Titel: | Apparat zur Concentrirung und Krystallisirung alaunhältiger und anderer salziger krystallisirbarer Auflösungen, zum Theile auch zur Abdampfung, Destillation, Verdichtung, Austroknung, und vorzüglich zur Dampferzeugung, worauf J. C. Gamble, Chemiker zu Liffybank, Dublin, sich am 11. Febr. 1826 ein Patent ertheilen ließ. |
Fundstelle: | Band 21, Jahrgang 1826, Nr. CXXVI., S. 503 |
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CXXVI.
Apparat zur Concentrirung und Krystallisirung
alaunhältiger und anderer salziger krystallisirbarer Auflösungen, zum Theile auch zur
Abdampfung, Destillation, Verdichtung, Austroknung, und vorzüglich zur Dampferzeugung,
worauf J. C. Gamble, Chemiker zu
Liffybank, Dublin, sich am 11. Febr. 1826 ein
Patent ertheilen ließ.
Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Juli, 1826, S.
5.
Mit Abbildungen auf Tab.
IX.
Gamble's, Apparat zur Concentrirung alaunhältiger Auflösungen
etc.
Fig. 1. Tab.
IX., A, ist der Kessel, welcher aus zwei
Metall-Gefaͤßen besteht, wovon das eine in dem anderen stekt. Die oben
hervorragenden Randfluͤgel, B, B, correspondiren
mit einander, und sind auf die gewoͤhnliche Weise mittelst Schrauben und Kitt
luftdicht gemacht. Das innere Gefaͤß ist von dem aͤußeren unten und an
den Seiten drei Zoll weit entfernt. An dem aͤußeren Gefaͤße ist unten
am Boden eine Abzugs-Roͤhre, um dasjenige, was sich in dem Zwischenraume der
beiden Gefaͤße befindet, auslaufen zu lassen.
Der Kessel wird auf die gewoͤhnliche Weise in dem Ofen angebracht, so daß es
hieruͤber keiner besonderen Beschreibung bedarf.
C, ist eine gekruͤmmte Roͤhre von 1 bis 2
Zoll im Durchmesser, je nachdem der Apparat selbst groͤßer oder kleiner
ist.
Die krumme Roͤhre steigt ungefaͤhr 18 Zoll empor, und ihre Schenkel
stehen ungefaͤhr Zwei Fuß von einander.
D, ist eine Roͤhre fuͤr die Luft, welche
auf dem obersten Theile der Brunnen-Linie sizt, und ungefaͤhr Einen Zoll im
Durchmesser hat. Sie ist bei, E, mit einem Sperrhahne
versehen, und steigt so hoch als der Behaͤlter, F.
Ein Schenkel der gekruͤmmten Roͤhre ist bei, B, auf dem Randfluͤgel des inneren Gefaͤßes, A, befestigt; der andere Schenkel senkt sich in die
Seite des Behaͤlters, F; auf diese Weise wird
eine ununterbrochene Verbindung zwischen der Kammer des Gefaͤßes, A, und dem Behaͤlter, F, hergestellt. (Wir werden in Zukunft den Zwischenraum zwischen der
aͤußeren und inneren Wand des Gefaͤßes, A,
die Kammer, die darin enthaltene Fluͤßigkeit, die Mittel-Fluͤßigkeit
(medial fluid), und die Fluͤßigkeit, welche
bearbeitet werden soll, die siedende Fluͤßigkeit nennen.)
Bei Anwendung dieses Apparates gieße ich meine Fluͤßigkeit in den
Behaͤlter, F, deren Siedepunkt um 35° oder
mehr hoͤher ist, als jener der zu siedenden Fluͤßigkeit. Sobald die
besagte Fluͤßigkeit hoͤher als bis zur punctirten Linie, G, H, steigt, laͤuft sie durch die
gekruͤmmte Roͤhre, und fuͤllt die Kammer des Kessels, A, und treibt die Luft aus derselben durch die
Roͤhre, D, aus.
