Titel: | Ueber Fortschritte in der Zuckerfabrikation. |
Fundstelle: | Band 257, Jahrgang 1885, S. 420 |
Download: | XML |
Ueber Fortschritte in der Zuckerfabrikation.
(Schluſs des Berichtes von S. 372 d. Bd.)
Ueber Fortschritte in der Zuckerfabrikation.
Die Frage der Invertzuckerbestimmung ist nach Bodenbender (a. a. O. S. 625) namentlich deshalb
wichtig, weil sie der englische Handel beansprucht. Man bestimmt den Invertzucker
aus der Menge des in alkalischer Lösung ausgeschiedenen Kupferoxyduls. Nun finden
sich aber in den Rübensäften Stoffe, welche ebenfalls Kupferoxydul abscheiden. So
gaben bei seinen Versuchen über Elution die sämmtlichen Säfte durch den ganzen
Fabrikbetrieb hindurch eine Ausscheidung von Kupferoxydulhydrat. Es war vollständig
ausgeschlossen, daſs dies Invertzucker sein könne, denn die geringsten Mengen von Invertzucker muſsten
durch die Wirkung des Aetzkalkes in den Prozessen der Elution vollständig zerstört
werden. Wenn trotzdem die Erscheinung auftrat, daſs solche Säfte Kupferoxydul
reducirten, also wie Invertzucker wirkten, so lag schon darin ein sicherer Beweis,
daſs es Invertzucker nicht sein konnte, denn der Invertzucker wird durch Natronlauge
sowohl, als durch Kalk hinsichtlich seiner Eigenschaft, Kupferoxyd zu reduciren,
vollständig zerstört und geht in andere Producte über. Schon aus diesem Grunde ist
die Kupferoxydmethode nicht anwendbar. Der betreffende Stoff, welcher noch nicht
näher untersucht ist, unterscheidet sich von dem Invertzucker dadurch, daſs er im
Fabrikbetriebe hinsichtlich seiner Eigenschaft, Kupferoxyd zu reduciren, nicht zerstört wird, sondern diese Eigenschaft behält,
folglich in den Zuckern und Melassen mit derselben Eigenschaft auftreten muſs. Es
wird also darauf ankommen, Methoden zu finden, die es gestatten, sowohl den
Invertzucker wie diesen Körper neben einander zu bestimmen. Dies kann annähernd
dadurch geschehen, daſs man den fraglichen Zucker vor und nach dem Kochen mit
Natronlauge mit Fehling'scher Lösung behandelt. Ferner
wird Invertzucker durch Natronlauge stark gefärbt, gebräunt, während die andere
fragliche Substanz diese Erscheinung nicht in dem Maſse besitzt. Allerdings beziehen
sich diese Bestimmungen auf chemisch reinen Invertzucker, für welchen dieselben
ergaben, daſs Abweichungen von 0,05 Proc. erkennbar sind. Nun ist es aber, wie bei
allen colorimetrischen Methoden, schwierig, sich einen unveränderlich bleibenden
Maſsstab zu verschaffen. Bodenbender hat übrigens noch
keinen Zucker gefunden, welcher nicht unter gewissen Bedingungen Kupferoxyd
reducirt. Wenn einzelne Zucker und Melassen die Reaction nicht geben, so enthalten
sie durchweg Ammoniak, welches bekanntlich die Ausscheidung des Kupferoxyduls
verhindert. Nach den jetzt in England üblichen Verfahren kann man in jedem Zucker
Invertzucker finden.
Bekanntlich wurde früher, wenn in der Analyse Invertzucker gefunden wurde, derselbe
mit 20 multiplicirt und die dadurch erhaltene Zahl mit 25 Pf., um den Werth oder
Unwerth eines derartigen Invertzuckers festzustellen. Jetzt hat man den
Coëfficienten 20 bereits verlassen und ist auf 5 herabgegangen; vielleicht kommt man
noch auf 1. Bekanntlich enthält der indische Zucker groſse Mengen von Invertzucker,
ohne daſs dadurch dessen Werth verringert wird. Für Raffinerien kann der
Invertzucker schädlich sein, wenn er in die Raffinade übergeht und ein Feuchtwerden
der Brote bedingt. Deshalb arbeiten auch unsere meisten Raffinerien mit Kalk.
