DE406539C - Verfahren zur Gewinnung von Klebstoff aus Ruebenschnitzeln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Klebstoff aus Rübenschnitzeln. Es ist bekannt, daß die Rübenpreßlinge bedeutende Mengen von Pektinstofen enthalten, welche durch Kochen mit Wasser oder noch besser mit Säuren oder Alkalien extrahiert werden können. Es wurde auch bereits eine gewisse Ähnlichkeit von Gummiarabicum mit den der in Preßlingen enthaltenen Pektinsubstanzen festgestellt. Schließlich fehlte es nicht an Versuchen, aus Rübenpreßlingen ein zum praktischen Gebrauch geeignetes Klebmittel herzustellen. .
• Es hat sich nun gezeigt, daß i. der Herstellung eines guten Klebstoffe aus Rübenpreßlingen die Bedingung zugrunde liegt, daß die Pektinstoffe möglichst unverändert bleiben; z. bei Erwärmung mit Wasser, Säuren oder Alkalien diese Stoffe Änderungen erleiden, welche ihre Klebeigenschaften herabsetzen; 3. diese Veränderungen bei sonst gleichen Bedingungen bei höheren Temperaturen rascher vor sich gehen, insbesondere bei Temperaturen über ioo° (Verkochen unter gesteigertem Druck) und bei längerem Kochen noch weiter fortschreiten, besonders rasch aber beim Kochen mit Alkalien erfolgen, während dies beim Verkochen mit Wasser oder verdünnten Säuren bedeutend langsamer geschieht und q.. beim Kochen mit organischen Salzen. starker Basen rascher erfolgen als beim Kochen mit Wasser oder verdünnten Säurelösungen.
• Diese Tatsachen sind dadurch zu erklären, daß die primären Pektinstoffe als zusammengesetzte,eine Anzahl von Gruppen COOH einschließende Kohlenhydrate aufzufassen sind, welche im Ausgangsprodukt mit den Gruppen - COOH in Form von Estern oder Anhydriden verbunden sind. Beim Kochen mit Alkalien werden die Eitergruppen unter Einwirkung von OH-Gruxpen leicht hydrolysiert, und zwar unter Zerspaltung des ursprünglichen Moleküls in eine Anzahl weniger komplizierter Moleküle mit schwächeren Kolloideigenschaften und folglich von niedrigerem Klebewert. In Anwesenheit von verdünnten Säuren oder Wasser erfolgt diese Hydrolyse viel langsamer, in Anwesenheit von stark basischen Salzen der organischen Säuren verläuft sie dagegen infolge der Verdichtung der OH-Ionen wiederum rascher. Durch andauerndes Kochen mit stärker konzentrierten Säuren kann die Hydrolyse; welche in diesem Falle vorwiegend die gewöhnlichen Kohlenhydrateverbindungen angreift, ebenfalls sehr weit fortschreiten, und zwar bis zur Entstehung von Zuckern und Säuren.
• Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren zur Herstellung von Klebstoffen aus Rübenpreßlingen ergibt sich aus den oben geschilderten wissenschaftlichen Untersuchungen und besteht seinem Wesen nach darin, daß man Pektinstoffe und gleichzeitig ein gewisses Quantum von Eiweißstoffen durch Kochen der Rübenpreßlinge mit verdünnter starker Mineral- (z. B. Schwefel-oder Salz-) Säure extrahiert, deren Menge so zu bemessen ist, daß die Säure zur Umsetzung der in den Rübenpreßlingen befindlichen Mengen von Salzen organischer Säuren gemäß der Gleichung CaR, ;- 2 HCI= CaCl2 -f- 2 RH ausreicht. Auf diese Weise erhält man aus nachteilig auf Pektinstoffe einwirkenden Salzen organischer Säuren unschädliche Salze einer Mineralsäure und organische ,Säuren.
• Der Zusatz an Mineralsäuren wird derart abgegrenzt, daß die Reaktion in der Lösung bis zum ersten Auftreten der freien Mineralsäure verläuft, was sich in einfachster Weise mittels entsprechender Indikatoren, z. B. Congopapier, feststellen läßt.
• Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens verwendet man zwecks Beschleunigung der Extraktion einen kleinen, z. B. 2o- bis 4oprozentigen, Übersehuß an Säure über das normale Quantum gemäß obiger Gleichung. Wie fahrikmäßige Versuche ergeben haben, verkürzt sich dadurch die Dauer der Extraktion von 4 bis 6 Stunden auf etwa eine Stunde. Besitzt das verwendete Wasser beträchtlichere Härte, so ist außerdem noch etwas mehr Säure zur Zersetzung der im Wasser enthaltenen Kalzium- und Magnesiumkarbonate bzw. Bikarbonate erforderlich.
• Ferner werden auf Grund einer Reihe von Versuchen die Temperatur und die Dauer der Erwärmung in der Weise ermittelt, daß man möglichst den ganzen Gehalt von Klebstoffen herausgewinnt, ohne indessen durch übermäßiges Kochen die Klebeigenschaften des Produktes zu beeinträchtigen. Ein weiteres Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung, welches ebenfalls aus den eingangs angeführten allgemeinen Erörterungen herzuleiten ist, besteht darin, daß die durch Kochen von Rübenpreßlingen mit Mineralsäuren gewonnene Leimlösung einer Verdikkung ohne vorheriges Neutralisieren unterworfen wird. Würde dagegen von vornherein ein gewisser überschuß an freier Mineralsäure in die Lösung eingeführt, so wäre die erwähnte Verdickung nach Neutralisierung mittels Soda lediglich der freien Mineralsäure, nicht aber gleichzeitig auch der ungebundenen organischen Säuren vorzunehmen, welche während der ganzen Verdickungs- und Trocknungsperiode im freien Zustande verbleiben sollen. Nur unter diesen Bedingungen kann man Leim von hoher Klebfähigkeit ungeachtet der längeren Dauer der Erwärmung erhalten. Eine zu weit fortgeschrittene, die Verbindung organischer Säuren herbeiführende Neutralisation vor der Verdickung liefert ein minderwertiges Leimprodukt, wie durch exakte Bestimmung' der Klebrigkeit des gewonnenen Leimes festgestellt wurde. Nach Neutralisierung lediglich des Überschusses an Mineralsäure unter Benutzung von Congopapier bleibt die Viskosität einer 4prozentigen Leimlösung, die anwärmung auf 98 bis 99° C beinahe unverfänglich 4 betrug, nach vierstündiger Erändert, während sie nach Neutralisierung auch freier organischer Säuren unter Verwendung von Lackmus als Indikator und vierstündigem Kochen auf 2 bis 2,2 jmd nach Neutralisierung mit Phenolophthalein als Indikator sogar auf 1,5 bis 1,6 sinkt. Beim Gebrauch des fertigen Leimes können die organischen Säuren gegebenenfalls vor Benutzung des Produktes neutralisiert werden, was sich indessen in den meisten Fällen erübrigen wird. Ausführungsbeispiel: 2 ,kg trockene Rübenpreßlinge werden mit 201 Heißwasser unter beständiger Umrührang so lange behandelt, bis sie genügend Wasser aufgenommen haben. Hierauf setzt man unter fortlaufendem Rühren so viel verdünnte (z. B. i oprozentige) Schwefelsäure hinzu, bis das Gemisch eine sauere (mit Bezug auf Mineralsäure) Reaktion aufweist, was mittels eines Indikators, wie z. B. Congorot, erkannt werden kann. Nun wird das. Gemisch im Laufe von 3 bis 4 Stunden auf dem Wasserbade gekocht, durch Leinwand filtriert, der Satz abgepreßt, eine kurze Zeit mit Wasser ;gekocht, wiederum abgepreßt usw. Die vermengten Leinlösungen werden, ohne die darin enthaltenen organischen Säuren zu neutralisieren, in einem flachen Verdampfer auf dem Wasserbad zu einem dicken Sirup eingedichtet, welcher schließlich in dünnen Schichten getrocknet wird. Man gewinnt etwa i kg, also 50 Prozent auf Gewicht der Rübenpreßlinge, von Trockenleim in Gestalt von durchsichtigen, elastischen, glänzenden Plättchen.
• In ähnlicher Weise lassen sich auch frische Rübenpreßlinge unmittelbar nach der Diffusion auf Klebstoff verarbeiten.
• Die Klebekraft des nach dem oben beschriebenen Verfahren angefertigten Leimes über- i trifft die der besten Gummiarabicumsor;en.
