AT119956B - Verfahren zur Verarbeitung zellulosehaltiger Materialien zum Zwecke der Gewinnung von Zucker und Furfurol. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Verarbeitung zellulosehaltiger Materialien zum Zwecke der Gewinnung von Zucker und Furfurol. 



   Es sind Verfahren bekannt, die darauf abzielen, aus zellulosehaltigen Materialien, wie Sägespänen, Maiskolben, Getreidehülsen od. dgl., Zucker zu gewinnen, der dann zu Alkohol vergoren werden kann. 



  Diese Verfahren beruhen in der Regel auf der Verzuckerung der Zellulose mit Hilfe verdünnter oder konzentrierter anorganischer Säuren, vielfach unter Druck. Aus den in den Rohmaterialien in grösserer oder geringerer Menge vorhandenen Pentosanen bzw. Pentosen entsteht bei diesen   Verzuckerungsverfahren   als Nebenprodukt Furfurol, ein Stoff, für den sich immer mehr   Verwertungs-und Verwendungsmöglich-   keiten finden.

   Die bei der Verzuckerung erhaltene Furfurolmenge beträgt aber nur einen Bruchteil der dem   Pentosan- und Pentosengehalt entsprechenden theoretischen   Ausbeute, was darauf   zurückzuführen   ist, dass unter den für die Verzuckerung zweckmässigen Bedingungen Furfurol entweder gar nicht entsteht, oder dass schon gebildetes Furfurol im Laufe des Verfahrens unter diesen Bedingungen wieder zerstört wird. In letzter Zeit hat man zellulosehaltiges Material auch ausschliesslich mit dem Ziel der Furfurolgewinnung der Einwirkung von Säuren unterworfen, dabei aber nur eine ganz geringe Zuckerbildung erreicht. 



   Das vorliegende Verfahren zur Verarbeitung zellulosehaltiger Materialien geht darauf aus, Höchstausbeuten sowohl an Zucker als auch an Furfurol zu erzielen. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäss die Säurebehandlung in gesonderte Teilverfahren zerlegt, in dem die Einwirkung mit Säure, die auf den Abbau der Pentosane und damit unmittelbar auf die Bildung von Furfurol gerichtet ist, unabhängig von der Verzuckerung der Zellulose durchgeführt wird. 



   Die Bildung von Zucker und Furfurol, des ersteren aus der im verwendeten Rohmaterial enthaltenen Zellulose, des letzteren aus den Pentosanen und Pentosen, ist eine Funktion der angewandten Säuremenge, deren Konzentration, des angewandten Druckes und der entsprechenden Temperatur sowie der Behandlungszeit. Niedrige Säurekonzentration (etwa unter   1%)   bei hohem Druck (beispielsweise 10 Atm. und mehr) und kurze Behandlungszeit begünstigen die Zuckerbildung, während unter diesen Bedingungen wenig Furfurol entsteht. In dem gleichen Sinn wirken hohe Säurekonzentrationen bei niedrigem Druck   (beispielsweise 1 Atm. ).

   Höhere Säurekonzentration und hoher Druck wären für die Bildung beider Pro-   dukte günstig, doch tritt gleichzeitig mit der Bildung auch teilweise Zerstörung derselben ein, so dass unter diesen Bedingungen nur etwa die Hälfte der zu erwartenden Menge an Zucker und Furfurol gewonnen wird, während sich grössere Mengen von Essigsäure und Ameisensäure bilden. Höhere Säurekonzentration   bei mittlerem Druck (etwa 5 Atm. ) und längere Behandlungszeit ergeben eine hohe Ausbeute an Furfurol,   aber nur ganz geringe Zuckerausbeute. Nur durch Zerlegung des Abbaues mit Säure in zwei gesonderte Arbeitsgänge lässt sich demnach die Sicherung der günstigsten Bedingungen für jeden der beiden Vorgänge erzielen. 



   Zweckmässig werden zunächst in einem Teilverfahren die Pentosane durch eine geeignete Säurebehandlung in Pentosen übergeführt und die gebildeten Pentosen durch Auslaugen aus dem Ausgangsmaterial entfernt, worauf in einem weiteren Teilverfahren die Säurebehandlung unter solchen Bedingungen fortgesetzt wird, dass die Verzuckerung der Zellulose bewirkt wird. Das erste auf die Gewinnung von Furfurol abzielende Teilverfahren kann beispielsweise in einer Behandlung des Materials mit   4-5% iger  
Schwefelsäure ohne Druck oder mit einem geringeren Druck von etwa einer Atmosphäre bestehen. Die ausgelaugten Pentosen werden für sich in bekannter Weise auf Furfurol verarbeitet. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Man kann das erste Teilverfahren aber auch so leiten, dass die zu Pentosen abgebauten Pentosane in einem Arbeitsgang in Furfurol übergeführt werden, das mit Dampf abgetrieben und kondensiert wird. 



