CH221012A - Process for the production of cellulose flours. - Google Patents

Process for the production of cellulose flours.

Info

Publication number
CH221012A
CH221012A CH221012DA CH221012A CH 221012 A CH221012 A CH 221012A CH 221012D A CH221012D A CH 221012DA CH 221012 A CH221012 A CH 221012A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
cellulose
acid
dependent
treated
treatment
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Herbst Walter
Original Assignee
Herbst Walter
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herbst Walter filed Critical Herbst Walter
Publication of CH221012A publication Critical patent/CH221012A/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/20Pills, tablets, discs, rods
    • A61K9/2004Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/2022Organic macromolecular compounds
    • A61K9/205Polysaccharides, e.g. alginate, gums; Cyclodextrin
    • A61K9/2054Cellulose; Cellulose derivatives, e.g. hydroxypropyl methylcellulose
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A61K47/38Cellulose; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B15/00Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/02Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

  

  



  Verfahren zur Herstellung von Cellulosemehlen.



   Versuche, Cellulose durch mechanische Einwirkungen allein in   Mehlform    zu   über-    ffihren, haben keine   befriedigenden Ergeb-    nisse   geliefert. Hingegen können die Cellu-    losefasern leicht dadurch mehr oder weniger   weitgehend zerstört werden, dass    das Material einer intensiven Behandlung mit Säuren unterworfen wird. Diese Möglichkeit ist seit langem bekannt und wird technisch ausgenutzt, um Mischgewebe von der Baumwolle (= Cellulose) zu befreien   (Karbonisierver-    fahren).



   Die bei der Einwirkung von Säuren auf Cellulose entstehenden strukturlosen wasserunlöslichen Produkte sind jedoch nicht mehr Cellulose und verhalten sich in chemischer und physikalischer Beziehung anders als diese. Sie werden   mit"Hydrocellulose"be-    zeichnet und als zerreibliche Massen von sandiger bis   strassenstaubähnlicher    Beschaffenheit beschrieben, die gegen heisse Säuren und Alkalien sehr widerstandsfÏhig sind, nicht reduzierend wirken und sich leicht in heiBer 1% iger Kalilauge l¯sen. Dieses Verhalten erklärt sich daraus, da¯ es sich bei den   Hydrooellulosen    nicht um   Abbau-son-    dern um Reversionsprodukbe der Cellulose handelt.



   Im ¯brigen besitzt   Hydrooellulose    im Gegensatz zur Cellulose ein nur sehr geringes   Flüssigkeitsaufsaugungsvermögen    und verhält sich in sonstiger physikalischer Be  ziehung    sehr ähnlich wie Ton ; zum Beispiel schlamm sie in Wasser sehr dicht zusammen und bildet dann zähe,   nahezu wasserundurch-      lässige    Schichten.



   Aus allen diesen Gründen ist Hydrocellulose zum Beispiel weder als   Aufsaugungs-    mittel noch als Puder geeignet.



   Bei der Berührung mit Säuren werden die   Cellulosefasem.    schon langer Zeit vor ihrem Zerfall schon derart   mürbe und brüchig, dass    sie nach Auswaschung und Trocknung in entsprechend scharf wirkenden Mahlvorrichtungen, wenn auch nicht vollständig, so doch in einem für manche Zwecke ausreichenden Masse   zerrieben werden können. Demgemäss    gewonnene Mehle sind Mischungen aus  Hydrocellulose und aus Faserbruchst cken bestehender Cellulose und verhalten sieh dementsprechend, das heisst schon   iinstiger    als Hydrocellulose.



   Das zu lösende technische Problem bestand darin, die den genannten Verwendungszwecken hinderliehe Faserstruktur der   Cella-    lose weitgehend oder vollkommen zu   beseiti-    gen, ohne das Ausgangsmaterial im übrigen wesentlich zu verändern.



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Cellu   losemehlen, welches dadurch gekennzeichnet    ist, dass Cellulose mit verdünnter Saure behandelt wird, bis die Cellulosefasern in feuchtem Zustand bis zum Verlust ihrer Fa  serstruktur    zerreibbar geworden sind, und dass die so behandelte Cellulose vermahlen wird.



   Naeh dem Verfahren hergestellte Cellulosemehle eignen sich zum Beispiel als Träger und Verdünnungsmittel von Medikamenten, pharmazeutischen PrÏparaten, Geschmacks- und   Geruchsstoffen    in Tablettenoder Pulverform, als Puder, sowie zu ver  schiedenartigen technischen Zwecken.   