Zugegeben, der Invertzucker habe diese Wirkung, dann wäre dieser Nachtheil durch
Kochen der Säfte mit Kalk zu beseitigen. Dies würde natürlich den Nachtheil haben,
daſs der Invertzucker zerstört würde und daſs die Zersetzungsproducte nachher von
der Knochenkohle aufgenommen werden müſsten. Wenn kein anderer Nachtheil vorhanden sein sollte,
so würde man diesem Invertzucker doch auch nur den Werth eines organischen
Nichtzuckers beimessen können; er würde keine gröſseren Nachtheile haben als der
organische Nichtzucker, welcher in unseren Handelsanalysen fast niemals zum
Ausdrucke kommt. Man kann den Invertzucker ja berechnen, wenn Zucker, Asche und
Salze bestimmt sind; aber zum Ausdrucke kommt er nicht, der Händler legt auf ihn
keinen Werth. Für diejenigen Fabriken, welche nicht mit Kalk arbeiten und die
gleichzeitig indische Zucker verarbeiten und für letztere die Eigenschaft des
Kalkes, den darin enthaltenen Invertzucker zu zerstören, nicht anwenden können und
wollen, weil dadurch ihre Syrupe geringwerthiger würden, kann doch auch ein geringer
Gehalt an Invertzucker nicht die Bedeutung haben, um denselben mit dem Coëfficienten
5 zu multipliciren. Danach ist es nicht angezeigt, dem Invertzucker einen gröſseren
nachtheiligen Einfluſs für den Handel bezieh. für den Raffinationsprozeſs beizulegen
als anderen organischen Substanzen.
Nach dem Beschlusse der Versammlung englischer Chemiker am 22. December 1884 soll die
Bestimmung des Invertzuckers durch unmittelbare
Anwendung Fehling'scher Lösung nach J. Patterson und J. W.
Biggart erfolgen. Herzfeld bemerkt dagegen,
daſs nach Biggart der Zuckerlösung von vorn herein eine
Invertzuckerlösung zugesetzt wird und man dann in der alten Weise titrirt. Er läſst
die Zuckerlösung nebst Invertzuckerlösung in die Fehling'sche Lösung hineinflieſsen, kocht von Zeit zu Zeit auf und
bestimmt die Endreaction mit Ferrocyankalium. Dieselbe Behandlung nimmt er mit einer
Invertzuckerlösung vor, zieht die gefundene Zahl ab und erhält dann aus dem
Unterschiede den Invertzucker. Dabei tritt der Fehler ein, daſs die Fehling'sche Lösung gleichzeitig auch den Rohrzucker
verändert; man muſs also nach diesem Verfahren in jedem Zucker Invertzucker finden.
Das hat denn auch Biggart eingesehen und hat versucht,
dadurch eine Berichtigung anzubringen, daſs er seiner Normal-Invertzuckerlösung von
vorn herein etwas Rohrzucker zusetzt; es liegt aber auf der Hand, daſs diese
Berichtigung nicht eine derartige sein kann, daſs sie den Fehler ganz und gar
ausschliefst; derselbe wird dadurch nur verringert werden und auf jeden Fall bleibt
eine groſse Unsicherheit bestehen.
Ganz zu verwerfen ist die zweite Methode von Patterson,
welche darauf beruht, daſs er zunächst den zu untersuchenden Zucker mit
überschüssiger Fehling'scher Lösung kocht, den
Ueberschuſs an Fehling'scher Lösung alsdann mit
Invertzuckerlösung von bekanntem Gehalt zurücktitrirt. Nach diesem Verfahren kann
man überall Invertzucker finden. Weder das Titrirverfahren von Soxhlet, noch das gewichtsanalytische von Meiſsl reicht aus, die hier in Frage kommenden geringen
Mengen Invertzucker neben Rohrzucker zu bestimmen.
Pauly bestätigt letztere Angaben. Er hat Kupferlösungen
hergestellt, welche an
Stelle des Aetzkalis kohlensaures Kali, doppelt kohlensaures Natron, auch
Chlorammonium oder ähnliche Ammoniakverbindungen enthielten; aber alle diese
Versuche miſslangen, so daſs er zur Fehling'schen
Lösung als der besten wieder zurückgekommen ist. Die Einwirkung des Rohrzuckers auf
die Fehling'sche Lösung ist so bedeutend und so
auſserordentlich von dem Arbeitsverfahren abhängig, daſs es unbedingt nöthig ist,
hier eine feste Methode zu vereinbaren. Die Einwirkung ist zunächst abhängig von der
Kochdauer. Die Handelschemiker benutzen eine verschieden lange Einwirkung, indem sie
einmal nur aufkochen, das andere Mal 2 Minuten und sogar 5 Minuten lang kochen. Je
länger die Einwirkung des Rohrzuckers auf die alkalische Kupferlösung dauert, desto
gröſser wird vermuthlich der nachtheilige Einfluſs. 2g,6 reiner Rohrzucker gaben z.B. mit 50cc
Fehling'scher Lösung bei einmaligem Aufkochen einen
scheinbaren Invertzuckergehalt von 0,23 bis 0,94, im Mittel 0,59 Proc. nach 5
Minuten langem Kochen von 1,84 Proc.
