Terfahreil zum Aufschliessen von zellulosehaltigem Material mittelst Mineralsätiren. Verfahren, um Kohlehydratlösungen aus zellulosehaltigem Material mittelst Mineral säuren zu gewinnen, sind bekannt. Wenn man Sägespätie mit der sechsfachen Ge wichtsmenge 40 %iger Salzsäure bei 18 0 C behandelt, erreicht man nach<B>8</B> Stunden eine Aufschliessung (Verzuckerung) des Holzes bis zu 66,5 0/0 und darüber. Bei der fabrikmässi gen Herstellung von Zucker ans Holz arbeitet man nach dem Diffusionsprinzip. Die zuerst erhaltene Flüssigkeit, die gelöste Zeflulose und viel überschüssige Salzsäure enthält, wird wiederholt mit andern Sägespänen zu sammengebracht, wodurch der Gehalt an Salzsäure ständig abnimmt und der Gehalt an gelöster Zellulose zunimmt.
Wenn man die Mineralsäure oder die Zellulose und Mineralsäure enthaltende Zwi schenlösung in den Diffuseuren mit den ge trockneten Sägespänen zusammenbringt, so können bei dieser exothernen Reaktion sehr unerwünschte Temperatursteigerungen ein treten, die je nach den Umständen (Konzen tration, Aussentemperatur usw.) sogar bis zum Sieden der Salzsäure führen, wodurch Verkohlung der Zellulose und des Zuckers eintritt und Furfurol und Essigsäure entstehen.
Es wurde durch Versuche festgestellt, dass bei der Zumisehung der Mineralsäure oder der erhaltenen Zwischenlösungen zum getrockneten Sägmehl auf<B>1 kg</B> trockene Späne rund 35 kg-Kalorien frei werden.
In den ersten Anteilen der Flüssigkeit, die beim Füllen der Diffuseure mit der Holz masse in Berührung kommen, findet eine Auf speicherung der Wärmemenge statt. Ferner da die trockenen Holzspäne die Flüssigkeit nur langsam aufnehmen, hallen sie sich zu mehr oder weniger grossen Klumpen zusam men. In diesen sogenannten Nestern, deren Inneres trocken geblieben ist, können beson ders hohe Temperaturen und Verkohlung eintreten.
Es ist auch schon ein anderes Verfahren bekannt, bei dem in zwei Stufen gearbeitet wird. Dabei beginnt man mit einer zur vollständigen Verzuckerung nicht ausreichen den Menge von höchstkonzentrierter Salz,- säure (zum Beispiel 40 %oiger) und Chlor wasserstoffgas und führt die Verzuckerung dann durch die Anwendung von Salzsäure mit mässiger Konzentration (über 35 %Aig) zu Ende.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zum Aufschliessen von zellulosehaltigem Material mittelst Mineral säuren. Gemäss demselben wird das trockene zellulosehaltige Material vor Einbringung in die Diffuseure mit einem Teil der, zum Auf schliessen erforderlichen Mineralsäure ohne Zusatz von Chlorwasserstoffgas gut durch gemischt, worauf man in einem Diffuiseur die Verzuckerung mit dem Rest der zuin Aufschliessen erforderlichen Säure fortführt.
Beispiel: Das zellulosehaltige Material wird mit einem Teil der zum Aufschliessen erforder lichen Mineralsäure oder mit einem Teil der in der Diffusionsbatterie vorher erhaltenen mineralsauren Zelluloselösung in einem Mischer vorgemischt und dann erst in den Diffuseur eingebracht. Infolge dieses Vermiseheris mit einem Teil der Säure können in der Auf- schliessungsappatur keine nachteilig hohen Temperaturen auftreten, wenn dort dann das angemaischte Material mit dem zweiten Teil der Säure in Berührung kommt. Die Tempe ratur kann unabhängig von der Aussentem peratur stets unter 50 ' gehalten werden.
Darüber hinaus kann man zum Anmaisehen einen solchen Teil der Gesamtlösung wählen, dass in den Diffuseuren die optimale Tempera tur für den Verzuckerungsprozess, das ist 25-30 , herrscht.
