Handbuch der chemischen Technologie Achte Auflage
Part 105
In Deutschland war =Pistorius= der Erste, welcher zwei Brennblasen anstatt einer anwendete und mit den Blasen auf höchst zweckmässige Weise Rectificatoren und Dephlegmatoren verband. Wenn man von einem normal construirten Apparat verlangt, dass man mit seiner Hülfe nicht nur =allen= Alkohol aus der weingaren Maische, sondern denselben auch möglichst rein und concentrirt und zwar mit dem geringsten Aufwand von Zeit, Arbeitslohn und Brennstoff erhalte, so muss man anerkennen, dass der Apparat von =Pistorius= viel leistet. Es wird ihm deshalb in Norddeutschland (weit weniger in Süddeutschland, wo mehr der =Gall='sche Apparat eingeführt ist) meist der Verzog vor anderen Brennapparaten gegeben, zu deren Construction der =Pistorius='sche Apparat in vielen Fällen der Ausgangspunkt war. _A_ und _B_ (Fig. 234) stellen die beiden Blasen vor. _A_ ist die eigentliche Blase, welche sich entweder unmittelbar über einer Feuerung befindet oder weit zweckmässiger durch Dampf, welcher durch ein mit einem Dampfkessel verbundenes Rohr einströmt, erhitzt wird. Die zweite Blase _B_ steht etwas höher hinter der ersten und wird, wenn nicht Dampfheizung stattfindet, von der Flamme der unter der ersten Blase angebrachten Feuerung mitgeheizt. Die Blase _A_ heisst =Brennblase=; auf ihr ist der grosse Helm _D_ mittelst Schrauben befestigt. _p_ ist ein aus dem Helm hervorragendes Rohr und mit einem nach Innen sich öffnenden Sicherheitsventil versehen, durch welches Luft eintreten kann, sobald gegen Ende der Destillation durch Condensation der Dämpfe ein luftleerer Raum entstehen sollte. Mit diesem Rohre _p_ steht, wie bei dem =Dorn='schen Apparat, ein kleiner Kühlapparat _q_ in Verbindung, der durch einen Hahn abgeschlossen werden kann und dazu dient, die Beendigung der Operation anzugeben. In beiden Blasen sind Rührvorrichtungen _m_ und _n_; diese bestehen aus verticalen, oben mit einer Kurbel versehenen eisernen Stangen, an deren Enden eine Querstange befestigt ist, an welcher sich eine Kette befindet, die auf dem Boden der Blase aufliegt und bei der Kurbeldrehung eine schleifende Bewegung erhält. Diese Rührvorrichtungen sollen nicht nur die Maische gegen das Anbrennen schützen, sondern auch die letzten Reste des Blaseninhaltes nach der Ausflussöffnung hinschieben. Das Rohr _x_ führt die Lutterdämpfe in die zweite Blase, die =Maischblase=, in welche dasselbe weit hinabreicht. Das aus dem Helm _F_ der Maischblase abgehende Rohr _s_ führt die Dämpfe nach dem =Maischvorwärmer=, welcher (wie bei =Dorn=) in zwei Abtheilungen getheilt ist, die obere _E_ enthält die Maische, die untere _g_ (der Lutterkasten) die Dämpfe, welche letztere aus _g_ durch den engen Zwischenraum _v_ in den =Becken=- oder =Rectificationsapparat= _H_ steigen. Häufig treten die Dämpfe, bevor sie in den Lutterkasten gelangen, in eine dritte Blase, die =Niederschlagsblase=, die auf unserer Zeichnung sich nicht befindet. Der Beckenapparat besteht aus zwei oder drei gegen einander gerichteten, mit einander verbundenen stumpfen Kegeln aus Kupferblech und trägt auf der Oberfläche ein flaches Wassergefäss _W_. Die Becken stehen zwar durch ein Rohr in Verbindung, besitzen jedoch in der Mitte eine Scheidewand, welche so befestigt ist, dass zwischen dem äusseren Rande derselben und der Beckenwandung nur ein schmaler Raum übrig bleibt. Die an das untere Becken eintretenden Dämpfe können daher nicht sofort durch die entgegengesetzte Oeffnung austreten, sondern sind genöthigt, um die Scheidewand herum zu gehen. Das Rohr _x_ führt kaltes Wasser nach dem Beckenapparat, das kurze Rohr _y_ nach dem Vorwärmer. Die Pumpe _P_ pumpt die Maische aus dem Maischbehälter nach dem Vorwärmer. Aus diesem gelangt die Maische in die zweite und von da in die erste Blase. Zunächst füllt man beide Blasen und den Vorwärmer mit Maische an; ist die Füllung geschehen, so erhitzt man die erste Blase, sei es durch freies Feuer, sei es durch eingeleiteten Dampf. Die aus der Blase _A_ sich entwickelnden Dämpfe gehen durch die Maische der Blase _B_, welche dadurch bis zum Sieden erhitzt wird. Die Blase _B_ wirkt demnach als Rectificator; da die daselbst erzeugten Dämpfe keinen besonderen Druck mehr zu überwinden haben, so verlassen diejenigen, welche im Vorwärmer nicht condensirt wurden, sehr bald denselben, um nach dem Beckenapparate zu gehen. Soll die Destillation beginnen, so beschickt man jedes Becken zunächst mit kaltem Wasser und sorgt für Zufluss von kaltem und Abfluss von warmem Wasser, sobald die Dämpfe den Beckenapparat verlassen und sich dem Kühlapparat zuwenden. Sobald die Dämpfe das oberste Becken verlassen haben, dauert es nicht lange, so beginnt die eigentliche Destillation. Die condensirte Flüssigkeit, die anfangs tropfenweise ankommt, sammelt sich in dem Cylinder, wo das Aräometer seinen Platz hat, immer mehr und mehr an und fliesst endlich in Gestalt eines Strahles nach dem Spiritusreservoir ab. Die _Dampfheizung_ hat gegenwärtig fast überall die Heizung über freiem Feuer verdrängt.
[Sidenote: Apparat von Gall.]
Bei den meisten Apparaten, die zum Destilliren der weingaren Maische Anwendung finden, ist der Lutterdampf von ungleicher, gegen das Ende der Destillation hin von abnehmender Stärke. Diesem Uebelstande ist bei dem Apparate von =Gall= oder dem =Marienbadapparate= (Fig. 235 und 236) abgeholfen. Mit dem Dampfkessel stehen zwei Blasen in Verbindung und letztere mit dem Lutterbehälter (Separator), ebenso wie es bei anderen Destillirapparaten der Fall ist. Nur ist die Art und Weise der Verbindung eine eigenthümliche. _B B_ sind die beiden nebeneinander befindlichen Blasen. _C_ ist der Dampfkessel mit den Feuerröhren _i i_. Die Blasen sind, um die Abkühlung nach aussen aufzuheben, in den Dampfkessel versenkt. _D_ ist eine dritte ausserhalb des Dampfkessels befindliche Blase. _E_ ist der Lutterbehälter, _F_ und _G_ sind zwei Dephlegmatoren; _A_ ist das Kühlfass mit dem Kühlrohr _H_. Die Maische wird zuerst durch das Rohr _a a_ in die Blase _D_ gebracht, welche als Vorwärmer und Rectificator wirkt. Von dieser Blase aus werden die beiden Blasen _B B_ gefüllt. Der aus dem Dampfkessel ausströmende Dampf gelangt durch das gebogene Rohr _b_ in den Dreiweghahn _c_, von wo aus er entweder in eine der beiden Blasen _B_ oder aufwärts durch das Rohr _d_ nach dem Fass zum Kartoffeldämpfen geführt wird. Die aus einer der beiden Blasen _B B_ aufsteigenden Dämpfe gehen in die andere der Blasen, die als zweite Blase dient, von da in die Blase _D_, sodann in den Lutterbehälter _E_ und durch die beiden Dephlegmatoren _F_ und _G_ in den Kühlapparat. Das Eigenthümliche des =Gall='schen Apparates besteht darin, dass durch passende Röhrenverbindung und Hahnstellung eine jede der beiden Blasen beliebig zur ersten oder zur zweiten gemacht werden kann, indem man den Dampf nach Belieben in die rechte und dann in die linke Blase leitet und umgekehrt; ferner eine jede Blase mit dem Apparat ausser Verbindung gesetzt, geleert und neu beschickt werden kann, während die untere ununterbrochen fungirt. Es gehört daher =Gall='s Apparat zu den continuirlich betriebenen Apparaten.