• Dieser Leim ist überall da verwendbar, wo man sich bisher des Gummiarabicums bediente: wegen seiner Wohlfeilheit kommen aber auch noch verschiedene andere Verwen-i dungsgeb.iete in Frage.
• Erforderlichenfalls können die Leimlösungen noch den bei der Fabrikation anderer Klebstoffe üblichen. Klärungs- und Entfärbungsmethoden unterworfen werden, um ein Produkt von höherem Wert zu erzeugen.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wurde im fabrikmäßigen Umfange erprobt, wobei es sich ergab, daß es den alten bekannten Methoden gegenüber wesentliche Vorteile aufweist und folglich einen neuen technischen. und wirtschaftlichen Fortschritt bietet. i. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist bedeutend billiger, da es sich der billigeren Mineralsäuren, z. B. Schwefelsäure (etwa Kammer- oder Abfallsäure) oder roher Salzsäure, an Stelle der teuren organischen Säuren bedient. Auf ioo kg verarbeiteter Rübenpreßlinge beträgt der Säureaufwand 2 bis 2#5 k' 94prozentiger H2S04 oder 5,5 bis kg 25prozentiger Salzsäure.
• 2. Die Dauer des Erwärmens mit verdünnter Mineralsäure gemäß dem vorliegenden Verfahren beträgt 4 bis 5 Stunden, welche sich bei Benutzung eines kleinen (2o bis 30 Prozent) Säureüberschusses bei 95 bis ioo° auf eine Stunde reduzieren-, während die Erhitzungsdauer nach den bekannten Verfahren bis zu 4o Stunden beträgt. Das neue Verfahren erlaubt, angesichts der raschen Auflösung des Leimes eine systematische Auslaugung in einer Diffusionsbatterie vorzunehmen und mithin aus rohen Preßlingen unmittelbar eine dicke (12 bis 15 Prozent oder darüber) Lösung zu erhalten, was -wiederum die Eindickung, die zweckmäßig in einem Vakuumapparat vorgenommen wird, in wirksamer Weise erleichtert und Brennstoffersparnis bedeutet.
• 3. Der gemäß dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren gewonnene Leim weist eine sehr hohe Viskosität und Klebfähigkeit auf.
• Die in einem Viskosimeter vorgenommene Versuchereihe hat folgende Werte ergeben: für den nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Leim beträgt n=3,5 bis 4,0 gegenüber n= 1,8 bis 2,4 für Gummiarabicum und 1,2 bis 1,3 für Dextrin. Englers Viskosimeter ergibt bei 30° C für eine 15-prozentige Lösung für nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Leim n=3,5 bis 4, Knochenleim 1,5 bis 1, 8, Hautleim 2,5 bis 2,3. Der, wie vorstehend beschrieben, erhaltene Leim besitzt eine hohe Klebfähigkeit in bezug auf Papier (er eignet sich zur Verwendung in der Buchbinderei, bei Kanzleiarbeiten, für Briefumschläge, für Postwertzeichen, zum Kleben von Tapeten usw.) und findet auch Verwendung als Appreturmittel für Baumwolle und Wollenstoffe, zum Schlichten insbesondere von Wollgarn als Verdikkungsmittel in der Färberei, zum Drucken von. Textilstoffen, zur Fabrikation von Zündhölzern usw. Schließlich eignet er sich vorzüglich als Tischlerleim. Die Zugfestigkeit beträgt dabei io kg auf Quadratzentimeter.

Claims (2)

1. PATENT-ANsPRLlcHE: i. Verfahren zur Gewinnung von Klebstoff aus Rübenschnitzeln durch Verkochen mit verdünnten, starken Mineralsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß starke Mineralsäure in einer Menge verwendet wird, die ausreichend ist, um die in Rübenschnitzeln befindlichen Salze schwacher organischer Säuren mit starken Basen zu zersetzen und dadurch die schwachen Säuren in freiem Zustande auszuscheiden, oder daß die starke Mineralsäure in einem geringen überschuß über dieses Quantum angewendet wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltene Klebstofflösung einer Eindickung ohne vorheriges Neutralisieren bzw. bei Benutzung eines gewissen Überschusses an starker Säure nach Neutralisierung lediglich dieser Mineralsäure, jedoch ohne Neutralisierung freier organischer Säuren, unterwirft.