AT83338B - Verfahren zur Gewinnung von Zucker und ähnlichen Produkten aus Holz und anderen zellulosehaltigen Materialien. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung von Zucker und ähnlichen Produkten aus Holz und anderen zellulose- haltigen Materialien. 



   Es ist bekannt, dass Zellulose durch mässig verdünnte Schwefelsäure (etwa zwischen
70 bis   goo/,)   gelöst und durch Verdünnen und längeres Kochen dieser Lösung in Trauben- zucker übergeführt wird (vgl. Chem. Ztg.   1910,   Seite 461 ; Zeitschr. f. physio. Chem. 1882/83,
Bd. 7, Seite 913). Dieses von Flechsig stammende Verfahren, welches also aus zwei Phasen,   dem"Lösen"und dem"Verzuckern"besteht,   hat keinen Eingang in die Technik gefunden, da es trotz der fast   quantitativen Überführung   der Zellulose in Zucker technisch unwirt- schaftlich ist, vor allem weil die für die eine Phase,   das #Lösen" erforderliche   Schwefel- säuremenge im Verhältnis zur Zellulose zu gross ist und daher auch für die Verzuckerung" eine enorme Verdünnung notwendig macht.

   Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Zellulose und zellulosehaltige Substanzen mit ganz verdünnter Schwefelsäure oder Salzsäure zu durchtränken, dann zu trocknen und die erhaltene Zellulose-Schwefelsäure-Verbindung durch
Kochen mit Wasser in Zucker überzuführen. Dieses Verfahren hat grosse Nachteile. Es wird durch das erforderliche Wegtrocknen der im Verhältnis zur Zuckerausbeute grossen Wasser- menge sehr verteuert. Man kann ferner dieses Verdunsten des Wassers aus der Schwefel- säure bei grossen Materialmengen unmöglich so exakt durchführen, dass einerseits die Säure genügend konzentriert wird, um die Hydrolyse des Zellulosematerials herbeizuführen, dass andrerseits aber doch weder eine Zerstörung des Zellulosematerials noch eine Zersetzung des
Zuckers eintritt.

   Ferner beträgt die Zuckerausbeute nur 20 bis   25%, also   nur etwa die   Hälfte der des neuen Verfahrens (s. u. ). Noch schlechtere Resultate gibt jenes Verfahren   bei Anwendung von Salzsäure an Stelle von Schwefelsäure, weil aus Salzsäure bekanntlich das Wasser nur bis zu einer Konzentration von   21'4% weggedunstet   werden kann, welche
Konzentration zu einer ergiebigen Hydrolyse (d. h. in diesem Falle   Ve-zuckerung)   nicht ausreicht.

   Der klarste Beweis für die Unwirtschaftlichkeit jener Verfahren ist darin zu erblicken, dass selbst jetzt in einer Zeit, in der ein brauchbares Hölzverzuckerungsverfahren dringendstes Bedürfnis geworden ist, das Verfahren keine Anwendung gefunden hat und man sich mit wenig rationellen   Verzuckerungsprozessen ; die   nur eine geringe   Zuckelausbeute   liefern, zu behelfen versucht. 



   Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine   Abänderung   des Flechsigschen Verfahrens, welche dasselbe technisch leicht ausführbar und wirtschaftlich macht. Nach dem genannten
Verfahren ist   zum "Lösen" der Zellulose   wenigstens die sechs-bis achtfache Menge   72%piger     Schwefelsäure erforderlich.   Demgegenüber wurde durch Versuche festgestellt, dass   ein Lösen"   des Zellulosematerials in der Schwefelsäure überhaupt nicht erforderlich ist, um eine fast vollkommene Hydrolyse zu erzielen, dass es vielmehr genügt, das Material mit so wenig
Schwefelsäure bzw. Natriumbisulfat zu behandeln, dass es eben durchfeuchtet wird und nach kurzer Einwirkung eine Art Paste, etwa von butterartiger Konsistenz bildet.

   Je nach der
Reinheit der Zellulosematerials genügt hierfür in der Regel schon 1/2 bis 1 Teil Schwefel- säure auf ein Teil des Zellulosematerials. So geringfügig diese Abänderung des Verfahrens 
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 von höherem Druck zur vollständigen Hydrolyse der Zellulose genügen, und andrerseits ist hierdurch dieser Verzuckerungsprozess mit einem Schlage zu einem technisch brauchbaren Verfahren geworden und ein Erfolg von weitgehender wirtschaftlicher Bedeutung erzielt, zumal auf diese Weise nicht nur ziemlich leine Zellulose wie Zellstoff usw., sondern auch Holz und ähnliches, nur zum Teil aus Zellulose bestehendes Fasermaterial in Zucker übergeführt werden kann. 



   Das Verfahren kann beispielsweise folgendermassen ausgeführt werden : i kg Sägemehl wird mit 1   l   etwa   75 %piger   Schwefelsäure, zweckmässig unter Kühlen, angeteigt, bis eine gleichmässige Paste entstanden ist. 



   Dabei findet keine Anwendung eines höheren (z. B. hydraulischen) Druckes statt, und es kommt überhaupt kein anderer Druck auf die Mischung zur Einwirkung, als der-geringe von der Misch-oder Knetmaschine beim Anteigen ausgeübte, der zur Herbeiführung einer Verzuckerung nicht ausreicht. Die Masse bleibt dann mindestens einige Stunden sich selbst überlassen ; darauf setzt man 14   l   Wasser hinzu und rührt gut durch. Untersucht man jetzt die   wässerige   Lösung, so zeigt dieselbe zwar ein höheres Polarisationsvermögen, aber nur ganz geringes Reduktionsvermögen, ein Zeichen, dass der Abbau der Zellulose nur bis zu Dextrinen, aber nicht bis zum Zucker fortgeschritten ist.

   Um diese Dextrine in Zucker überzuführen, wird die Mischung oder auch, nach Filtration-von Ungelöstem, die wässerige Lösung gekocht, bis die wiederholte analytische Prüfung keine weitere Zunahme'des Zuckergehaltes der Lösung mehr ergibt. Dann wird die Schwefelsäure mit Kalk neutralisiert und die Lösung vom ausgeschiedenen Gips und den nicht löslichen Anteilen des Holzes, welche vor allem das Lignin enthalten, abfiltriert. Die Zuckerlösung kann dann entweder direkt vcrgoren oder zur Gewinnung des Zuckers eingedampft werden. Sollen die Ligninanteile zwecks Verwertung für sich in reiner Form gewonnen werden, so kann man sie vor der Kalkfällung durch Filtration von der Lösung trennen. 



   Will man nicht Zucker, sondern die dextrinartigen Zwischenprodukte gewinnen, so wird die Zellulose-Schwefelsäurepaste nach mehrstündigem Stehen nur mit kaltem Wasser angerührt, vom Unlöslichen abfiltriert, die Schwefelsäure wieder mit Kalk gefällt und das Filtrat vom Gips nach Belieben entweder bis zu bestimmter Konzentration oder auch zur Trockene eingedampft.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur'Gewinnung von Zucker und ähnlichen Produkten aus Holz und anderen zellulosehaltigen Materialien durch Behandeln mit mässig konzentrierter Schwefelsäure oder Natriumbisulfat, dadurch gekennzeichnet, dass man das zellulosehaltige Material mit weniger als drei Teilen Schwefelsäure bzw. der entsprechenden Menge Natriumbisulfat ohne Anwendung höheren Druckes zu einer Paste anteigt, diese dann einige Zeit sich selbst überlässt und schliesslich zum Zwecke der Verzuckerung mit Wasser verrührt und kocht.