Gleiche Mengen Fehling'scher Lösung geben nun mit
wechselnden Mengen von reinem Rohrzucker fast gleiche Mengen von Kupferoxydul. Er
hat nun 2 Parallelversuche gemacht, einmal mit 10g
Raffinade und dann mit 10g des zu untersuchenden
Rohzuckers; beide wurden unter ganz gleichen Bedingungen mit derselben Menge Fehling'scher Lösung gekocht, das durch chemisch reinen
Rohrzucker gewonnene Kupferoxydul von dem aus dem Rohzucker erhaltenen abgezogen und
aus dem Unterschiede die Menge des Invertzuckers berechnet. In dem einen Falle, als
2g,6 Raffinade und 2g, 6 Rohzucker angewendet wurden, erhielt er beide
Mal einen scheinbaren Gehalt von 1,05 Proc. Invertzucker; dies gab also keinen
Invertzucker. In dem zweiten Falle, wo 10g
Raffinade und 10g Rohzucker zum Vergleiche kamen,
lieferte die Raffinade sogar mehr scheinbaren
Invertzucker, nämlich 0,56 Proc. der Rohzucker nur 0,49 Proc; also enthielt der
Rohzucker scheinbar 0,07 Proc. Invertzucker weniger als die Raffinade. Pauly führt dies darauf zurück, daſs in dem Rohzucker
Stickstoff haltige Bestandtheile enthalten sein mögen, welche die Ausscheidung des
Kupferoxyduls beeinfluſsten und thatsächlich verhinderten.
Nach Stammer ist der Invertzucker in der Raffinerie mit
Recht ein sehr gefürchteter Feind, nicht sowohl wegen der geringen Menge, welche
etwa in dem eingeschmolzenen Rohrzucker enthalten sein kann, sondern weil sich in
den Producten, welche mit einem geringen Invertzuckergehalte verarbeitet werden,
dieser Invertzucker schleunig vermehrt und zwar in dem Maſse, als die Temperatur der
Jahreszeit höher ist. Er bemerkt, daſs die besten und feinsten Zucker, die
russischen Raffinadenzucker, keinen Invertzucker enthalten, wenigstens nicht nach
der Probe, wie man sie gewöhnlich in den Raffinerien zu machen pflegt, daſs aber,
wenn man in den Zuckern zunehmende Mengen von Invertzucker bemerkt, die höchste
Gefahr ist, daſs die Brote feucht werden. Colonialzucker wird nicht Invertzucker, sondern
Traubenzucker enthalten.
H. Schulz hebt hervor, daſs Zucker, welcher nur sehr
wenig Invertzucker enthält, zuweilen auf dem Lager sehr bedeutend an Invertzucker
zunimmt, und daſs dies gerade bei ganz hohen Korn- und Krystallzuckern am
leichtesten wenn auch selten geschieht. Er habe mit Krystallzucker zu thun gehabt,
der ursprünglich nur eine ganz schwache Reaction mit Fehlingscher Lösung gab, ja absolut blank beim Aufkochen blieb, aber schon
nach 6 bis 8 Wochen auf 95° Polarisation herunterging, während die erste
Polarisation 99° ergeben hatte.
Degener hat gefunden, daſs eine Lösung von kohlensaurem
Kupfer in Kaliumbicarbonat Invertzucker nicht reducirt.
Nach Bodenbender verfolgen die Raffinerien den
Invertzucker mit Recht- denn eine Bildung von Invertzucker in den Raffinerien ist
immer ein Beweis, daſs eine Säurebildung vorangegangen ist. Der Invertzucker
entsteht in neutralen Säften oder in sauren Säften, wenn auch die Säure nicht
unmittelbar mit dem gewöhnlichen Lackmuspapiere nachzuweisen ist. Wenn diese
Veränderung vorgegangen ist, so muſs natürlich der Raffinadeur sie auszuschlieſsen
suchen, und er hat als Anzeige für die Veränderung das Auftreten von Invertzucker.
Bodenbender glaubt, daſs in dem indischen Zucker
recht viel Invertzucker vorkommt; dies geht schon daraus hervor, daſs sehr viele
indische Zucker sauer reagiren, und auch daraus, daſs sie gewisse Aether enthalten,
die sich nur unter Bedingungen bilden können, welche mit der Säurebildung
zusammenhängen. Der Aethergeruch der indischen Zucker stammt durchaus nicht von dem
Zuckerrohre her, sondern einzig von der Fabrikationsmethode. Die Aether sind auch
sehr verschiedener Art; vielleicht hängt dies von den Bodenarten ab, aber sie
entstehen erst in Folge der Fabrikation, da die Säfte dort meist sauer gearbeitet
werden. Man kann auch aus Rübenzucker einen dem indischen Zucker in Geruch und
Geschmack gleichen Zucker herstellen, wenn man sauer arbeitet. Wenn es für den
Raffinadeur von groſser Wichtigkeit ist, den Invertzucker zu verfolgen, so ist es
doch eine andere Frage, ob für den Rohzucker des Handels der Invertzucker die
Bedeutung hat wie das Auftreten desselben für die Raffinerie, weil dieser
Invertzucker durch Kalk zerstört wird, während sein Auftreten in letzterem Falle
Veränderungen der Raffineriesäfte anzeigt.