   Die Cellulosefasern k¯nnen schon nach verhältnismässig sehr kurzer Säureeinwirkung, wofür insbesondere Mineralsäuren wie z. B. SalzsÏure, Schwefelsäure   schweflige    SÏure und Salpetersäure in Betracht kommen, praktisch vollkommen zerrieben werden, wenn die Mahlung in feuchtem Zustand vorgenommen wird.



   Im Optimalfall genügt beispielsweise ein nur 60 Sekunden langes Verweilen der Cellulose in 6%iger SalzsÏure bei 100¯ C, um ihre Fasern in feuchtem, gequollenem Zustand   zerreiblich    zu machen. DaB es sich hierbei weniger um chemische Veränderungen der Cellulose als um Lockerung ihres   physi-    ka-lichen Gefüges handelt,   ergibt sich-ab-    gesehen von der Kürze der notwendigen Behandlungsdauer-aus der Tatsache, dass die Ber hrung der Cellulose mit siedender 6 % iger Salzsäure von 60 Sekunden sogar auf diejenige Zeit (weniger als 10 Sekunden) abgekürzt werden kann, die notwendig ist, um den Stoff vollständig zu   durchtränken wenn    sofort anschliessend eine Neutralisation der aufgesogenen Säure, z.   B.    mit Sodal¯sung. vorgenommen wird.

   Demnach wird durch den   Neutralisationsvorgang    das Entstehen des die Zerreibung der Fasern   ermögliehenden    feuchten Zustandes der Cellulose unterst tzt.



   Durch die angegebene Behandlung wird die Cellulose in physikalischer Beziehung nur wenig und in chemischer Beziehung praktisch  berhaupt nicht verändert.



   Im übrigen zeichnet sich eine mit SÏure behandelte Cellulose dadurch aus, dass sie bei Trocknung, ohne dass vorher eine   Zerreibung    der feuchten Fasern stattgefunden hat, in einen dem unbehandelten trockenen Aus   gangsmaterial ähnlichen Zustand gelangt,    der eine weitgehende Zerst¯rung der Fasern durch mechanische Mittel aussehliesst.

   Selbst dann, wenn die SÏurebehandlung der Cellulose durch stärkere   Iionzentration    der Säure, längere Einwirkungsdauer und gegebenenfalls höhere Temperaturen 30-bis 35mal in  tensiver    gestaltet wird, als notwendig wäre, um die Fasern in feuchtem Zustand voll  ständig zerreiblich zu machen, wenn    zum Beispiel mit dreimal stärkerer SÏure zehnmal lÏnger bei 100¯ C gekocht wird. liefert die    Mahlung des Materials in getrocknetem Zu-    stand in Scheibenm hlen noch keine faserfreien Mehle.



   Demgegen ber kann das vorliegende Verfahren so ausgeführt werden, dass die Säure  bchandlung    der Cellulose bedeutend weniger intensiv gestaltet wird, als notwendig wäre, um eine hinreichende Zerstörung der Fasern   durch    Vermahlung in trockenem Zustand zu ermöglichen, und dass das mit SÏure   vorbe-    handelte Material feucht vermahlen wird, wenn eine   vollständige oder wenigstens weit-    gehende Zerst¯rung der Faserstruktur der Cellulose erreicht werden soll.



   Wie angegeben, können unter der Einwirkung 6%iger SalzsÏure bei 100¯ C die   Cellulosefasern sehon naeh    60 Sekunden in feuchtem Zustand zerreibbar werden. Dieser Optimalfall ist aber in der Regel nur bei technisch reiner, das   heiBt"weichgekochter"    und gebleichter   Sulfitcellulose    gegeben. Um weniger   weich-oder"hartgekochte"lignin-    oder gar harzhaltige   Sulfitcellulosen,    Natroncellulosen, andere Cellulosen oder cellulosereiche Materialien wie Baumwolle, Flachs, Bast, Stroharten usw. in den gleichen Zustand zu bringen, muss die Säurebehandlung unter Umständen bis zu zehnmal intensiver gestaltet werden, das heisst statt   1    Minute muss 6 % ige Salzsäure bei 100   C bis zu 10 Minuten lang einwirken.

   Auch spielt dabei selbstverständlich das Rohmaterial eine Rolle, aus dem die Cellulose gewonnen worden ist, und   schliess-    lich   auch deren Verteilungszustand ;    so ge  langt lockere    Cellulose, z. B.   Zellstoffwatte,    schneller in den bei   Feuchtvermahlung    zer  reiblichen    Zustand als starke   Zellstoffpappe.   