Die Erfindung bietet aber noch einen andern unerwarteten Vorteil. Es hat sich gezeigt, dass man durch das Vormaischen mit Säure bezw. mit Säurezuckerlösung eine über raschende Beschleunigung der Gesamtver zuckerung erzielen kann. Verwendet man zum Anmaischen beispielsweise die Hälfte der Gxesamtlösting, also auf 100 Teile Holz von den erforderlichen 600 Teilen Säure bezw. Säurezuckerlösung nur 300 Teile, so findet man, dass in den ersten Stunden eine unver hältnismässig hohe Aufschliessung stattfindet.
Bei Vergleichsversuchen wurden beispiels weise die in nachstehender Tabelle aufge führten Zahlen gefunden:
EMI0002.0008
Angewandte <SEP> Lösung <SEP> Teile <SEP> auf <SEP> Tompe- <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8
<tb> % <SEP> H <SEP> C1 <SEP> % <SEP> Ziieker <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> Holy <SEP> ratur <SEP> Std. <SEP> Std.
<SEP> Std.
<tb> 40 <SEP> 600 <SEP> 18 <SEP> 58,4 <SEP> 6L4 <SEP> 66,5
<tb> 40 <SEP> - <SEP> 300 <SEP> 18 <SEP> 29,6 <SEP> 30,0 <SEP> 42,5
<tb> 27,1 <SEP> 18,5 <SEP> 600 <SEP> 18 <SEP> 23,3 <SEP> 24,2 <SEP> 24,7
<tb> 27,1 <SEP> 18,5 <SEP> 300 <SEP> 30 <SEP> 22.2 <SEP> 22,6 <SEP> 23,3
<tb> <B>31.0</B> <SEP> 17,4 <SEP> <B>300 <SEP> 300 <SEP> 22,7 <SEP> - <SEP> -</B> Wie ei-sichtlich, hat diese Art der Vor- malschung noch den Vorteil,
dass beispiels weise mit den halben Volumen der Lösung nach 4 Stunden Aufenthaltszeit im Mischer schon eine Verzuckerung von etwa 22 % erreicht wird, während mit dem ganzen Volumen der Lösung im Difluseur in der selben Zeit nur etwa 23/o verzuckerbar sind. Es findet also auch eine wesentliche Ersparnis an Raum und Zeit statt.
Das neue Verfahren ermöglicht die un erwünschte Temperatursteigerung mit Sicher heit züi verhindern. Dann wird die Wärme, die bei der exothermen Reaktion frei wird, benutzt, um die Temperatur in den Diffu- seuren auf einer gewünschten Höhe zu halten.
Von dein älteren, in zwei Stufen arbei tenden Verfahren unterscheidet sich das be schriebene in der Hauptsache dadurch, da14 kein Ohlorwasserstoffgas mitverwendet wird und dass in beiden Stufen mit dem wesentlichen gleichen Aufschliessungsmittel gearbeitet wird.
Der Schutz wird für das angegebene Ver fahren nur soweit beansprucht, als es sich nicht um eine Herstellung von zu Nahrungs zwecken bestimmtem Zucker handelt.
Terrain for breaking up cellulosic material by means of mineral sutures. Processes for obtaining carbohydrate solutions from cellulosic material by means of mineral acids are known. If you treat Sägespätie with six times the weight of 40% hydrochloric acid at 18 0 C, a breakdown (saccharification) of the wood of up to 66.5 0/0 and above is achieved after 8 hours. The factory production of sugar on the wood works according to the diffusion principle. The liquid obtained first, which contains dissolved ceflulose and a great deal of excess hydrochloric acid, is repeatedly brought together with other sawdust, as a result of which the hydrochloric acid content steadily decreases and the dissolved cellulose content increases.