[Sidenote: Apparat von Schwarz.]
Der von =Schwarz= construirte Brennapparat ist namentlich im südwestlichen Deutschland der gebräuchlichste. Dieser Apparat besteht (Fig. 237) aus dem Dampfkessel _D_, den beiden Maischblasen _A_ und _B_, dem Vorwärmer _C_ mit dem Lutterbehälter _E_, den beiden Rectificatoren _H_ und _F_ und dem Kühlapparat _G_. _M_ ist ein Reservoir für kaltes, _N_ ein solches für heisses Wasser. Der in dem Dampfkessel _D_ erzeugte Wasserdampf geht durch das Rohr _g_ in die untere Abtheilung _A_ der Doppelblase und streicht durch die darin befindliche vorgewärmte Maische, sammelt sich darauf schon mit Alkoholdämpfen gemischt in dem Helm _Z_, um durch das Helmrohr _u_ einen entsprechenden Weg durch die obere Abtheilung der Doppelblase zu machen und wird von da nach einer doppelten Rectification durch das Rohr _t_ nach dem Vorwärmer _C_ geführt, dessen oberer Theil als Dephlegmator wirkt und mit Röhren _a a a_ versehen ist, die ausserdem durch Maische kühl gehalten werden; das darin condensirte Phlegma sammelt sich in dem als Rectificator wirkenden Lutterbehälter _E_. Durch den letztern tritt der aus der oberen Abtheilung der Blase kommende Dampf ein und geht durch die Röhren _a a_ in den Helm auf das Helmrohr _n_, welcher letztere mit dem Kelch _H_ umgeben ist, der durch Wasser ununterbrochen abgekühlt wird. Hier setzt sich die Dephlegmation fort. Aus _H_ begiebt sich der Dampf durch _v_ nach _F_, einem Apparat, welcher dem Vorwärmer _C_ entsprechend eingerichtet, nur von geringeren Dimensionen ist, weil hier die Menge des Dampfes sich bereits in dem Grade vermindert hat, als sein Alkoholgehalt gesteigert ist; die Dephlegmationsröhren darin sind nicht mit Maische, sondern mit Wasser umgeben, welches unausgesetzt sich erneuert. Der in dem Helm _b_ und das Helmrohr _c_ anlangende Dampf ist bereits so stark, dass er sofort nach dem Kühlapparat _G_ geleitet wird; das Destillat fliesst bei _i_ ab. Die zu destillirende weingare Maische wird zuerst in den Vorwärmer _C_ gebracht, in welchem sie mit Hülfe der Rührvorrichtung _d d_ auf gleichmässiger Consistenz und Temperatur erhalten wird. Nachdem sie darin vorgewärmt ist, gelangt sie durch das Rohr _e_ in die obere Abtheilung und von da mittelst des Ventils _f_ in die untere Abtheilung der Doppelblase, in welcher sich auch das Phlegma aus den übrigen Theilen des Apparates sammelt; es fliesst nämlich rückwärts aus der Abtheilung _h_ und _l_ der beiden Rectificatoren _H_ und _F_ durch die beiden Röhren _m'_ und _n'_ des Phlegma in den Lutterbehälter _E_ und geht von da in die obere Abtheilung der Doppelblase, wo es sich mit der Maische mischt. Sobald die Maische allen Alkohol abgegeben, was man durch Prüfung der Dämpfe auf ihre Entzündlichkeit mit Hülfe des Probehahnes _o_ erkennt, entfernt man die Schlempe aus der Blase durch den Hahn _p_. Durch die Röhren _q q q_ werden die Rectificatoren und der Kühlapparat mit kaltem Wasser versehen. Das in dem Kühlapparat erwärmte Wasser gelangt durch das Rohr _r_ in den Dampfkessel. Durch _R_ werden die Dämpfe in das Kartoffelfass geleitet, durch _S_ in das Reservoir _N_, wenn das Wasser darin bis zum Sieden erhitzt werden soll. Der =Schwarz='sche Apparat hat vor vielen