Terfahren zum Aufschliessen eellulosehaltiger Stoffe mittels Halogenwasserstoff. Es ist bekannt, dass durch Einwirkung von in organischen Lösungsmitteln gelöstem Ha- logenwasserstoff, insbesondere Chlorwasser stoff cellulosehaltige Stoffe, wie Holzmehl, Holzspäne und dergl. einen Aufschluss erfah ren, welcher unter Umständen zur Bildung -von Zucker (]Elexosen) führt.
Der an sich be kannte Prozess ergibt aber stark schwankende und wenig befriedigende Ergebnisse, unter denen die zufriedenstellenden wenig häufig sind und Zufallsergebnisse darstellen.
Durch das Verfahren nach der Erfindung können besonders hohe Ausbeuten erzielt werden.
Sie beruht auf der Erkenntnis, dass ein ,sicherer Erf ofig, bei der V#erzuckeru-ug nurdann zu erreichen ist, wenn in allen Holzteilchen der Abbau der Zellulose mit gleicher Ge schwindigkeit vor sieh geht, so dass beim Abbruch des Prozesses in allen Holzteilchen und an allen Stellen jedes einzelnen Teil chens möglichst gleichzeitig und schnell der optimale Verzuckerungsgrad erreicht ist.
Die optimale Verzuckerung wird erreicht ,durch cha.rgenwei-se Verarbeitung von nur t' "leichartigen und gleichfürmigen Spänen, ferner durch Erhöhung der Permeabilität des Holzes zwecks gleichmässiger Sättigung mit dem Halogenwasserstoff bis ins Innerste der Späne, schliesslich, und zwar in stärkstem Masse, durch lockere und schwebende Vertei lung der Späne im flüssigen Medium, zum Zwecke der möglichsten Verhinderung des Zusammenballens der allmählich klebrig wer denden Holzteilchen,
so dass der Halogen wasserstoff möglichst bis zum Ende des Pro zesses ungehindert und von allen Seiten bis ins Innere jedes einzelnen Teilchens eindrin gen kann.
Unter der Gleichartigkeit der Späne ist zunächst zu verstehen ihre Einheitlichkeit zunächst hinsichtlich der Holzart, z. B. aus schliessliche Verwendung von Fichtenholz, sodann hinsichtlich der physikalischen Zu bereitung- derselben z. B. durch Verwen- .dung von Hackspänen gleicher Faserlänge. Die Schnelligkeit., mit der der Halogen wasserstoff in das Holzgefüge eindringt, ist nämlich nicht nur a-bhängig von der ohemi- sehen Zusammensetzung der Hölzer, sondern in noch höherem Masse von ihrer Struktur, die sich in ihrer Sprödigkeit oder Brüchig keit äussert, und schliesslich von der Art der Zerkleinerung, also von der Form der Späne.
Je mehr die Kapillargefässe des Holzes -bei der Zerkleinerung aufgeschnitten oder auf gerissen werden, desto schneller, -,ründlicher und gleichmässiger wird der Span vom Ha logenwasserstoff erfüllt. Deshalb werden die von Natur aus brüchigen Späne, z.
B. von F.ichenholz, schnell und die von Natur aus g o latten Späne, z. B. Hobelspäne von Tannen- holz, -viel langsamer mit dem stoff gesättigt und verzuckert.
Daher sind Hobel- und Schälspäne, deren Schnitt parallel zur Faser verläuft, nicht ohne weiteres gleich gut für die Verzuckerl-m- verwendbar wie Hackspäne, deren Schnitt quer zur Faser richtung geht. Darum empfiehlt es sieh, jede Spanart ebenso wie jede Holzart getrennt für .sich zu verzuel-,ern. -weil so in jedem einzel neu Span zum mindesten die gleichen Bedin- L, ,gungen für den Aufschluss gegeben sind.
