Verfahren zur Verzuckerung von zellulosehaltigen Stoffen mit Mineralsäuren. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verzuckerung von zellulosehaltigen Sto-ffen unter Wiedergewinnung und Wiederverwen dung der dabei benutzten Säuren, wobei gleichzeitig eine Verringerung des Aufwan des an für die Aufschliessung der 7ellulose- haltigen Stoffe notwendiger Mineralsäure, insbesondere Chlorwasserstoff, erzielt und dadurch die Beständigkeit und Haltbarkeit des Zuckers beim Eindampfen der Lösungen wesentlich verbessert wird.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch er reicht, dass man die bei der Verzuckerung entstehende Essigsäure im Gemisch mit Mi neralsäure zu einem neuen Aufschluss ver wendet und die Essigsäure auf der dafür günstigsten Konzentration erhält, indem man sie aus einem Teil des vom Zucker getrenn ten Säuregemisches durch Beliand.eln mit wasserentziehenden Mitteln in reiner Form abscheidet, wobei auch die Mineralsäure wie dergewonnen wird.
Wenn man zellulosehaltige Stoffe, wie Holz, nach bekannten Verfahren durch Auf- schliessen mittelst Mineralsäuren verzuckert, so entsteht neben .den löslichen Kohlenhydra ten eine in ihrer Höhe hauptsächlich von der Art des Pflanzenmaterials abhängige Menge Essigsäure. Beispielsweise entstehen bei der Verzuckerung von Nadelholz mittelst kon zentrierter Salzsäure an Essigsäure etwa 4 .; von der angewandten Menge des trockenen Holzes. Die salzsauren Zuckerlösungen, die man beim Aufschliessen mittelst konzentrier ter Salzsäure nach bekannten Verfahren ge winnt, enthalten etwa 30 ,wo Zucker und un gefähr 1,8 % Essigsäure.
Die Essigsäure trägt, wie gefunden wurde, zur Erhöhung des Aufschliessungs- vermögen der Salzsäure bei, und zwar so, dass für 4 Teile Essigsäure, die in .der Lö sung vorhanden sind, 1 Teil Chlorwasser stoff in der sonst zur Auflösung notwendi gen Konzentration .erspart werden. Wenn also die Essigsäure beispielsweise auf eine Konzentration von 12 Gewichtsprozent ge bracht ist, so braucht diese Säure daneben nur 37 Gewichtsprozent HCl zu enthalten, um in der Aufschliessung gleichwertig mit einer an Essigsäure freien Salzsäure von 40 Gewichtsprozent HCl zu sein.
So ver ringert sich der Aufwand an Chlorwasser stoff, der zur Aufschliessung notwendig ist, um etwa 8 % der sonst in Umlauf befind lichen HCl-Menge. Ausserdem sind die Zuk- kerlösungen, die beim Aufschliessen ent stehen, wesentlich ärmer an HCl als sonst. Dadurch wird ihre Haltbarkeit und die Be ständigkeit des Zuckers beim Eindampfen dieser Lösungen wesentlich verbessert.
Beim Eindampfen der salzsauren Zucker lösungen geht die Essigsäure grösstenteils in das salzsaure Destillat über, das nach der Anreicherung mit HCl-Gas wieder zum Auf schliessen zurückgeführt wird. Indem man .die essigsäurehaltigen Abfallsalzsäuren der Holzverzuckerung in dieser Weise eine Zeit lang wieder zur Aufschliessung neuer Holz mengen verwendet, erhält man Aufschlie- ssungsflüssigkeiten, deren Gehalt an Essig säure allmählich immer höher wird.
Ein Teil der Essigsäure wird gebunden durch den nicht verzuckerbaren Anteil der zellu- losehaltigen Materialien, da das in diesen enthaltene Lignin durch stark essigsäurehal tige Salzsäure zum Teil azetyliert wird. Das ist für gewisse Verwendungszwecke des Lig- nins ein besonderer Vorzug. Man kann aber die darin gebundene Essigsäure auch abspal ten, zum Beispiel durch Erhitzen mit zwei prozentiger Salzsäure unter Druck auf 110 bis 120 .