Zur Prüfung auf Invertzucker ist es nach O. v. Lippmann nothwendig, die Zuckerlösung mit der Fehling'schen Lösung vor dem Erwärmen kräftig zu
schütteln, damit sich die schwere Zuckerlösung nicht an den Boden setzen und
anbrennen kann. Wird der Invertzucker in der Raffinerie nicht zerstört, so macht
derselbe die Säfte geneigt zu Umsetzungen, welche sie nicht leicht eingehen, wenn
die Säfte frei von Invertzucker sind; zerstört man denselben aber, so behält man die
Zerstörungsprodukte, die
Farbstoffe und die zum Kochen gebrauchten Alkalien im Safte und muſs sie entfernen.
Dies kann dann nicht anders als durch verstärkte Filtration über Knochenkohle
geschehen, während doch das Bestreben der Raffinerien dahin gehen muſs, die
Knochenkohlestation zu entlasten und die Wiederbelebung zu vereinfachen. Aus
Colonialzucker hat er durch Alkohol leicht Invertzucker ausziehen können.
Sickel (a. a. O. S. 645) empfiehlt den Polarisationsapparat von Schmidt und Hänsch (vgl. 1884 254 * 74).
Landolt hält die Quarzplatten für bedenklich und glaubt,
daſs es sehr viel sicherer ist, die Polarisationsapparate mit Zuckerlösungen von
bekanntem Gehalte zu prüfen. Bei den Quarzplatten kommt es auf die Lage derselben
an. Wenn die Platten gegen die Strahlenachse geneigt sind, kann ein Fehler
entstehen; dann können Fehler in der Bestimmung der Dicke vorkommen und dieses Alles
macht die Prüfung mittels solcher Platten unsicher. Er erinnert ferner daran, daſs
im J. 1865 die französische Regierung Versuche in der Weise ausführen lieſs, daſs
sie Rohzucker an verschiedene Zollämter schickte mit dem Auftrage, die Polarisation
Vormittags vorzunehmen, und dann dieselben Proben – ohne daſs die Zollämter dies
wuſsten – mit dem Auftrage, sie zwischen 8 und 9 Uhr Abends zu prüfen. Die Zahlen
liefen ein und es ergab sich, daſs die Vormittagsbestimmungen ziemlich
übereinstimmten, wählend die Abends ausgeführten völlig verschieden waren. Dies war
der Einfluſs des Mittagsmahles; unzweifelhaft spielt die verschiedene
Empfänglichkeit des Auges auch eine Rolle.
Kleemann (Zeitschrift des
deutschen Vereins für Buben Zuckerindustrie, 1885 S. 369) hat gefunden,
daſs gepulverte Braunkohle zum Reinigen von
Zuckerlösungen geeignet ist. Nach seinen Angaben werden die Lösungen
dadurch von allen schleimigen, gummiartigen, trübenden Beimengungen befreit, klar,
entfärbt und erhalten einen angenehmen Geschmack. Es ist zu beachten, daſs die Kohle
nicht unmittelbar mit Dampf in Berührung gebracht und das Absüſsen mit Wasser
ausgeführt wird, welches wicht wärmer als 50° ist. Die Benutzung gekörnter Kohle
weist auch gute Erfolge auf, erreicht aber nicht diejenigen der fein gemahlenen.
Eine künstliche Trocknung darf nicht stattfinden. Hiernach gestaltet sich das
Verfahren sehr einfach: Man bringt in Raffinerien bei geschlossenen Dampfschlangen
in den Lösepfannen die Kohle mit dem Zucker in diese Pfanne, bei offenen
Dampfschlangen erst, nachdem die Auflösung und das Aufkochen bewirkt ist. Kalk kann
nach wie vor zugesetzt werden; nur ist zu berücksichtigen, daſs die Kohle einen
Theil desselben absorbirt. Das so erhaltene Saft- und Kohlengemisch wird durch eine
Pumpe in Filterpressen befördert und so der gereinigte Saft gewonnen. Druckgefäſse
(Montejus) dürfen nicht in Verwendung kommen. Die Kräfte der Braun- und Knochenkohle
ergänzen sich gewissermaſsen, d.h. es gibt Farbstoffe, welche durch Knochenkohle
nicht, und solche, welche durch Braunkohle nicht entfernt werden. Dagegen werden sämmtliche
vorkommende Farbstoffe beseitigt, sobald die betreffende Flüssigkeit zuerst mit
Braunkohle und darauf mit einer sehr geringen Menge Knochenkohle behandelt wird.