Die Späne sind jedoch so, wie die Zer- kleinerungsmase'hine sie liefert, für die -\"er- zuckerung noch nicht einförmig genug Lind <B>Z,</B> 21 <B>Z,</B> man muss deshalb sogar Haekspäne vor der Verarbeitung mit Hilfe der bekannten Sieb- Norrichtun--en der Grösse nach sortieren.
Der technische Fortschritt der -etrennten Aufarbeitung zeigt sieh darin, dass die Zuel,-er- bezw. Alkoholausbeute aus Misehholz bis auf die Hälfte der aus einheitlichem und einför migem Material erzielbaren Ausbeute beril)- sink-en kann.
Eine erhöhte Permeabilität des Faserge füges erhält man dadurch, dass man die Späne vor der Verzuckerung mit Wasser dampf behandelt. Diese Me.ssnahme ist von besonderer Wichtigkeit für<B>Schäl-</B> und Ilo- belspäne und für solche Illachspäne. deren Faserlänge über etwa<B>6</B> mm hinausgeht.
Hier ist zur gründlichen Auflockerung und völli gen Durchfeuchtung des Spangefüges län geres Dämpfen geboten. #Nfan erreicht durch das Dämpfen ausserdem eine gleichmässige Durchfeuchtung des Holzes und kann den ge wünschten Wassergehalt leicht dadurch ein- stelk#ii, dass# maii-,einen eventuellen Üb-erseliuss -in Wasser durch Ausbreiten der warmen Späne verdunsten lässt.
Um nun die an sich schon gleichartigen <B>?D</B> und -leichförmigen Späne während des Auf- sehlusses in einer möglichst locheren sehwe benden Verteilung zu halten, wendet man er findungsgemäss eine Suspensionsflüssigkeit an, dereii"#l)ezifis(-bes Gewielit entweder ohne weiteres dein zur gelangenden I-Iolzmater;
-al schon entspricht, oder man ver wendet ein Gemisch zweier oder mehrerer or- 1-aniseher Flüssigkeiten. dessen spezifisches Gewiebt (lureb entsprechende Wahl be stimmter Alen-enverhältnisse der Komponen ten nach Wunsch einstellbar ist.
Die Grund- bedin-um, für die Verwenduno- bestimmter el <B>C</B> Cl Lösungsmittel ist also die Einstellbarkeit des -ewünsehten spezifischen C,rewiebtez,7,
ausser dem die 31isehbarkeit der Flüssigkeiten untereinander bei völlig in- t' 21 differenteni Verhalten sowohl gegeneinander als auch -e"-eii-Vibet- den zür AnwendLin- kommenden Reaklionsstoffen. Da die Suspen- ain Ende der Verzucklerung <B>s</B><I>n</I> vom Verzuel#.eriin,#-sprod-Lil,:
t --etrennt und die darin verbieibenden Reste durch Wärme, eventuell unter Vakuum. abo-etrieben werden sollen, muss sie "ich leicht Lind schnell von dem Holzinaterial abtrennen lassen, sie muss insbesondere leiehtfliissig (von geringer Vis- Z-, <B>Z,</B> kosität) und leichtflIiehtig sein.
Ihre Siede- plinkte Lind Flilebligkeit sollen aber nicht so niedrig liegend dass bierdureh schon im Be reich der Reaktionstemperatur beträchtliche Druehe auftreten und der Partialdruek des Nalo--enwasserstoffes zu stark herab-esetzt el tn wird.
Auch können bei zu grosser Flüchtig keit leicht --rössere Verluste auftreten, und natur-einäss wird aueh die Wiedergewinnung der Fhissigkeitsreste aus den Gasen der Ab- Ireibun" erschwert.
Es wurde nun gefunden, dass für den vor liegenden Zweck sieh ganz vorzüglich ein n Gemisch von Leichtbenzin mit Tetrachlor- kohlenstoff eignet. von dem man ungefähr <B>C</B> tD Gewichtsteile auf<B>3</B> Gewiehtsteile Benzin anwendet.