If the intermediate solution containing the mineral acid or the cellulose and mineral acid is brought together in the diffusers with the dried sawdust, this exothermic reaction can result in very undesirable temperature increases, which, depending on the circumstances (concentration, outside temperature, etc.) even up to Bring the hydrochloric acid to the boil, as a result of which the cellulose and sugar become charred and furfural and acetic acid are formed.
Experiments have shown that adding the mineral acid or the intermediate solutions obtained to the dried sawdust to <B> 1 kg </B> dry chips releases around 35 kg calories.
The amount of heat is stored in the first parts of the liquid that come into contact with the wood mass when the diffuser is filled. Furthermore, since the dry wood chips absorb the liquid only slowly, they reverberate into more or less large lumps. In these so-called nests, the interior of which has remained dry, particularly high temperatures and charring can occur.
Another method is already known, in which work is carried out in two stages. This starts with an insufficient amount of highly concentrated hydrochloric acid (for example 40% oiger) and hydrogen chloride gas for complete saccharification and then completes the saccharification by using hydrochloric acid with a moderate concentration (over 35% aig).
The present invention now relates to a method for breaking down cellulosic material by means of mineral acids. According to the same, the dry cellulose-containing material is thoroughly mixed with part of the mineral acid required for digestion without the addition of hydrogen chloride gas before being introduced into the diffuser, after which the saccharification is continued in a diffuser with the rest of the acid required for digestion.
Example: The cellulose-containing material is premixed in a mixer with part of the mineral acid required for digestion or with part of the mineral acid cellulose solution previously obtained in the diffusion battery and only then introduced into the diffuser. As a result of this mixing with part of the acid, no disadvantageously high temperatures can occur in the digestion apparatus if the mashed material then comes into contact with the second part of the acid. The temperature can always be kept below 50 'regardless of the outside temperature.
In addition, you can choose such a part of the overall solution for corn viewing that the optimal temperature for the saccharification process, that is 25-30, prevails in the diffusers.
The invention offers another unexpected advantage. It has been shown that pre-mashing with acid or can achieve a surprising acceleration of the total saccharification with acid sugar solution. If, for example, half of the Gxesamtlösting is used for mashing, ie to 100 parts of wood of the required 600 parts of acid respectively. Acid sugar solution only 300 parts, so one finds that an unreasonably high breakdown takes place in the first few hours.
In comparative tests, for example, the figures listed in the table below were found:
EMI0002.0008
Applied <SEP> solution <SEP> Divide <SEP> on <SEP> Tompe- <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 8
<tb>% <SEP> H <SEP> C1 <SEP>% <SEP> Ziieker <SEP> 100 <SEP> parts <SEP> Holy <SEP> ratur <SEP> Std. <SEP> Std.
<SEP> hours
<tb> 40 <SEP> 600 <SEP> 18 <SEP> 58.4 <SEP> 6L4 <SEP> 66.5
<tb> 40 <SEP> - <SEP> 300 <SEP> 18 <SEP> 29.6 <SEP> 30.0 <SEP> 42.5
<tb> 27.1 <SEP> 18.5 <SEP> 600 <SEP> 18 <SEP> 23.3 <SEP> 24.2 <SEP> 24.7
<tb> 27.1 <SEP> 18.5 <SEP> 300 <SEP> 30 <SEP> 22.2 <SEP> 22.6 <SEP> 23.3
<tb> <B> 31.0 </B> <SEP> 17.4 <SEP> <B> 300 <SEP> 300 <SEP> 22.7 <SEP> - <SEP> - </B> As can be seen , this type of pre-painting still has the advantage
that, for example, with half the volume of the solution after 4 hours of residence time in the mixer, a saccharification of about 22% is achieved, while with the entire volume of the solution in the difluseur, only about 23% can be saccharified in the same time. There is also a substantial saving in space and time.
The new process enables the undesired temperature increase to be prevented with certainty. The heat that is released during the exothermic reaction is then used to keep the temperature in the diffusers at the desired level.
The one described differs from your older, two-stage process mainly in that no hydrogen chloride gas is used and that essentially the same disintegrant is used in both stages.
Protection is only claimed for the specified process insofar as it does not involve the production of sugar intended for food.