Sobald die Kammer gefuͤllt ist, und die Mittel-Fluͤßigkeit auf der
Linie, G, H, stillsteht, d.h., uͤber dem Niveau
der gekruͤmmten Roͤhre, kann der innere Raum des Kessels, A, mit der siedenden Fluͤßigkeit gefuͤllt,
und das Feuer in dem Ofen angezuͤndet werden. Sobald ferner die Temperatur
der Mittel-Fluͤßigkeit um 30° uͤber den: Siedepuncte der
siedenden Fluͤßigkeit erhoͤht ist, wird diese leztere anfangen zu
sieden, waͤhrend die Mittel-Fluͤßigkeit selbst nicht sieden wird.
Ich habe stets die interessante Thatsache bemerkt, daß irgend ein fluͤßiges
Mittel, welches eine Schichte von 2 bis 3 Zoll im Durchmesser bildet, wie dieß bei
obigem Apparate der Fall ist, in seiner Temperatur nicht uͤber 30 bis
32° hoͤher, als die Temperatur der Fluͤßigkeit in dem inneren
Kessel getrieben werden kann, d.h., mit anderen Worten, ich fand die Leitungs-Kraft
der Mittel-Fluͤßigkeit nach dem inneren Gefaͤße und der siedenden
Fluͤßigkeit so groß, daß die Hize bei dem Verdampfen der siedenden
Fluͤßigkeit so schnell verbraucht wird, als sie der Mittel-Fluͤßigkeit
durch das Feuer mitgetheilt wird.
Wenn dieser Apparat zum Destilliren verwendet werden soll, kann das innere
Gefaͤß, A, mit einer Woͤlbung versehen
werden, wie die punctirten Linien in Fig. 1. zeigen; oder, man
kann irgend eine schikliche Form hierzu waͤhlen, muß aber jedes Mahl die Art
des Metalles nach der Art der Arbeit waͤhlen. Ein Behaͤlter kann
fuͤr irgend eine Anzahl von Kesseln hinreichen, wenn derselbe mittelst einer
Hauptroͤhre mit den krummen Roͤhren dieser Kessel in Verbindung steht;
der Hohlraum desselben muß jedoch wenigstens Ein Achtel des gesammten Hohlraumes
aller Kammern dieser Kessel betragen, damit Raum zur Ausdehnung der
Mittel-Fluͤßigkeit uͤbrig bleibt, wenn diese erhizt wird.
Obschon ich obige Form dieses Apparates zum Abdampfen, Destilliren etc. vorziehe,
gebe ich demselben nach Umstaͤnden doch auch verschiedene andere Formen.
Zuweilen gebe ich ihm, wie in Fig. 2., die Form eines
flachen Parallelogrammes, A, B, und in diesem Falle
nehme ich hierzu geschlagenes Eisen oder Kupfer.
Die Kammer, C, C, ist zwei oder drei Zoll tief, und ist
an der Deke wie auf dem Boden durch starke Niete, wie die Figur zeigt,
verstaͤrkt. Der Siederaum, D, D, ist 8 bis 12
Zoll tief. Die krumme Roͤhre ist an der hoͤchsten Eke der oberen
Scheidewand der Kammer angebracht, und ist in allen Theilen, so wie auch der
Behaͤlter etc., dem Apparate in Fig. 1.
aͤhnlich.
Der Apparat, den ich zur Dampferzeugung vorziehe, besteht aus drei cylindrischen
Gefaͤßen, die an einem Ende offen, an dem anderen geschlossen und halb
kugelfoͤrmig sind, wie Fig. 3. zeigt. Das
mittlere Gefaͤß, B, B, stekt in dem
aͤußeren, A, A, und wird in dieser Lage mittelst
einer kleinen eisernen Walze erhalten, die in Fig. 4. von ihrem Ende her
dargestellt ist.
An ihrem offenen Ende sind sie mittelst eines kreisfoͤrmigen Ranftes
geschlossen, der Doppelfluͤgel, D, D, bildet,
welche auf die gewoͤhnliche Weise mittelst Schrauben und Kitt befestigt sind.
Nachdem das aͤußere und mittlere Gefaͤß gehoͤrig befestigt ist,
wird das innerste Gefaͤß, E, E, in das mittlere,
B, B, eingefuͤhrt, und durch eine
aͤhnliche Walze in seiner Lage erhalten.
