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Verfahren zur Hydrolyse von zelhüosehaltigen Steifen.
Bei den bisher gebräuchlichen Verfahren zur Hydrolyse zellulosehaltiger Materialien unter Dampfdruck, wird die Zellulose bei hohem möglichst konstanten Druck in Zucker übergeführt. Hiebei tritt der Fbelstand auf, dass offenbar infolge der schädlichen Wirkung der dem hohen Dampfdruck entsprechenden Temperaturen, ein Teil des entstandenen Zuckers zersetzt wird.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung beseitigt diesen Ubelstand dadurch, dass die zellulosehaltigen Substanzen zuerst unter niederem Dampfdruck aufgeschlossen und die Hydrolyse unter Hochdruck vollendet wird, wodurch die Einwirkungs- dauer des Hochdruekes erheblich herabgesetzt wird und der durch die Hydrolyse entstandene Zucker nur kürzere Zeit der zersetzenden Einwirkung des Dampfes unter Hochdruck ausgesetzt ist.
Den eingangs erwähnten Ubelstand der Zuckerzersetzung hat man bereits versucht, auf anderem Wege zu vermeiden, indem nach der österreichischen Patentschrift Nr. 67274 (Standard Alcohol Company in Maine) zunächst bei Hochdruck gearbeitet und hierauf die Arbeit bei niedrigem Druck fortgesetzt wird. zu dem Zweck, um zunächst Holzdextrine, zu bilden, deren weiterer Abbau bei niedrigerer
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eine Vorbehandlung des Gutes bei niedrigerem Druck vorzunehmen und hierauf erst die Vollendung der Aufschliessung unter höherem Druck folgen zu lassen.
- Hiebei haben sich effektive Vorteile ergeben, die offenbar darauf zurückzuführen sind, dass bei diesem Verfahren die Einwirkungsdauer des Hochdruckes erheblich kürzer ist und der durch die Hydrolyse entstandene Zucker nur kurze Zeit der zersetzenden Einwirkung des Dampfes unter Hochdruck ausgesetzt ist. Dadurch, dass bei dem Verfahren der Patentschrift das Zellulosematerial sofort bei hoher Temperatur und hohem Druck in Arbeit genommen wird, geht der Abbau zum Teil unter Erzeugung von Zersetzungprodukten vor sich, die für die weitere Verarbeitung ungünstig sind und es treten bei dem hohen Druck sofort weitergehende Zersetzungen des Zuckers auf.
Hingegen wird bei dem vorliegenden Verfahren der Abbau zunächst in weniger energischer Weise in Angriff genommen, es findet erst eine Vorbehandlung durch eine Art Aufsehliessung statt, deren Produkte durch die kurze. nachfolgende Behandlung mit Hochdruck leicht hydrolisiert werden können, ohne dass weitergehende Verluste an Zucker stattfinden.
Zur. Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung bietet eine Vorrichtung Vorteile, welche aus mindestens zwei an eine gemeinsame Dampfzuleitung angeschlossenen Druekapparaten zweckmässig- gleichen Inhaltes besteht, die untereinander in Verbindung gesetzt werden können, wobei jedoch durch Absperrorgane in den Verbindungsleitungen jeder Druckkessel für sich sowohl unter Hochdruck und Niederdruck gestellt, als auch abgeblasen werden kann, während durch Verbindung der Kessel untereinander dieselben gleichzeitig unter einem Bruchteil des Hochdrucks, gleicher oder verschiedener Grösse gesetzt werden können.
Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung derart, dass der Hochdruckdampf aus dem einen Kessel nach Beendigung der Hydrolyse zur vorbereitenden Aufschliessung der Zellulose in den zweiten Kessel bzw. bei mehr als zwei Kesseln in die andern Kessel gleichzeitig oder aufeinanderfolgend abgelassen und wiederverwendet wird. wodurch einerseits ein grosser Teil des sonst erforderlichen Frischdampfes erspart und andrerseits trotz der Hoch- druckphasen nur niedrig gespannter Dampf aus den Kesseln abgeblasen wird.
Bei Verwendung mehrerer Kocher, den Dampf aus einem Kocher in einem ändern frisch beschickten Behälter abzublasen, ist an sich schon vorgeschlagen worden, siehe österreichische Patentschrift Nr. z (Standard'Alcohol Company in New York) doch handelt es sich dort nicht um die Hydrolisierung in zwei Stufen, sondern um Entwässerung des Rohstoffes in der einen Stufe und Hydrolysiernng iu der zweiten Stufe, dementsprechend ist auch die Verwendung der Apparatur eine andere.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäss der Erfindung bei Verwendung einer aus zwei Druckkesseln bestehenden Apparatur veranschaulicht.
1 und 2 sind die beiden Digestoren (Druckapparate), welche entweder mit Rührwerk versehen oder rotierende mit den erforderlichen Armaturen und Antrieben ausgestattete Druekapparate sein können.
Die beiden Druckkessel 1, 2 sind an eine gemeinsame Dampfzuleitung 3 angeschlossen, wobei durch Absperrorgane 4, 5 jeder Druckkessel für sich unter Hochdruck gesetzt werden kann. Die Abblaseleitung 6
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Verbindung gesetzt werden können.
Das Verfahren wird in folgender Weise ausgeführt :
Bei Beginn der Operation wird der Kessel 1 mit zellulosehaltiger Substanz und Kontaktsubstanz
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wird das Absperrorgan 9 geschlossen, dagegen das Absperrorgan 10 geöffnet, so dass der Kessel 1 den Dampf abblasen kann, welcher jedoch nur unter einem Bruchteil des Hochdruckes steht. Der Kessel 1 wird hierauf entleert und neuerdings beschickt. Im Kessel 2 wird der gleiche Arbeitsvorgang eingehalten.
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einstellt usw.
Die Dampfersparnis ist bei einer solchen Arbeitsweise ungefähr die Hälfte der Dampfmenge, die bei der üblichen Arbeitsweise erforderlich ist, bei welcher der hochgespannte Dampf aus dem Kessel unausgenützt-abgeblasen wird.
Bei einer Apparatur aus mehr als zwei Druckkesseln, z. B. aus drei Kesseln gleichen Inhaltes, ist die Arbeitsweise im wesentlichen die gleiche. Jedoch lässt eine Apparatur aus drei oder mehr Kesseln eine verschiedene Arbeitsweise zu. Es kann der Dampf aus dem einen Kessel nach Beendigung der Hydrolyse unter Hochdruck entweder in sämtliche andere Kessel gleichzeitig abgelassen werden, so dass bei drei
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Kessel nicht gleichzeitig, sondern in die einzelnen Kessel aufeinanderfolgend abgelassen wird, wodurch eine kontinuierliche Arbeitsweise leicht zu erzielen ist.
Bei drei Druekkesseln ist die Dampferspamis ungefähr 2/"bei vier Druckkesseln ist die Dampf-
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die bei den gebräuchlichen Arbeitsverfahren durch das Abblasen des hoehgespannten Dampfes erforderlich ist.
Bei Verwendung von Kontaktsubstanzen, welche sich beim Abblasen ganz oder wenigstens teilweise verflüchtigen, hat das Verfahren gemäss der Erfindung den Vorteil, dass beim Ablassen des Dampfes aus dem einen Apparat in den nächsten Apparat, ein beträchtlicher Teil der flÜchtigen Kontaktsubstanzen vom Dampf mitgeführt wird. wodurch eine Wiederverwendung derselben unmittelbar erreicht ist.