Die unter den jeweiligen Verhält- nissen erforderIkhe Wahi genauer C#ewiellts- mengen hüagt natiirlissU von dem jeweiU ein zustellenden und durch das Holzmaterial be dingten spezifischen Gewicht ab. An Stelle von Benzin und Tetrachlorkohlenstoff kön- neu natürlich auch andere organische Lö sungsmittel verwendet werden, die für sieh allein oder im Gemisch den gewünschten Zweck erfüllen, so z.
B. an Stelle von Tetra- ohlorkohlenstoff andere, vorzüglich halo- genierte, insbesondere gechlorte Kohlen- wasserstoffe, z. B. Trichloräthylen.
Beispielsweise ergibt bei fünf-stündiger Behandlung mit Salmäure in einer gewöhn lichen Apparatur eine bestimmt- Holzaxt. nämlich Tannenhodz-, bei Verwendung von Ha,okspänen <B>18%</B> Alkohol, von Hobelspänen in einheitdicher, dünner iSchiellt <B>15 %</B> und von Hackspänen und Hobelspänen gemischt, (Iae heisst in uneinheitlicher Form<B>10 %</B> Alkohol.
Der durch diese Massnahme" erzielbare technische Fortsolmtt offenbart sich unter anderem auch in ein-er auf<B>f</B> allenden -Verrin gerung des Kraftbedarfes für das Rüh-ren oder Umpumpen der Masse.
Das nach dem Verfahren hergestellte, le diglich zuck-erha.llige Produkt iesst zu tech nischen Zwecken besfwuut. Um daraus Zucker fur Erna#hrmi.,-,.gzweok-e zu gewinnen, müss"te, dia nach dem -\TeràJil-en Zuckerarten im Gemisch mit Lignin anfallen, noch eine besondere Aufarbeitung anges,ohlossen wer- .den. Soweit geht jedoch-die vorliegende Ex- find:
ung nicht, vielmehr schliesst sie mit der Erlangung eines technischen Rolimaterials ab, welches lediglich zuckerhaltig ist, aber noch keinen reinen Zucker darstellt, der für die Ernährung von Mensichen und Tieren brauchbar wäre.
Technique for breaking down cellulose-containing substances using hydrogen halide. It is known that the action of hydrogen halide dissolved in organic solvents, in particular cellulose-containing substances such as wood flour, wood shavings and the like, undergoes a breakdown which under certain circumstances leads to the formation of sugars (elexoses).
The process, which is known per se, however, gives strongly fluctuating and unsatisfactory results, among which the satisfactory ones are not very frequent and represent random results.
Particularly high yields can be achieved by the process according to the invention.
It is based on the knowledge that a certain success in sugar can only be achieved if the breakdown of the cellulose in all wood particles takes place at the same rate, so that when the process is broken off in all wood particles and the optimum degree of saccharification is achieved at all points of each individual part as quickly and simultaneously as possible.
The optimal saccharification is achieved by processing only a few small and uniform chips, furthermore by increasing the permeability of the wood for the purpose of even saturation with the hydrogen halide down to the core of the chips, and finally, to a large extent, through loose and floating distribution of the chips in the liquid medium, for the purpose of preventing the wood particles, which are gradually becoming sticky, from clumping together,
so that the hydrogen halide can penetrate unhindered and from all sides into the interior of each individual particle until the end of the process.
The similarity of the chips is to be understood first of all as their uniformity, initially with regard to the type of wood, e.g. B. from the eventual use of spruce, then with regard to the physical preparation to the same z. B. by using wood chips of the same fiber length. The speed with which the hydrogen halide penetrates the wood structure is not only dependent on the ohemical composition of the wood, but to an even greater extent on its structure, which is expressed in its brittleness or fragility, and and finally on the type of size reduction, i.e. the shape of the chips.
The more the capillaries of the wood are cut open or torn during the chopping process, the faster, more thoroughly and more evenly the chip is filled with halogenated hydrogen. Therefore, the naturally brittle chips, z.
B. from F.ichenholz, quickly and the naturally g o latte chips, z. B. Wood shavings from fir wood, saturated and saccharified much more slowly with the substance.