Das innerste Gefaͤß hat einen Ranft, F, F, welcher
rings umher an seinem Umfange drei Zoll weit absteht. Dieser Ranft paßt auf den
Mittel-Cylinder, und ist mit demselben zusammengefuͤgt, und bestimmt durch
seinen Vorsprung die Weite der Kammer, G, G. Die
gekruͤmmte Verbindungs-Roͤhre zwischen der Kammer, G, und dem Behaͤlter ist in der Mitte des
Cylinders bei, F, angebracht. Der mittlere und innere
Cylinder muß 6 Zoll uͤber den aͤußeren hervorragen, um Raum zu deren
Verbindung sowohl, als zur Verbindung der krummen Roͤhre mit der Kammer zu
lassen.
In dem inneren Cylinder ist ein Bogen aus Baksteinen gebaut, der etwas unter dem
Mittelpuncte entspringt, und bis auf einen Fuß von dem gegenuͤberstehenden
Ende hinlaͤuft.
Das Feuer befindet sich vorne an dem Bogen und unter demselben. Die Flamme
laͤuft unter dem Bogen, bis sie das untere Ende des Cylinders erreicht,
steigt dann in die Hoͤhe, kehrt uͤber den Bogen zuruͤk, und
steigt in den Schornstein, K.
L, ist eine Roͤhre, durch welche der Bodensaz
herausgeschafft werden kann, der aus dem Wasser auf den Boden des aͤußeren
Cylinders niederfaͤllt.
M, ist eine aͤhnliche Roͤhre zur Reinigung
der oberen Wand des mittleren Cylinders.
Das aͤußerste Gefaͤß ist, obschon es Cylinder genannt wird, kein
eigentlicher Cylinder. Er ist an dem halbkugelfoͤrmigen Ende etwas kleiner,
damit man daselbst eine gehoͤrige Anzahl starker cylindrischer Reifen, wie
bei dem Beschlagen starker Karren-Raͤder anbringen kann.
Diese Reifen werden auf den Cylinder kraͤftig angetrieben, und vermehren
hinlaͤnglich die Staͤrke, mit welcher er dem Druke widerstehen
muß.
An dem kreisfoͤrmigen Ende des Kessels kann die Dampf- und
Speise-Roͤhre, wie hier bei, N und O, angebracht werden. Die Vortheile dieser Vorrichtung
sind, wie es mir scheint, folgende.
1) gewaͤhrt die Form des aͤußeren Cylinders, so wie die Zahl der
starken Reifen aus geschlagenem Eisen, womit er beschlagen ist, eine solche
Staͤrke, daß er selbst dem hohen Dampf-Druke zu widerstehen vermag.
2) Erspart man durch den langen Umzug der Flamme in dem zuruͤklaufenden Zuge
sehr viel an Hize.
3) Hat man durch den Umstand, daß man durch die Mittel-Fluͤßigkeit das Wasser
schon unter 30 Grad unter ihrem Siedepuncte zum Sieden bringen kann, jeden
hoͤheren Dampfdruk in seiner vollen Gewalt.
Wenn z.B. fixe Oehle die Mittel-Fluͤßigkeit sind, kann das Wasser in dem
Kessel mit aller Sicherheit bis auf 400 Grad Hize getrieben werden, wodurch man eine
Kraft erhaͤlt, die bisher noch nirgendwo bei einer Dampfmaschine mit Erfolg
angewendet werden konnte.
4) Kann man bei diesem Apparate mit der vollsten Sicherheit arbeiten, ohne daß man
einer Klappe hierzu noͤthig haͤtte.
Wenn der aͤußere Cylinder stark genug ist, um der Kraft des Dampfes zu
widerstehen, welcher bei dem Siedepuncte der Mittel-Fluͤßigkeit erzeugt wird,
so kann nie eine Explosion Statt haben, indem das siedende Wasser seine Hize von dem
Mittel erhaͤlt, folglich nie heißer werden kann, als dieses. Da ferner das
Mittel durch keinen Druk beschraͤnkt ist, so kann es nie uͤber seinen
Siedepunct erhizt werden, folglich kann auch das siedende Wasser diesen Siedepunct
nie uͤbersteigen, und selbst nicht erreichen.