anderen Brennapparaten den Vorzug, dass die einzelnen Theile leicht und sicher gereinigt werden können. Dagegen leidet er auch an mehreren Uebelständen; so ist namentlich die Construction des Maischwärmers nicht ganz zweckmässig, es kommt die in dem Lutterbehälter _E_ verdichtete Flüssigkeit nicht hinreichend mit den Dämpfen in Berührung und es wird die beabsichtigte Destillation nicht so ausgeführt, wie es sein sollte. Die Dämpfe gehen so rasch durch diese Flüssigkeit, dass sie nur unvollkommen entwässert werden und daher noch ziemlich wasserhaltig in die Dephlegmationsapparate gelangen, wo ihre Rectification auch nur unvollständig sein wird, weil die runden und geraden Röhren den Dämpfen wenig Berührungspunkte darbieten und ein grosser Theil der Dämpfe der Abkühlung sich entzieht, ja selbst die zu Bläschen verdichteten Dämpfe werden von den nicht condensirten Dämpfen mit fortgerissen. Auch der Kühlapparat, der aus einer Anzahl gerader verticaler Röhren besteht, ist insofern ein unzweckmässiger, als die oben eintretenden Dämpfe, sowie sie condensirt worden sind, als Tropfen sofort nach unten fallen und abfliessen und nicht Zeit haben, ihre Wärme abzugeben. Eine genügende Abkühlung des Destillates ist nur durch grossen Aufwand von Kühlwasser möglich.
[Sidenote: Siemens' Apparat.]
Unter den Apparaten, welche im Verhältniss ihrer Leistungsfähigkeit mit einem geringen Kostenaufwande herzustellen sind, gehört auch der in der technischen Werkstatt zu Hohenheim aufgestellte Brennapparat, welcher unmittelbar aus der Maische Branntwein giebt. In der Abänderung, wie er zur Darstellung von Spiritus sich eignet, ist er Fig. 238 im Durchschnitte abgebildet. Der Apparat besteht aus zwei im Dampfkessel stehenden Maischblasen mit einer Wechselverbindung (mit Hilfe der Hähne _a_, _b_ und _c_), wie bei =Gall='s Apparat; der Vorwärmer und Dephlegmator ist nach =Siemens= construirt. _L_ ist der Dampfkessel, _P_ die eine der Maischblasen, _K_ ist der Lutterbehälter, _R_ der Vorwärmer, _A_ das Reservoir für den Lutter zur Speisung des Dampfkessels mit demselben, _C_ der Dephlegmator, _B_ der Behälter für die in _C_ condensirten Dämpfe. Aus dem Dephlegmator treten die Dämpfe in den (nicht mit abgebildeten) Kühlapparat. Die Dimensionen dieses Apparates sind auf folgende Calculation basirt. Der Dampfkessel hat zum Kochen von 5000 Kilogr. Kartoffeln in vier Zeitabschnitten à 40-45 Minuten, demnach innerhalb drei Stunden den fünften Theil des Gewichts der Kartoffeln, mithin 1000 Kilogr. oder in einer Stunde 333 Kilogr. Dampf zu geben, welche eine dampfgebende Fläche von etwa 11 Quadratmetern erforderlich machen. Für den Brennereibetrieb ist eine Dampfmaschine nöthig, daher ist diese dampfgebende Fläche noch um etwa 20 Proc. zu vergrössern: dem Kessel ist folglich eine Abdampffläche von 13,5-14 Quadratmetern zu geben. Die Maischblasen brauchen nur so gross zu sein, als zur Füllung mit etwa 500 Liter erforderlich ist; da wie schon erwähnt der Lutter aus _A_ nicht in die Maischblase, sondern in den Dampfkessel zurückgeführt wird und die Maischblasen, weil sie in dem Dampfkessel stehen, nach aussen nicht abgekühlt werden, wodurch die von den Dämpfen fortgerissene Wassermenge compensirt wird.