  Zur Durchführung des Verfahrens in dieser Weise wendet man im ersten Teilverfahren beispielsweise gleichfalls   4-5%ige Schwefelsäure   an, arbeitet aber bei einem erheblich höheren Druck (etwa 5 Atm.). 



   Das nach Auslaugung der Pentosen bzw. Abtreibung des Furfurols verbleibende Material wird nun in dem weiteren Teilverfahren, das auf die Verzuckerung der Zellulose abzielt, mit stark verdünnter, etwa   1% figer   oder noch verdünnterer Säure bei einem Druck von mindestens 10 Atm. behandelt, um die Zellulose zu   verzuckern.   Der Zucker wird ausgelaugt. Die Behandlung kann erforderlichenfalls wiederholt werden, bis die gesamte Zellulose verzuckert ist. 



   Ausführungsbeispiele :
1. Das Rohmaterial wird zuerst mit mässig konzentrierter Schwefelsäure, etwa   5% ig getränkt,   so dass der grösste Teil der sauren Lösung von dem Zellulosematerial adsorbiert wird und hierauf unter Dampfdruck bis zu 1 Atm. behandelt, wobei die Pentosane in Pentosen übergehen. Diese werden ausgelaugt und gesondert auf Furfurol verarbeitet. Das von den Pentosen befreite Material wird sodann wieder angesäuert, so dass die Säurekonzentration etwa   1 %   Säure entspricht, und in einem rotierenden Körper bei einem Druck von mindestens 10 Atm. erhitzt. Der dabei gebildete Zucker wird hernach ausgelaugt.

   Die Auslaugung des Zuckers geschieht in einer Reihe von Körpern nach dem Gegenstromprinzip analog der Auslaugung von Rübenschnitzeln in der   Dillusionsbatterie.   Das ausgelaugte Material kann wiederholt mit der entsprechend verdünnten Säure in der gleichen Weise behandelt werden, um alle vorhandene Zellulose in Zucker überzuführen. Die Hauptmenge der Zellulose wird bei der ersten Behandlung verzuckert. Es, genügt meistens eine zwei-oder dreimalige Behandlung zur vollständigen Verzuckerung. 



   2. Das Rohmaterial wird mit etwa 4%iger Schwefelsäure einige Stunden mit durchströmendem schwach überhitztem Dampf unter einem Druck von etwa 5 Atm. gehalten,   wobei-sich hauptsächlich   Furfurol bildet, das mit dem Dampf abzieht und mit diesem kondensiert wird. Nachdem die Furfurolbildung   aufgehört ha. t, wird   dem Material Wasser zugesetzt, bis die zur Zuckerbildung günstige Säure-   konzentratioji erreicht   ist und wird dann der Druck auf mindestens 10 Atm. gebracht. Die weitere Behandlung erfolgt wie nach Beispiel 1. 



    PATENT-ANSPRÜCHE:  
1. Verfahren zur Verarbeitung von zellulosehaltigen Materialien zum Zwecke der Gewinnung von Zucker und Furfurol mit Hilfe von anorganischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, dass die Säurebehandlung in gesonderte Teilverfahren zerlegt wird, in dem die Einwirkung mit Säure, die auf den Abbau der Pentosane und damit mittelbar auf die Bildung von Furfurol gerichtet ist, unabhängig von der Verzuckerung der Zellulose vorgenommen wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst in einem Teilverfahren die im Gut vorhanderen Pentosane, zweckmässig durch Behandlung mit 4-5%iger Schwefelsäure unter einem Dampfdruck bis zu einer Atmosphäre, in Pentosen überführt, diese auslaugt und den Rückstand in einem weiteren Teilverfahren der Verzuckerung unterwirft.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem Teilverfahren die Pento- EMI2.1 10- Atm.. ausgeführt wird, welche Behandlung allenfalls nach dem. Auslaugen des gebildeten Zuckers wiederholt werden kann.