Auf diese Weise hat man, ungeachtet der ungeheuer zunehmenden Kraft des Dampfes mit
hohem Druke, mittelst der oben erwaͤhnten starken eisernen Reifen es stets in
seiner Gewalt dem aͤußeren Kessel eine staͤrkere Kraft zu ertheilen,
als der darauf wirkende Dampf nicht besizt. Der mittlere Cylinder ist seiner Form
und Lage nach jedes Mahl staͤrker, als irgend eine auf denselben wirkende
Kraft. Wenn die Mittel-Fluͤßigkeit thierisches oder vegetabilisches Oehl ist,
so wird es rathsam seyn, die Temperatur bedeutend unter dem Siedepuncte desselben zu
halten, d.h., auf ungefaͤhr 400 Grad Fahrenh., damit es so wenig, als
moͤglich zersezt wird. Aus diesem Grunde muß der mittlere Cylinder vollkommen
mit siedendem Wasser bedekt seyn.
Sollte die Mittel-Fluͤßigkeit in dem Behaͤlter jemahls anfangen zu
sieden, so ist dieß ein Zeichen, daß die Temperatur in der Maschine zu hoch
gestiegen ist, und daß der Dampf folglich eine zu hohe Kraft besizt. Ich errichte
zuweilen bloß Doppelkessel, die aus einem aͤußeren und aus einem inneren bestehen, und
lasse den mittleren Kessel und die Mittel-Fluͤßigkeit weg. Die Flamme
laͤuft mittelst eines Ziegel-Bogens, und die Verbindung an der
Muͤndung geschieht eben so, wie in Fig. 3. zwischen dem
aͤußeren und dem mittleren Cylinder, und das aͤußere Gefaͤß ist
auf dieselbe Weise mit Reifen beschlagen. Da aber die Hize der siedenden
Fluͤßigkeit hier nicht durch ein fluͤßiges Mittel mitgetheilt wird,
werden die gewoͤhnlichen Sicherheitsklappen nothwendig.
Die gekruͤmmte Roͤhre zeigt in allen Figuren jene Form, welche ich zur
Verbindung der Kammer mit dem Behaͤlter jeder anderen vorziehe: es kann aber
diese Roͤhre auch zu demselben Zweke von dem Boden, oder von der Seite der
Kammer hervortreten, und sich mit dem Behaͤlter verbinden. In diesem Falle
wird es nothwendig der Roͤhre eine Neigung nach abwaͤrts zu geben, um
zu verhuͤten, daß die heiße Fluͤßigkeit aus der Kammer in den
Behaͤlter tritt, was nie geschehen darf. Es muß auch eine Luftroͤhre
an dem hoͤchsten Theile der Kammer angebracht seyn, wie in Fig. 6. A, ist eine Form der Verbindungs-Roͤhre zwischen
der Kammer und dem Behaͤlter.
B, ist eine zweite Form.
C, die Luftroͤhre.
Ich nehme die Doppel-Gefaͤße, Fig. 1, 2 und 6. mit ihren Kammern nicht
als meine Erfindung in Anspruch, indem sie bereits fuͤr Dampf mit hohem
Druke, und zu anderen Zweken angewendet wurden; ich nehme aber die
Verbindungsroͤhre und den Behaͤlter, wodurch diese Gefaͤße
vortheilhafter angewendet werden koͤnnen, als meine Verbindung in Anspruch.
Auch nehme ich nicht die Anwendung irgend einer besonderen Mittel-Fluͤßigkeit
in Anspruch. Fuͤr einen geringeren Grad von Hize, wie bei der Destillation
von Aether und Alkohol, zur Verdikung der Extracte, zum Troknen der Pulver, empfehle
ich Wasser, oder eine gesaͤttigte Kochsalz-Aufloͤsung.
Wenn eine staͤrkere Hize nothwendig ist, koͤnnen mehrere andere Salze
angewendet werden. Wenn aber irgend eine Fluͤssigkeit zum Sieden gebracht
werden soll, deren Siedepunct 225° Fahrenheit nicht uͤbersteigt, ziehe
ich eine starke Aufloͤsung von kochsalzsaurem Kalke vor, deren Siedepunct von
250 bis 300 Grad getrieben werden kann, je nachdem sie mehr oder minder dicht
ist.
Bei noch groͤßerer Hize, wie beim Zukersieden, oder bei Dampfe mit hohem
Druke, wo nicht mehr als 30 Pfund auf den Quadrat-Zoll kommen, empfehle ich
wesentliche Oehle, vorzuͤglich Theer-Oehl, weil dieses sehr wohlfeil ist, wo
aber noch groͤßere Hize noͤthig ist, muß man fixe thierische und
Pflanzen-Oehle anwenden.