Der Maischwärmer besteht aus dem cylindrischen Theile _i i_, dessen fester Theil eine Vertiefung _c_ hat. In dem Cylinder befindet sich der engere untere Theil _o o_ des eigentlichen Maischbehälters mit dem Wärmerohre _f n_. Mittelst des Wechselringes _h h_ ist der obere Theil des Vorwärmers mit dem untern verbunden. _r_ ist ein Rührapparat, welcher während der Destillation wiederholt in Bewegung gesetzt wird. Die Dämpfe aus der zweiten Blase werden in die Vertiefung _c_ unter dem Vorwärmer geleitet, welche, damit die Dämpfe mit dem Phlegma in Berührung kommen, mit einem Siebe bedeckt ist. Die Dämpfe umgeben den unteren Theil des Maischbehälters und treten in das Rohr _f_ ein, durch welches sie in den unteren Cylinder des Dephlegmators gelangen. Das in dem Lutterbehälter sich ansammelnde Phlegma wird in das Reservoir _A_ geleitet. Der obere und der untere Theil des Vorwärmers besteht aus Gusseisen, nur die inneren Boden- und Erwärmungsflächen sind aus Kupfer. Dieser Vorwärmer hat vor andern ähnlichen Apparaten den Vorzug der gleichmässigen Vertheilung der Wärme, ausserdem, dass er leicht gereinigt werden kann, wodurch auf der einen Seite die Wärmeleitungsfähigkeit besser erhalten wird, welche gegentheils durch die Bildung einer die Wärme nicht leitenden Kruste schnell abnimmt, auf der andern Seite ein reineres Produkt erhalten wird. Der Dephlegmator _C_ ist so eingerichtet, dass die rectificirten Dämpfe durch zwei einander gegenüberstehende Röhren, welche sich nach dem Kühlapparat zu wieder vereinigen, abgeleitet werden. Das Uebrige wird aus der Zeichnung klar.
[Sidenote: Continuirliche Destillirapparate.]
Zu denjenigen Destillirapparaten, die zur Destillation von Wein (nicht von Maische) bestimmt sind und =continuirlich= betrieben werden, gehört der in der Geschichte der Spiritusfabrikation Epoche machende Apparat von =Cellier-Blumenthal= (Fig. 239) nach der verbesserten Construction von =Desrosne=. Er besteht aus den beiden Blasen _A_ und _A'_, dem ersten Rectificator _B_, dem zweiten Rectificator _C_, dem Weinerwärmer und Dephlegmator _D_, dem Kühlapparate _F_, dem Regulator _E_ für den Zufluss der Flüssigkeit, welche sich in dem Reservoir _G_ befindet. Die Blase _A'_, obgleich eben so wie die Blase _A_ mit Wein gefüllt, wirkt als Dampfkessel; der sich entwickelnde Lutterdampf kommt in den beiden Rectificatoren mit dem in ununterbrochenen Strome herabfliessenden Weine in Berührung, wodurch eine Dephlegmation stattfindet; der alkoholreicher gewordene Dampf wird in dem Gefäss _D_ noch stärker und gelangt von da in den Kühlapparat _F_. Damit in den Rectificatoren in der That eine Rectification vor sich gehe, muss der abwärts strömende Wein bis auf eine bestimmte Temperatur erwärmt sein, die ihm dadurch ertheilt wird, dass er das Kühlwasser erhitzt. Der aus der Blase _A'_ sich entwickelnde Dampf geht durch das Rohr _Z_ bis auf den Boden der zweiten Blase _A_. Beide Blasen werden durch eine Feuerung geheizt. Mit Hülfe des Rohres _R'_ wird die Flüssigkeit aus der zweiten Blase in die erste geleitet. Der erste Rectificator _B_ enthält eine Anzahl halbkreisförmiger gekrümmter und gegeneinander geneigter Scheiben von ungleicher Grösse, welche an senkrechten Stäben so befestigt sind, dass sie herausgenommen und gereinigt werden können; die grössten Scheiben sind mit ihrer concaven Fläche nach oben gekehrt und siebähnlich durchlöchert. In Folge dieser Anwendung treffen die aufsteigenden Dämpfe grosse mit Wein befeuchtete Flächen, der überdies cascadenförmig aus den Becken herabrinnt und so mit den Dämpfen in die innigste Berührung kommt. In dem zweiten Rectificator _C_ sind sechs Abtheilungen; in der Mitte einer jeden derselben ist ein Ausschnitt