Therefore, planing and peeling shavings, the cut of which runs parallel to the fiber, are not just as easily usable for the chopping as wood chips, the cut of which is perpendicular to the fiber direction. That is why it is advisable to use each type of chip as well as each type of wood separately for yourself. -because at least the same conditions are given in every single new chip.
The chips, however, are as they are delivered by the shredding compound, for which - \ "sugaring is not yet uniform enough and <B> Z, </B> 21 <B> Z, </B> you have to therefore even sort Haek shavings according to size using the well-known sieving standards before processing.
The technical progress of the separate processing shows that the Zuel, -er- respectively. Alcohol yield from mixed wood up to half of the yield that can be achieved from uniform and monotonous material can decrease.
An increased permeability of the fiber structure is achieved by treating the chips with steam before saccharification. This measurement is of particular importance for <B> peeling </B> and ilobel shavings and for such illach shavings. the fiber length of which exceeds about 6 mm.
Longer steaming is required here for thorough loosening and complete moistening of the chip structure. #Nfan also achieves even moisture penetration of the wood through steaming and can easily set the desired water content by # ii that # maii-, any excess excess in water, evaporates by spreading the warm chips.
In order to keep the chips, which are already similar in themselves, and uniform chips during the disintegration in a preferably perforated, floating distribution, according to the invention a suspension liquid is used, which is specifically ( -bes Gewielit either without further ado your I-Iolzmater;
-al already corresponds, or a mixture of two or more or- 1-aniseed liquids is used. whose specific mesh (lureb corresponding choice of certain alene ratios of the components can be adjusted as desired.
The basic condition for the use of certain el <B> C </B> Cl solvents is the adjustability of the desired specific C, rewiebtez, 7,
In addition, the visibility of the liquids with one another with completely different behavior both against each other and with -e "-eii-vibets for the applied reaction substances. Since the suspension ends the saccharification <B> s </ B > <I> n </I> vom Verzuel # .eriin, # - sprod-Lil ,:
t - separated and the remnants remaining in it by heat, possibly under vacuum. If it is to be abo-driven, it must be easily and quickly separated from the wood material; it must in particular be easily liquid (of low viscosity) and easily volatile.
Their boiling point and mistiness should, however, not be so low that the beer can be subjected to considerable pressure even in the range of the reaction temperature and the partial pressure of the nitrous hydrogen is excessively reduced.
If the volatility is too high, major losses can easily occur, and of course the recovery of the liquid residues from the gases of the abyss is also made more difficult.
It has now been found that a mixture of light gasoline with carbon tetrachloride is particularly suitable for the present purpose. of which approximately <B> C </B> tD parts by weight are used to <B> 3 </B> parts by weight of gasoline.
The choice of the exact amount of corrugation required under the respective conditions depends of course on the specific weight to be set and the specific weight determined by the wood material. Instead of gasoline and carbon tetrachloride, other organic solvents can of course also be used, which fulfill the desired purpose on their own or in a mixture, e.g.
B. instead of carbon tetrachloride other, excellently halogenated, in particular chlorinated hydrocarbons, z. B. trichlorethylene.
For example, if treated with hydrochloric acid for five hours in an ordinary apparatus, a certain wooden ax results. namely Tannenhodz-, when using Ha, okspänen <B> 18% </B> alcohol, of wood shavings in uniform, thin shell <B> 15% </B> and of wood chips and wood shavings mixed, (Iae means in a non-uniform form <B> 10% </B> alcohol.
The technical progress that can be achieved through this measure is revealed, among other things, in a reduction in the power required for stirring or pumping the mass.
The product manufactured according to the process, only containing sugar, is used for technical purposes. In order to obtain sugar for cereals from this, a special processing would have to be undertaken, since after the - \ TeràJil-en sugar types are mixed with lignin goes however-the present ex- find:
It does not, rather it concludes with the acquisition of a technical rollout material that only contains sugar, but is not yet a pure sugar that would be useful for the nutrition of people and animals.