Beim Abdampfen der Alaun- und anderer Salz-Aufloͤsungen wird es nothwendig
seyn, den Kessel mit Blei auszufuͤttern, oder mit irgend einem Metalle,
welches der Einwirkung der siedenden Fluͤßigkeit zu widerstehen vermag. In
diesem Falle ist auch eine weit groͤßere Verschiedenheit zwischen dem
Siedepuncte der Mittel-Fluͤßigkeit und der siedenden Fluͤßigkeit
nothwendig. Ich fand zwischen 50 und 60 Grad Unterschied nothwendig.
Das Gefaͤß, dessen ich mich zur Krystallisation des Alaunes und anderer
salzigen krystallisirbaren Substanzen bediene, ist in Fig. 7. dargestellt.
A, B, ist ein Gefaͤß aus Gußeisen, oder aus
anderem tauglichen Metalle, oben weiter als unten. Dieses Gefaͤß wird auf
oder unter der Erde befestigt auf einer festen Grundlage, von welcher es jedoch
ungefaͤhr 4 Zoll hoch abstehen muß: es wird folglich von drei oder mehreren
Saͤulen getragen.
C, C, ist eine Ziegelmauer, welche das Gefaͤß
umgibt, und rings um dieselbe einen Raum laͤßt, in welchem der Dampf
circuliren kann.
D, ist eine Dampfroͤhre, die aus einem
Dampfkessel durch die Ziegelmauer herlaͤuft, und bis in die Mute des Bodens
des Gefaͤßes reicht.
E, ist eine Stange, welche auf dem Mittelpuncte des
Bodens des Gefaͤßes ruht, und von da gerade emporsteigt: an ihrem oberen Ende
ist sie mit einem Ringe, an dem unterem mit einem großen Knopfe versehen.
Diese Stange wird noch ehe auf den Boden des Gefaͤßes gestellt, ehe man die zu
krystallisirende Fluͤßigkeit in dasselbe gießt.
Wenn nun die krystallisirte Masse von dem Boden des Gefaͤßes an herausgehoben
werden soll, so befestigt man die Kette eines Krahnes in dem Ringe, und laͤßt
fuͤnf bis zehn Minuten lang, je nachdem die Krystall-Masse groß ist, Dampf
rings um das Gefaͤß streichen. Sobald man hierauf bemerkt, daß der obere Theil des Krystalles,
der mit dem metallenen Gefaͤße in Beruͤhrung ist, anfaͤngt
etwas zu schmelzen, wird der Krahn gedreht, und die ganze Masse von Krystallen
herausgehoben, welche sodann bei Seite geschafft und zerschlagen wird. Die
Mutterlauge wich gleichfalls beseitigt.
Wo man weniger feste Krystalle, als Alaun, verfertigt, kann unten an der Stange statt
des Knopfes eine breite starke Platte befestigt werden. In großen Fabriken, wo man
viele Krystallisier-Gefaͤße braucht, bringe ich den Krahn in der Mitte
derselben an, und stelle die Krystallisier-Gefaͤße in einem einfachen oder in
einem doppelten Kreise um denselben. In diesem Kreise lasse ich aber eine
Luͤke, in welcher die Alaun etc. Krystallen zerschlagen werden
koͤnnen, und die Mutterlauge durch eine Rinne in den Behaͤlter
abfließt.
Bei dem Alaune und bei vielen anderen Salzen muͤssen die
Krystallisier-Gefaͤße, so wie die Stange, mit Blei uͤberzogen seyn,
oder mit irgend etwas, wodurch dem Einwirken der Fluͤßigkeit vorgebeugt
werden kann.
Das Gehaͤuse, welches das Gefaͤß umgibt, kann auch, statt der
Ziegelmauer, aus Holz seyn, oder aus irgend einem anderen hierzu geeigneten
Material; es kann fest und beweglich seyn.
In Fig. 3. ist,
H, H, der Ziegel-Bogen, welcher die Hize nach der
Richtung der Pfeile in den Schornstein, K, ziehen
macht.
Fig. 5. ist
ein Quer-Durchschnitt dieses Bogens.