Soll nur eine Klärung stattfinden, so genügen 5 bis 10 Procent vom Zucker, wobei eine
Entfärbung von 50 bis 75 Proc. bewirkt wird, je nach der Beschaffenheit des
Rohzuckers. Soll aber eine weitergehende Reinigung der Säfte erreicht werden, so
muſs mehr Kohle zur Verwendung gelangen und ist bei Rübenzucker im Allgemeinen eine
gleiche Wirkung zu erzielen als durch Knochenkohle. Erfolg hat die Braunkohle bei
der Verarbeitung schleimiger Massen, wie beispielsweise des sogen.
Raffinerieschlammes, aufzuweisen. Während derselbe allein nur sehr langsam durch
Beutel abtropft, läſst er sich mit Braunkohle vermischt sehr leicht in Filterpressen
verarbeiten, bildet feste Kuchen und wäscht sich bis zur Erschöpfung leicht aus.
Hierbei ist erforderlich, daſs Pumpe und Filterpresse entsprechend eingerichtet
sind. Eine hervorragende Wirkung hat das Braunkohlenverfahren bei der Verarbeitung
von Rüben auf Speisesaft oder Speisesyrup, wie durch den Betrieb eines ganzen Jahres
festgestellt ist. Der dabei erzielte Syrup ist vollständig frei vom Rübengeschmacke
und kommt dem Colonialsyrupe vollständig gleich.
P. Degener (daselbst S. 121) untersuchte den Einfluſs des Bleiessigs auf das optische Verhalten einiger
Nichtzuckerbestandtheile der Rübensäfte. Versuche ergaben, daſs die
Linksdrehung des Asparagins in wässeriger Lösung durch
Bleiessig in eine Rechtsdrehung verwandelt wird, welche, bei einem Ueberschusse von
Bleiessig, von der des Rohrzuckers nicht sehr unterschieden ist. Als Ueberschuſs des
ersteren sind auf 0g,40 Asparagin 10cc des letzteren zu betrachten. Eine Umkehrung der
Rotation erfolgt aber schon durch wenige (5 bis 10) Tropfen bei Anwesenheit
beträchtlicher Mengen des Asparagins; nur ist der Drehungsbetrag dann nicht so
groſs. Die Lösungen des Asparagins mit Bleiessig versetzt zeigen, wahrscheinlich
durch allmähliche Entstehung von Asparaginsäure und damit verbundene Ausscheidung
von Bleihydrat, die Erscheinung des Nachtrübens in unangenehmer Weise, so daſs die
Polarisation dadurch mitunter sehr erschwert und unsicher gemacht wird. Dasselbe ist
übrigens bei den meisten der nachfolgend beschriebenen Substanzen der Fall. In den
Rübensäften ist das Asparagin links drehend, bei der Klärung mit Bleiessig wird es
stark rechts drehend, somit als Rohrzucker in Rechnung gestellt. Bei Verwendung von
Alkohol und Bleiessig bleibt eine geringe Drehung nach rechts, mit Alkohol allein
geringe Linksdrehung.
Die schwache Linksdrehung des asparaginsauren Kalis wird
durch Bleiessig in eine äuſserst starke Rechtsdrehung umgewandelt, welche 3½ bis 4
mal so groſs ist wie die eines gleichen Gewichtes Rohrzucker, wenn der Bleiessig im
Ueberschusse vorhanden ist. Eine Umkehrung der Drehung wird durch Bleiessig auch in geringen Mengen
immer hervorgebracht. Beim Zusätze des letzteren erfolgt zunächst keine Fällung;
dann tritt eine solche von Bleihydrat ein und letzteres löst sich im Ueberschusse
des Fällungsmittels wieder auf. Alkohol erhöht das Drehungsvermögen des
asparaginsauren Kalis bedeutend, so daſs es bei einem Alkoholverhältnisse von 1 : 3
halb soviel Rohrzucker verdecken kann, als Asparaginsäure vorhanden ist. Bei einem
Alkohol Verhältnisse 1:3 ist die Polarisation des asparaginsauren Bleies = 0, in an
Alkohol ärmeren Flüssigkeiten ist sie aber zu bedeutend, als daſs sie zu
vernachlässigen wäre.
Glutaminsäure dreht nach rechts. In Alkohol ist sie
nicht löslich, mindestens inactiv; der gröſste Theil wird bei Alkoholzusatz aus
wässeriger Lösung ausgefällt. Das Kalisalz ist dagegen löslich in Alkohol,
wenigstens in wässerigem. Kali, selbst in so geringen Mengen zugesetzt, daſs die
Lösung der Säure noch sauer reagirt, vermindert die Rechtsdrehung, bis schlieſslich
eine schwache Linksdrehung daraus wird; die Kali haltige alkoholische Lösung dreht
nur noch auſserordentlich schwach. Bleiessig verwandelt die Rechtsdrehung der freien
Säure in eine starke Linksdrehung und fällt dieselbe nicht aus. Alkohol erzeugt in
solcher Lösung einen Niederschlag, ohne daſs dadurch die Linksdrehung verschwände;
dieselbe wird vielmehr eher um ein Geringes erhöht.