und dieser mit einem aufrecht stehenden Ansatz versehen, über welchem eine umgekehrte Kapsel befestigt ist, die fast bis auf den Boden der Abtheilung reicht. Ein Theil der Dämpfe condensirt sich in den Abtheilungen, so dass die Dämpfe gezwungen sind, den Lutter zu durchstreichen und dabei einen Druck von etwa 2 Centimeter Flüssigkeitssäule zu überwinden. Der Vorwärmer und Dephlegmator _D_ ist ein horizontal stehender Cylinder aus Kupfer, welcher ein Schlangenrohr mit verticalen Windungen enthält; das Rohr _M_ communicirt mit diesem Rohre, dessen anderes Ende in das Rohr _O_ einmündet. In den Windungen sammelt sich ein Phlegma, dessen Alkoholgehalt in den vorderen Windungen am stärksten, in den hinteren abnehmend schwächer ist; es sammelt sich am unteren Theile jeder Spirale und wird durch Ansatzröhrchen in ein Sammelrohr geführt, von dem aus die Flüssigkeit, mit Hülfe eines anderen Rohres und passend angebrachter Hähne, ganz oder nur ein Theil davon, nach Belieben in das Rohr _O_ oder in den Rectificator geführt werden kann. Durch das Rohr _L_ wird der vorgewärmte Wein aus dem Dephlegmator in den Rectificator geleitet. Der Kühlapparat _F_ ist ein überall geschlossener Cylinder mit einer Kühlschlange, die mit dem Rohre _O_ communicirt; das andere Ende des Kühlrohres führt das Destillat nach aussen. Oberhalb dieses Apparates befindet sich das Rohr _K_, welches den Dephlegmator mit Wein versieht. Der kalte Wein fliesst in den Kühlapparat durch das Rohr _I_. Wenn der Apparat in Betrieb gesetzt werden soll, füllt man zunächst die beiden Blasen _A_ und _A'_ mit Wein. Darauf öffnet man den Hahn _E_, so dass das Rohr _J_, der Kühlapparat _F_ und der Dephlegmator sich mit Wein füllen. Sodann erhitzt man den Wein in der Blase _A'_ bis zum Sieden; die Dämpfe entweichen durch das Rohr _Z_, condensiren sich in _A_, dessen Flüssigkeit durch das Einströmen der Dämpfe und durch die unter ihm circulirenden Verbrennungsgase sich erwärmt und ebenfalls bald in's Sieden kommt. Die Lutterdämpfe gehen nach dem ersten Rectificator _B_ und von da in das Schlangenrohr des Dephlegmators _D_ und werden daselbst zum grossen Theile verdichtet; das Phlegma geht in den Rectificator zurück. Sobald der Vorwärmer _D_ so weit erhitzt worden ist, dass die Hand die Wärme in dem erhitzten Wein nicht mehr verträgt, öffnet man den Hahn des Gefässes _E_, worauf die Destillation beginnt. Der durch das Rohr _J_ in den Kühlapparat _F_ geleitete Wein beginnt schon in diesem Apparate sich zu erhitzen und gelangt dann in den Vorwärmer, wo seine Temperatur sich fast bis zum Siedepunkt steigert; von da führt ihn das Rohr _L_ in den Rectificator _B_, von wo er in die Blase _A_ kommt. Sobald die Flüssigkeit der Blase _A'_ keinen Alkohol mehr enthält, lässt man die Schlempe als Vinasse durch den Hahn _R_ ausfliessen und öffnet darauf den Hahn _R'_, damit sich die Blase _A'_ von Neuem fülle. Der Dampf legt den nämlichen Weg, aber in umgekehrter Richtung zurück; nach seiner Verdichtung in dem Kühlapparat _F_ gelangt er in das mit Aräometer versehene Gefäss _N_ und von da nach _H_. Der mit Hülfe des eben beschriebenen Apparates erhaltene Alkohol ist um so stärker, eine je grössere Anzahl von Windungen des Kühlrohres in dem Dephlegmator man mit dem Rectificator verbindet. Je nach dem Alkoholgehalt des Weines und der Stärke, die das Destillat haben soll, entscheidet die Praxis, welche der Hähne offen zu lassen sind. =Desrosne='s Apparat lässt sich leicht auf den unterbrochenen Betrieb anwenden; zu diesem Behufe braucht man nur das Reservoir, den Kühlapparat und den Rectificator mit kaltem Wasser anzufüllen und das untere Ende des Rohres _L_ zu verschliessen.
[Sidenote: Apparat von Laugier.]