AT370441B - Reaktor zur behandlung von fein zerkleinertem, unter druck stehendem feuchtem, zellulosehaeltigem material - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Behandlung von fein zerkleinertem, unter Druck stehendem, feuchtem, zellulosehältigem Material, wie z. B. Holzspäne, welches mittels verdünnter Säure und Lauge in Sattdampfatmosphäre bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur thermisch, zumindest teilweise in vergärbaren Zucker umgewandelt wird. 



   Es ist bekannt, dass sich Zellulose in Anwesenheit von Wasser und Säure bei erhöhter Temperatur in Glukose, das ist vergärbarer Zucker, umwandelt. Hiebei zeigt es sich, dass die Umwandlungsgeschwindigkeit und prozentuelle Ausbeute mit steigender Temperatur ansteigt. Nachteilig ist aber, dass auch der erzeugte Zucker mit steigender Temperatur rasch,   z. B.   in Furfurol, zerfällt. 



  Um diesem Nachteil zu entgehen, wurden die bekannten Verfahren bis zu einer Temperatur von 
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 bekannten Reaktoren arbeiteten nach dem Drehrohrprinzip im absinkenden Fliessbett bzw. als Schneckenreaktor. Diese. Reaktortypen haben Verweilzeiten von einigen Minuten bis zu einer Stunde. 



   Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Verweilzeit des Reaktors auf Sekundenbruchteile regelbar auszuführen. 



   Die erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im feststehenden Gehäuse des Reaktors ein, gegenüber dem Gehäuse und der Aussenluft abgedichteter, angetriebener Rotor mit darin befindlichen Kammern vorgesehen ist, die durch Trennwände voneinander getrennt sind und durch Drehen des Rotors schwenkbar und von der Füllstelle über die Reaktionsstrecke zur Entleerung und leer zur Füllstelle bringbar angeordnet sind. 



   Der erfindungsgemässe Reaktor hat den grossen Vorteil, dass seine Drehzahl in einfacher Weise der notwendigen Verweilzeit angepasst werden kann. 



   Die Erfindung ist in den angeschlossenen Zeichnungen in zwei Schnitten beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. l einen Querschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt gemäss Schnittlinie II-II in Fig. 1 des Reaktors. 



   In den Zeichnungen ist in zwei Schnitten ein Reaktor zur kontinuierlichen Umwandlung von 
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 sind. Der Rotor ist auf einer Hohlwelle --7-- gelagert, durch welche den   Kammern-2-,   bzw. ihren Trennwänden, Wärme in Form von Dampf zugeführt werden kann. Im Bereich des Auslasses - kann auch eine   Kühlflüssigkeitszuführung --5-- vorgesehen   werden, damit sich durch Kondenswasserbildung an der Aussenseite der   Trennwände --4- die   wärmebehandelte Zellulosemasse leichter von den Trennwänden durch Schwerkraft löst. Die Kühlflüssigkeit wird durch Weiterdrehen des 
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 sie nicht verdampft. 



   Das zellulosehältige Material wird durch eine   Eintragschnecke-8-in   den Druckraum des Reaktors eingebracht. Beim Eingang in den Druckraum wird das Material durch einen Sattdampf- 
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 raturunterschied kann der Sattdampf auch gering überhitzt sein, damit die Reaktion bei der jeweiligen Sattdampftemperatur erfolgt und die Zellulose nicht austrocknet. Zur Durchführung der Reaktion ist ein Katalysator notwendig, wozu Säure, wie   z. B. l% ige   Schwefelsäure, verwendet wird. 



  Die Zuführung der Säure erfolgt im Zentrum der Eintragschnecke. Die angesäuerte, feuchte Zellulose wird nun in Sattdampfatmosphäre durch den   Rotor-l-in   den einzelnen Kammern um 180 bis   270    gedreht und fällt in der Nähe des Auslasses --9-- aus der Kammer in einen Trichter --11--, wo sie durch ein   Krälwerk --12--,   der   Austragschnecke --13-- zugeführt   wird. Durch die Austragschnecke --13-- erfolgt die Laugeneinsprühung, wodurch die Säure neutralisiert und der Umwandlungsprozess gestoppt wird. Die Lauge wird in der   Austragschnecke --13-- erwärmt,   wodurch der Wärmeverlust durch den Austrag des heissen Gutes vermindert wird. Gleichzeitig wird etwas Sattdampf kondensiert und so das Austraggut verdichtet.

   Dieser Effekt wird durch eine nicht dargestellte Kühlung des Austraggutes verstärkt. Es entsteht dabei ein Druckwasserstoppel, der mit Zelluloseresten durchsetzt ist, wobei der erzeugte Zucker in gelöster Form anfällt. Durch das anschliessende Entspannen des Druckwasserstoppels wird einerseits Niederdruckdampf zum Vorwärmen und anderseits eine Eindickung der Zuckerlösung erreicht. 

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 des Rotors-l-von einem Kegelstumpf gebildet sind. Die   Dampfabdichtungen   sind im Bereich des äusseren Umfanges der   Stirnflächen --6-- und   bei der Rotorlagerung im   Gehäuse --3-- vorgesehen.   



   Das in Fig. 1 dargestellte Fundament kann auch als Montageplattform in beliebter Höhe auf einem Gerüst vorgesehen werden. An Stelle der Austragschnecke --13-- kann auch ein Entspannungsrohr mit Dampfaustrag der restlichen Zellulosemasse vorgesehen werden bzw. kann nach einer Zuckerabscheidung und Verdichtung des Austrages direkt in eine weitere Reaktorstufe mit höherem Arbeitsdruck gespeist werden. 



   Damit der Eintrag in den Reaktor nicht im grösseren Umfang in die Austragschnecke über die jeweilige Leerkammer strömt, ist das   Gehäuse --3-- zwischen   der Entleerungsstelle und der Füllstelle mit dem   Rotor-l-'dichtend   ausgebildet. Der Sattdampf strömt somit im wesentlichen parallel zur Drehrichtung des Rotors --1-- über die Reaktionsstrecke. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Reaktor zur Behandlung von fein zerkleinertem, unter Druck stehendem, feuchtem, zellulosehältigem Material, wie z. B. Holzspäne, welches mittels verdünnter Säure und Lauge in Sattdampfatmosphäre bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur thermisch zumindest teilweise in vergärbaren Zucker umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im feststehenden Gehäuse (3) des Reaktors ein, gegenüber dem Gehäuse und der Aussenluft abgedichteter, angetriebener Rotor   (1)   mit darin befindlichen Kammern (2) vorgesehen ist, die durch Trennwände (4) voneinander getrennt 
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 zur Entleerung und leer zur Füllstelle bringbar angeordnet sind.

Claims (1)

1. 2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (2) napfförmig ausgebildet und durch Schwenkung um die Achse des Rotors (1) entleerbar angeordnet sind.

   3. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (6) des Rotors (1) durch Dichtungen am Umfang und insbesondere an der Lagerung des Rotors (1) gegenüber dem Gehäuse (3) abgedichtet sind.

   4. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (2) des Rotors (1) und insbesondere die Innenseite des Gehäuses (3) mit einem hitzebeständigen Kunststoff beschichtet sind.

   5. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen (6) des Rotors (1) einen grösseren Durchmesser als die Trennwände (4) der Kammern (2) aufweisen.

   6. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (4) der Kammern (2) hohl ausgebildet sind und zeitweise mit einer Kühlflüssigkeitszuführung (5) verbunden sind.

   7. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) auf einer Hohlwelle EMI2.3