Die Linksdrehung der Aepfelsäure in alkalischer Lösung
ist sehr von der Concentration und dem Alkalizusatze abhängig. In Alkohol verliert
die Aepfelsäure ihr Drehungsvermögen. Die äpfelsauren Salze sind in Alkohol
unlöslich. Wenige Tropfen Bleiessig erhöhen die Linksdrehung so unbeträchtlich, daſs
die dadurch verursachte Drehung nicht mehr als 0,2° beträgt; der gröſste Theil des
Bleimalates fällt aus. Ein sehr groſser Ueberschuſs von
Bleiessig löst das Malat, wenigstens theilweise, und es tritt eine auſserordentlich
starke Linksdrehung ein. Alkohol im Verhältnisse 1 : 3 fällt äpfelsaures Blei
vollkommen aus. Die Aepfelsäure ist somit, was die Alkoholmethoden anlangt, als
unwesentlich zu bezeichnen. In wässerigen Lösungen unter Verwendung von Bleiessig
kann sie zu nicht sehr groſsen Fehlern Veranlassung geben.
Geringe Mengen Arabinsäure sind ohne Einfluſs auf die
Polarisation, bei gröſseren Mengen kann der Fehler sehr wohl bemerklich werden,
indem die links drehende Substanz rechts drehend wird. Alkohol sowie Alkohol und
Bleiessig fällen die Arabinsäure vollständig aus. Weinsäure ist ohne Einfluſs.
Das rechts drehende Saccharin wird durch Alkalihydrat
schwach links drehend, durch kohlensaure Alkalien ebenfalls und zwar schon ohne
Kochen. Bleiessig läſst Rechtsdrehung des Saccharins wenn auch vermindert bestehen;
bei längerem Stehen verschwindet sie allmählich und geht in schwache Linksdrehung
über und es berechnet sich dieselbe gegenüber der des Saccharins mit αD = + 93,8° zu 50,32°
bezieh. 49,66°. In Alkohol ist anscheinend die specifische Drehung des Saccharins
ein wenig höher,
jedenfalls nicht niedriger als in Wasser. Aus alkoholischen Lösungen fällt Bleiessig
Saccharin nicht aus. Saccharin wird also weder durch Alkohol, noch durch Bleiessig,
noch durch beide zugleich sicher ausgeschieden und führt es daher bei allen jetzigen
Untersuchungsmethoden zu Fehlern, wenn es vorhanden ist.
Aus wässerigen Lösungen wird Eiweiſs durch Bleiessig
nicht gefällt; bei Zusatz weniger Tropfen bleibt die Linksdrehung ziemlich, bei
einem Ueberschusse ganz erhalten. Alkohol mit und ohne Bleiessig (vor diesem zugesetzt), in der Kälte wie in der Wärme,
fällt das Eiweiſs vollkommen aus; dasselbe kann daher nur bei wässerigen
Polarisationen zu Fehlern führen.
Bei Polarisationen in wässeriger Lösung sind die in Raffinaden und ersten Producte
enthaltenen Nichtzuckerstoffe, mit Ausnahme eines etwaigen Gehaltes an Invertzucker,
wegen ihrer geringen Menge ohne Bedeutung für die Polarisation der Lösungen und der
Bleiessig hat hier wesentlich nur als Klär- und Entfärbungsmittel zu dienen. Bei
allen übrigen Rohstoffen und Producten dagegen ist der Einfluſs des Bleiessigs auf
die Polarisation nicht zu vernachlässigen; vielmehr ist derselbe so bedeutend, daſs
die Polarisation mit Bleiessig geklärter wässeriger Lösungen nunmehr vollständig
verlassen werden sollte. Von den untersuchten Stoffen, welche wohl zugleich die
wesentlichsten des optisch activen Nichtzuckers bilden dürften, werden schon durch
geringe Mengen Bleiessig in ihrer Polarisation beeinfluſst: Asparagin,
Asparaginsäure, Glutaminsäure, Saccharin, Eiweiſs, und zwar derart, daſs sie, mit
Blei entweder nicht, oder nur zum Theile ausfallend, entweder im gleichen oder
entgegengesetzten Sinne wie Rohrzucker und in mehr oder weniger beträchtlichem Maſse
circularpolarisirend auftreten; daſs sie aber bei Anwesenheit gröſserer Mengen des
Klärungsmittels zu weit gröſseren Unterschieden Veranlassung geben können, schon
dann, wenn wir den zu untersuchenden Lösungen 0,1 ihres Volumens an Bleiessig
zusetzen; insbesondere sind in diesem Falle störend Asparagin- und Glutaminsäure, in
etwas geringerem, aber immer noch sehr erheblichem Grade: Asparagin, Saccharin,
Eiweiſs. Geringe Mengen Aepfelsäure, Arabinsäure und Weinsäure werden zwar von wenig
Bleiessig ausgefällt, aber schon bei dem allgemein angewendeten 0,1 Volumen geht ein
Theil der Bleisalze wieder in Lösung.
