berechnet werden; _c_) Entwässerung.
So einfach und sicher die Aufgabe des Torfpressens scheint, so überaus
schwierig ist die praktische Ausführung. Das Pressen des Torfes ohne
weiteres ist ohne grosse Abschwächung der Qualität nicht ausführbar,
weil das durch Pressen entfernte Wasser werthvolle schlammige
Torfbestandtheile mit sich fortführt. Wollte man diesen Uebelständen
durch Anwendung siebartig durchlöcherter Formen in der
Centrifugalmaschine, durch Benutzung von Presstüchern oder Presssäcken
etc. auszuweichen suchen, so würde man sehr bald wahrnehmen, dass die
Siebe sich bald verstopfen und die Tücher und Säcke bersten. Ferner
zeigt sich, dass der Grad der Condensation gewöhnlich der aufgewendeten
Kraft nicht entspricht, weil der Torf, namentlich der Fasertorf und die
aschenarmen Rasentorfarten nach dem Pressen an einem warmen und
feuchten Orte aufbewahrt, sich leicht unter Volumenzunahme aufblättert.
Endlich scheiterten fast alle Unternehmungen, welche das Pressen der
=frischen= Torfmasse zum Zweck hatten, an der complicirten und
kostspieligen Construction der maschinellen Vorrichtungen. Dieser Weg
ist daher fast überall verlassen (mit Ausnahme von Schleissheim bei
München, wo man ihn jetzt noch, allerdings mit zweifelhaftem Erfolge,
betritt). Der Gedanke, die Verdichtung des nassen Torfes durch
chemisch-physikalische Agentien, wie Natronlauge, Salzsäure, Alaun,
gekochte Kartoffeln, Stärkekleister etc., zu unterstützen, erwies sich
in der Praxis gleichfalls als ein unfruchtbarer.
Es war ein wichtiger Fortschritt in der Geschichte der Torfgewinnung,
als man die Ueberzeugung gewann, dass die rohe Torfmasse vor der
Verdichtung eine Vorbereitung erheische, dass ferner die Presse
erfolgreich nur zur Condensation des =trocknen= Torfes dienen könne.
Die nasse Aufbereitung hat den Zweck, den Torf durch eine Art
Schlemmung, wodurch nicht nur die groben Fasern, Wurzeln und
Holztheile, sondern auch zum Theil die beigemengten Mineralstoffe
entfernt werden, in einen feinzertheilten Brei zu verwandeln. In dem
Torfwerke zu Staltach bei München wendet man folgendes, von =Weber=
herrührendes Verfahren der Torfzerkleinerung an: Die im Torfmoore
gestochenen Massen gelangen auf einer Eisenbahn zum Zerkleinerungswerk
und werden mit Hülfe eines aus Brettchen bestehenden und auf zwei
hölzernen Walzen laufenden endlosen Bandes gehoben und der Maschine
übergeben. Letztere ist ein stehender, unten verjüngter Cylinder,
welcher in seinem Innern mit vier Reihen sichelförmiger Messer besetzt
ist. In der Axe des Cylinders befindet sich eine durch Dampfkraft
bewegte eiserne Welle, welche ebenfalls sichelförmige Messer trägt. Der
bereitete Torf kommt als ziemlich steife Masse aus dem Schneidewerk auf
ein Tuch ohne Ende und wird darauf dem Trockenlokal zugeführt. Aehnlich
ist =Schlickeysen='s Torfmaschine, bei welcher man es durch andere
Stellung der Messer und sonstige Einrichtung dahin gebracht hat, dass
der Wasserzusatz zum Torf überflüssig ist, wodurch die Trocknung
wesentlich erleichtert wird. Die von =Fr. Versmann= (in London)
neuerdings construite vortreffliche Torfaufbereitungsmaschine besteht
wesentlich aus einem Trichter aus Kesselblech, in welches von oben nach
unten kleine Löcher siebähnlich eingeschlagen sind. In dem Trichter
bewegt sich ein eiserner Conus, welcher um seine Peripherie herum ein
schneckenartig gewundenes Messer trägt. Wird nun der aufzubereitende
Torf in den Zwischenraum zwischen Conus und Trichterwandung geworfen,
so wird der Torf durch den rotirenden Conus fein geschnitten und
zugleich als Brei durch die Trichteröffnung gedrückt, der nun in Form
von wurmförmigen Strähnen nach aussen tritt. Die gröberen Fasern, die
nicht durch die Löcher hindurch können, gelangen durch die untere
Trichteröffnung in einen Kasten und können entweder als Brennstoff
benutzt oder auch wieder auf den Trichter aufgegeben werden.
Im =Haspelmoor= (zwischen Augsburg und München) suchte man bis zum
Jahre 1856 nach dem (älteren) Verfahren von =Exter= (in München) den
Torf in einer Maschine zu zerkleinern, welche im wesentlichen aus 0,5
Meter starken, mit Stacheln besetzten Walzen bestand; die Stacheln
hatten eine Länge von 6 Centimeter und waren in zwei Reihen dergestalt
angeordnet, dass sie gegen eine eiserne Platte mit stumpfen Rippen
wirkte, welche zwischen die einzelnen Reihen von Stacheln eingreifen.