Diese Nebenreaktion mit dem Holzrück stand begrenzt die Anwendbarkeit des Ver fahrens. Es ist daher notwendig, die Essig säure, nachdem sie die für die Aufschlie- Bung günstigste Konzentration erreicht hat, aus dem Kreislauf zu entfernen. Dies kann man in vorteilhafter Weise damit verbinden, dass man die Salzsäure, welche im Laufe des Verfahrens durch Wasser verdünnt wurde, von ,diesem überschüssigen Wasser befreit. In der Verbindung der beiden Massnahmen, nämlich des Aufschliessens unter Benutzung der im Prozess selbst angereicherten Essig säure einerseits mit ihrer ökonomischen und nutzbaren Abtrennung anderseits liegt ein wesentlicher Fortschritt gegenüber den bis her üblichen Verzuckerungsverfahren.
Um die Essigsäure zu gewinnen und auf genommenes Wasser aus der Salzsäure zu entfernen, verfährt man beispielsweise fol gendermassen: Man bringt die wässerige Lö sung mit einer wasserbindenden Flüssigkeit zusammen, zum Beispiel mit konzentrierter Chlorcalciumlauge oder Schwefelsäure, wo bei man diese in zwei miteinander kommuni zierenden Räumen unterbringt. In dem einen Raum tritt die wässerige Lösung in das was seraufnehmende Mittel, das "Absorbens". Dort wird die Temperatur so eingestellt, dass im wesentlichen nur Chlorwasserstoffgas ent weicht.
Das Absorbens mit dem aufgenom menen Wasser fliesst dann in den zweiten Raum, wo aus ihm durch Erwärmen auf höhere Temperatur Wasser und Essigsäure abdestillieren. Durch die Zuführung der wässerigen Lösung auf. der einen Seite und das Konzentrieren des Absorbens auf der an dern Seite entsteht ein Kreislauf des Lö sungsmittels, welcher jedes Pumpen über flüssig macht.
In der beigefügten Zeichnung wird diese Ausführungsform des Verfahrens auch noch schematisch zum Ausdruck gebracht. Nach Fig. 1 sind die beiden Räume<I>A</I> und<I>B</I> des Apparates unten durch das Rohr RR', oben durch das vorteilhaft U-förmige Rohr U mit einander verbunden. Sie .sind gefüllt mit einer Chlorcalciumlösung vom spezifischen Gewicht 1,6. Aus dem Vorratsbehälter S fliesst das wässerige Gemisch der beiden Säuren durch das Rohr ss' und den Hahn H unten in A ein.
Bei einer Temperatur von <B>130</B> bis 135 entweicht der Chlorwasserstoff gasförmig durch die Leitung gg' in den Kon densator K. Dort schlägt sich mitgerissenes Wasser in Form einer 38 bis 40%igen Salz säure nieder und wird in das Gefäss V ab gelassen, während das überschüssige Gas in dem Absorptionsgefäss Q aufgenommen wird. Die nunmehr verdünnte Chlorcalciumlauge fliesst durch<I>U</I> nach<I>B</I> und wird dort etwa auf<B>150'</B> geheizt. Das Wasser und die Es- sigsäure entweichen durch die Leitung ww' zum Kondensator K' und Vorratsgefäss V'.
Durch ihr bei diesem Konzentrieren erhöhtes spezifisches Gewicht fliesst die Chlorcalcium- lauge nach unten und durch RR' nach A.
Um die Trennung der Essigsäure von der Salzsäure zu vervollständigen, ist es vorteil haft, nach dem in der Zeichnung in Fig. 2 gezeigten Schema ein Zwischengefäss F in die Leitung I7 .einzuschalten. Hier kann die verdünnte Chlorcalciumlösung noch den Rest mitgenommenen Chlorwasserstoffs in die Lei tung tt,' abgeben. Ferner sind in die Leitun aa' für das ausgetriebene Chlorwasserstoff gas ein Wärmeaustauscher W und der Kon densator K eingeschaltet.
Hier kondensiert mitgerissenes Wasser, welches etwas Essig säure enthalten kann und fliesst aus dem Trenngefäss F nach A zurück, während durch ee' fast ganz trockenes Chlorwasserstoffgas den Apparat verlässt.
Wenn man von einer wässerigen Lösung ausgeht, welche 27501' Chlorwasserstoff und 9 ö Essigsäure enthält, so kann man auf diese Weise<B>98,8%</B> des angewandten Chlor wasserstoffes in Form von trockenem Gas und<B>96,3%</B> der angewandten Essigsäure in Form einer nur Spuren von FICl enthalten den wässerigen Lösung gewinnen.
Der Schutz dieser Erfindung erstreckt sich nicht auf die Herstellung von Produk ten, die zur Ernährung von Mensch und Tier bestimmt sind.