Man kann somit nach dem alten Untersuchungsverfahren keine zuverlässigen Ergebnisse
über den Zuckergehalt von Rübensäften, Füllmassen und Melassen, sowie von
Nachproducten und Melasseentzuckerungslaugen erwarten. Auch die Alkoholklärung unter
gleichzeitiger Anwendung von Bleiessig kann die Beeinflussungen der Polarisation
seitens optisch activen Nichtzuckers nicht vollständig aufheben. Wenn auch die Blei
Verbindungen der Aepfelsäure, Arabinsäure und Weinsäure sowie des Eiweiſs auch bei
Bleiessigüberschuſs in einem Gemische von 3 Th. absolutem Alkohol und 1 Th. wässeriger Lösung
unlöslich sind und somit für die Polarisation wegfallen, wenn auch Asparagin und
Asparaginsäure unter gleichen Verhältnissen nahezu sicher und vollständig ausfallen,
so bleiben noch einzelne Verbindungen übrig, besonders Glutaminsäure und Saccharin,
wahrscheinlich auch Glutamin und vielleicht noch andere, bisher nicht untersuchte
Verbindungen, welche sich anders verhalten. Rechnet man dazu, daſs von Asparagin und
Asparaginsäure keine Drehungswerthe dazu kommen können, besonders von dem ersteren,
so sind die Unregelmäſsigkeiten groſs genug, um nach einer Verbesserung der Methode
zu suchen. Der Grad von wahrscheinlicher Richtigkeit, welchen die Alkoholmethoden
unter Anwendung mäſsiger Mengen Bleiessig und bei ganz genauer Einhaltung des Verhältnisses, 3 Vol.
absoluten Alkoholes auf 1 Vol. Zuckerlösung, erreichen lassen, ist gegenüber den
bisherigen Methoden aber ein so bedeutend höherer, daſs wir dennoch, bis wir
vielleicht noch Vollkommeneres kennen lernen werden, uns des Alkoholes in noch viel
ausgedehnterem Maſse bedienen müssen als bisher.
Zweckmäſsig erscheint es somit vorläufig bei der Alkohol – Bleipolarisation zu
bleiben, obwohl die Rechtsdrehung des saccharinsauren Bleies bei sofortiger
Polarisation gröſser ist als die Linksdrehung des entsprechenden Kalisalzes und die
Linksdrehung des glutaminsauren Bleies stärker als die des glutaminsauren Kalis.
Dagegen ist die Drehung des asparaginsauren Kalis in Alkohol fast ebenso stark als
die aller zuletzt genannten Stoffe und die der Aepfelsäure, zwar gleichfalls nach
links gerichtet, vermehrt bei Anwesenheit von Asparaginsäure oder Glutaminsäure
sowie Saccharin deren Drehung. Die Alkoholpolarisationen werden somit in Rücksicht
auf diese Stoffe zu niedrig, die Alkohol-Bleipolarisationen in Rübensäften u. dgl.
gleichfalls zu niedrig, in Saccharin haltigen Producten aber durch die rechts
drehende Bleiverbindung jenes beeinfluſst erscheinen. Die Ablenkungswinkel des
Asparagins und Saccharins bei Gegenwart von Bleiessig verändern sich bei längerem
Stehen allmählich.
Wenn bei den Alkoholverfahren die Polarisationen der Rübensäfte den Zuckergehalt
etwas zu niedrig erscheinen lassen, so hat dies auf die Ausbeuteberechnung an
Füllmasse aus den Rüben keinen unwesentlichen Einfluſs, sobald auch hier mit Alkohol
gearbeitet wird; denn es finden sich zwar dieselben Stoffe oder ähnlich sich
verhaltende Abkömmlinge in derselben wieder; aber aus dem durch Alkohol wie durch
Alkohol und Blei entfernbaren Asparagin (und wahrscheinlich Glutamin) sind jetzt die
durch Alkohol nicht entfernbaren entsprechenden Säuren geworden, von denen wiederum
nur Asparaginsäure durch Alkohol und Blei beseitigt wird. Neu hinzugekommen kann
ferner sein: Saccharin. Die Polarisation der Füllmasse wird also der der Rüben nicht
entsprechen können. Diese Unterschiede ziehen sich naturgemäſs durch die weitere Fabrikation hindurch, um
schlieſslich in Melasse und fertigen Zucker den höchsten Grad zu erreichen. Ein
groſser Theil der sogenannten unerklärlichen Verluste findet seine Erklärung durch
derartige Polarisationsänderungen in Folge von Zersetzungen, welche durch die
Einwirkung der Reinigungsprozesse stattgefunden haben; noch bedeutender treten diese
bei der Polarisation ohne Alkohol auf.