Ueber die Walzen ergiesst sich während der Arbeit auf die Torfmasse
Wasser aus einer Brause; die Torfstücken werden von den Stacheln
vorwärts getrieben, von den Rippen zurückgehalten, dadurch zermalmt und
mit dem übrigen Schlamm über die schräge Bühne in Kippwagen nach den
Formplätzen geführt, wo sie geformt werden. Die zwischen den Stacheln
zurückbleibenden Wurzeln und Latschen werden durch passende
Vorrichtungen entfernt. Bei dem von =Challeton= im Jahre 1824 zu
Montanger bei Corbeil (Dep. der Seine und Oise) eingeführten Verfahren
der Torfaufbereitung findet ein vollständiges Schlämmen des Torfes
statt. Der in ziegelähnlichen Streifen gewonnene Torf wird durch ein
Paternosterwerk in die Verkleinerungsmaschinen gehoben. Dieselben
bestehen aus einem System von sich rasch bewegenden, 1,3 Meter langen
und mit Messern besetzten Walzen, so wie aus zwei kaffeemühlartig
gestellten und mit Stacheln versehenen Cylindern, von denen sich der
innere mit grosser Geschwindigkeit bewegt. Zwischen den Walzen und
Cylindern ist ein Sieb mit Bürstenapparat angebracht, auf welches die
von den Walzen zerkleinerte Torfmasse fällt, um hier unter Mitwirkung
von einströmendem Wasser durch den Bürstenapparat in die mit Stacheln
besetzten Cylinder geworfen zu werden, wo die vollkommene Zertheilung
vor sich geht. Der Torfschlamm gelangt nun in Schlämmständer, wo er
seine schweren mineralischen Verunreinigungen absetzt und dann in höher
gelegene Rinnen, die den Schlamm in die Sickerbassins führen. Letztere
sind 0,3 Meter tiefe Gruben, deren Boden mit Schilf oder Rohr belegt
ist, durch welches das Wasser des Torfschlammes in den Untergrund
absickert. Der Schlamm bleibt in den Sickergruben, bis er die geeignete
Consistenz erlangt hat. Durch Aufdrücken eines gitterförmigen Rahmens
wird dann die Torfmasse in (500) Torfsoden zertheilt, welche durch
Liegen an der Luft völlig ausgetrocknet werden. Aehnliche
Torfbereitungsanstalten wie zu Montanger befinden sich zu Rheims und
St. Jean am Bielersee in der Schweiz. In der Anstalt von =Challeton=
sollen 100 Ctr. Torfmasse 14 bis 15 Ctr. fertigen Torf liefern und der
Aschengehalt um 7/8 verringert werden.
Den unzweifelhaften Vorzügen des Schlämmens stellen sich grosse
Nachtheile gegenüber, man braucht nämlich grosse Wassermengen, durch
die Reinigung und Beseitigung der gröberen Theile bildet sich viel
Abfall, die Transportkosten sind sehr erheblich und endlich ist man
während des Trocknens, welches nur langsam und vorsichtig geschehen
kann, vom Wetter abhängig. Es liegt mithin auf der Hand, dass es weit
rationeller sein würde, den gewöhnlichen unaufbereiteten Torf zu
verdichten. Die hierher gehörigen Verfahren des =trocknen Pressens=,
die eine neue Epoche in dem Torfaufbereitungsverfahren begründen, sind
die von =Gwynne= und von =Exter= (neues Verfahren). Nach dem Verfahren
von =Gwynne=, durch welches zuerst im Grossen =Presstorf= oder
_solidified peat_ erhalten wurde, wird der Torf vorläufig in der
Centrifugalmaschine getrocknet, dann zu einer Breimasse zermalmt, die
durch Wärme vollends entwässert und darauf durch Mühlen in Torfklein
verwandelt wird, welches endlich zum Formen in die mit Dampf geheizten
Pressen gelangt. Von weit grösserer wirtschaftlicher Wichtigkeit ist
die neue =Exter='sche Methode der Presstorffabrikation, wie sie seit
1856 auf dem Haspelmoor und seit 1859 auch in einer auf Actien
begründeten Presstorffabrik zu Kolbermoor bei Aibling (Südbayern, an
der von München nach Salzburg und Innsbruck führenden Bahn) ausgeübt
wird. Auch diesem Verfahren liegt die Idee zu Grunde, die frische, in
kleine Schollen zertheilte Torfmasse erst zu trocknen und dann unter
der Presse zu formen. Die Darstellung des Presstorfes in Kolbermoor (so
wie auch auf dem Staatswerke von Haspelmoor) beginnt mit der Gewinnung
und dem Lufttrocknen des rohen Torfes. Nach der Trockenlegung der zu
bearbeitenden Moorparcelle wird die Oberfläche von der Vegetation (in
Südbayern namentlich die Legföhre) befreit und die entblösste Torfmasse
zu einer ebenen Fläche ausgeglichen. Aus dem Torffeld wird nun mit
Hülfe von durch Locomobilen in Bewegung gesetzten Pflügen, durch Eggen
und zeitweiliges Wenden (wie beim Heumachen) der rohe Torf gewonnen.
Das lufttrocken gemachte Torfklein wird mit einem Schneepfluge
zusammengeschaufelt, durch einen Sammler auf Wagen gebracht und vom
Moore in die Magazine geführt. Behufs der Verdichtung kommt der
lufttrockne Torf in eine Zerkleinerungsmaschine, in welcher er
feingerissen wird, und dann in den Trockenofen, und zuletzt mit einer
Temperatur von 50-60°C. in die Presse (eine einfach wirkende
Excentrikpresse), in welcher die dunkelbraunen und glänzenden
Torfziegel dargestellt werden. =Presstorf= aus dem Kolbermoor (a) und
dem Haspelmoor (b) enthält:
(a) (b)
Asche 4,21 8,34
Wasser 15,50 15,50
Kohlenstoff 46,98 49,82
Wasserstoff 4,96 4,35
Stickstoff 0,72 }
Sauerstoff 27,63 } 26,99
---------------
100,00 100,00
[Sidenote: Heizwerth des Torfes.]
Die Brennbarkeit des Torfes ist wegen des in der Regel grossen Aschen-
und Wassergehaltes geringer als die des Holzes, dasselbe gilt von der
Flammbarkeit.