Bei der Beaufsichtigung der Arbeit einer Zuckerfabrik gelangt man zu vergleichbaren Ergebnissen, wenn man alle Producte auf
dieselbe Weise untersucht. Man kann mit Alkohol und Bleiessig geklärte Rübensäfte
nicht mit Füllmassenpolarisationen ohne Alkohol vergleichen. Wie nothwendig es ist,
auch den Zuckergehalt von zum Verkaufe bestimmten Melassen u. dgl. genau zu
bestimmen, ergibt sich auch daraus, daſs eine Melasse
je 8mal von zwei Chemikern untersucht wurde, welche nicht wuſsten, daſs es dieselbe
Melasse sei und 16 verschiedene Zuckergehalte fanden. Auch hierfür ist das
Alkohol-Bleiverfahren sosu empfehlen.
Wenn man von Füllmassen, Nachproducten, Melassen das Normalgewicht abwägt, auf 100cc mit Wasser verdünnt, 25cc der filtrirten Lösung abmiſst und nach Zusatz
von 5 bis 20 Tropfen Bleiessig mit absolutem Alkohol zu 100cc auffüllt, so hat man, wenn man das Volumen von
26g,048 Zucker oder Melasse rund gleich 16cc annimmt, in den 100cc alkoholischer Lösung: 4cc Zucker (und
Nichtzucker), 21cc Wasser und 75cc absoluten Alkohol, ohne Berücksichtigung der
hier nicht ins Gewicht fallenden Contraction also 100cc 78procentigen Alkohol, welcher 6,51procentigen Zucker zu lösen hat.
Nach Scheibler ist dies aber sehr wohl möglich. Ein
einfaches Mittel, in dieser Richtung noch gröſsere Sicherheit zu erlangen, läge
darin, die wie beschrieben erhaltene Flüssigkeit auf 110cc mit 80procentigem Alkohol zu verdünnen und die Polarisation um 0,1 zu
vermehren. Die Polarisation dieser Lösungen wäre alsdann am besten in 400rnm-Röhren vorzunehmen. Daſs auch die Verdünnung
der Beobachtungsfehler multiplizirt wird, ist wohl gegen die sonstigen Vortheile in
Kauf zu nehmen.
Ausgelaugte Schnitzel wären warm auszuwaschen oder auszuziehen, ebenso Schlamm,
Absüſs- und Condenswasser aber entweder wie gewöhnlich zu polarisiren, oder vorher
auf den 4. Theil des Volumens einzudampfen und dann mit Alkohol und 1 bis 2 Tropfen
Bleiessig zur Marke aufzufüllen. Melasseentzuckerungslaugen werden 4fach mit Alkohol
verdünnt und dann wie oben polarisirt.
Das Inversionsverfahren von Clerget setzt voraus, daſs auſser Rohrzucker keine Stoffe zugegen sind,
welche durch Säuren ihr Polarisationsvermögen ändern. Asparagin und Asparaginsäure
drehen aber neutral oder alkalisch links, sauer stark rechts, Glutaminsäure verhält
sich umgekehrt, Saccharin dreht als Kaliverbindung nach links, in saurer sehr stark
nach rechts u.s.w.
Berücksichtigt man ferner die Beobachtung Gubbe's (a. a.
O. 1884 S. 1353), daſs
die Polarisation des Invertzuckers in sauren Flüssigkeiten verschiedener
Concentration verschieden ist, so wird man durch Inversion den wahren Zuckergehalt
von Melassen u. dgl. nicht bestimmen können. Anwendung von Oxalsäure als
invertirende Säure einerseits und nachherige Neutralisation mit kohlensaurem Kali
andererseits könnten vielleicht Einiges dabei bessern.
Indessen kann man sich einfacher von der Anwesenheit einzelner optisch activer
Substanzen, wie Asparagin u. dgl., dadurch überzeugen, daſs man die Zuckerlösungen
kalt (20°) mit verdünnter Schwefelsäure oder Salzsäure ansäuert und rasch
polarisirt. Eine Aenderung der Drehung, gegenüber der Polarisation, welche man mit
einer ohne allen Zusatz bereiteten Lösung desselben Productes erhielt, gibt
Aufschluſs über die Anwesenheit mehr oder weniger bedeutender Mengen optisch activen
Nichtzuckers. Ebenso wird dieser Nachweis geführt dadurch, daſs man nach Clerget invertirt und sowohl unmittelbar, als nach
genauer Neutralisation mit kohlensaurem Kali polarisirt.