   Da bei der erfindungsgemässen Behandlung gro¯er Cellulosemassen es einerseits schwierig ist, die Konzentration der Saure, die Temperaturen und Reaktionszeiten in allen Teilen des Stoffes genau gleich zu halten, und grosse Mühlenaggregate erfahrungsgemäB nieht den Wirkungsgrad haben wie   Laboratoriumsmühlen, anderseits Uberschrei-    tungen der Mindestzeiten um das zwei-bis dreifache noch keine merklichen Nachteile erbringen, kann im praktischen Fabrikationsbetrieb von dieser Möglichkeit, die Mindestzeiten zu  berschreiten, Gebrauch gemacht werden, um einen in allen seinen Teilen gut mahlbaren Stoff zu erhalten und gleichzeitig den zur Zerreibung der Fasern erforderlichen Aufwand an mechanischer Arbeit möglichst niedrig zu halten.



   Fiir manche Verwendungszwecke von    Cellulosemehlen können die Mindestbehand-      lungszeiten    sogar um das vier-bis zehnfache überschritten werden, z.   B.    dann, wenn das Endprodukt verhältnismässig grosse Dichte und relativ geringes Aufsaugungsvermogen für Flüssigkeiten besitzen soll. Aber auch bei derartig langen Reaktionszeiten entstehen noch keine bei Trockenvermahlung   faserfreie      Mehle    liefernden Produkte, da-wie schon angegeben-hierzu   Einwirkungszeiten er-    forderlich sein w rden, die einem mehr als 30-bis   35fachen der Mindestze*en    entsprechen.



   Jedoch sollen unter gegebenen Bedingungen (Art des Rohstoffes, Säurekonzentration, Einwirkungstemperatur, gew nschte Beschaffenheit des Endproduktes) durch Vorversuche als optimal festgestellte Reaktionszeiten im Fabrikationsbetrieb m¯glichst genau eingehalten werden, um für bestimmte Zwecke besonders geeignete Cellulosemehle in stets gleicher Qualität zu erhalten.



   Da bei der   Behandlung grosser Cellulose-    massen die Einhaltung sehr kurzer   Re-      aktionszeiten    technische Schwierigkeiten bietet, wird für den praktischen   Fabrikations-    betrieb   zweckmässig ein passendes Äquiva-    lent der vorstehend beschriebenen Säurebehandlung gewählt. Man kann entweder die Konzentration der Säure oder deren Einwirkungstemperatur oder beides herabsetzen, um auf diese Weise zu einer erheblich längeren Behandlungsdauer zu gelangen, die besser kontrolliert und mit kleineren prozentualen Fehlern eingehalten werden kann.



   Die Möglichkeit dazu ergibt sich aus den folgenden Beziehungen : Die zur   Herbeifüh-    rung eines erfindungsgemässen Zustandes der Cellulose notwendige Einwirkungsdauer der Saure kann nämlich :    a)    Bei gleicher Behandlungstemperatur umgekehrt proportional sein der Stärke der Saure, wobei die Art der Säure, insbesondere bei Mineralsäuren, gleichgültig ist ; b) Bei gleicher Stärke der Säure umgekehrt proportional sein den n-ten Potenzen einer zwischen 1, 10 und 1, 15 liegenden Zahl, wenn f r n die jeweiligen Unterschiede der Behandlungstemperatur in Celsiusgraden mit entsprechenden Vorzeichen eingesetzt werden.



   Verwendet man also z. B. statt einer 6% igen eine   1Sige Salzsäure,    so erhöht sich , die bei 100   G im Optimalfall erforderliche Mindestbehandlungsdauer von   1    Minute auf etwa 6   Mmuten.    Wird ausserdem die Einwirkungstemperatur von 100   C auf   75   C    herabgesetzt, so verlängert sich die   Mindest-    behandlungsdauer nochmals, und zwar auf   13/4    bis 2 Stunden. 



   Nach Ablauf der jeweils günstigsten Ein  wirkungszeit kann die Säure entweder    neu  tralisiert    oder mit Wasser ausgewaschen, danach die Cellulose durch Absickernlassen, Pressen oder Zentrifugieren von einem Teil der Flüssigkeit befreit und mit   Wassergehal-    ten von zweckmässig etwa 50 bis 75%mechanisch, zum Beispiel in   Scheibenmühlen    oder   Wonusmühlen,    zerrieben werden.

   Das auf diese Weise entstandene Produkt kann dann unmittelbar Verwendung finden oder zu Blocken oder Platten   gepresst und erforder-    lichenfalls getrocknet werden, oder es kann in Form, in der es erhalten wurde, getrocknet und dann verwendet oder nach der Trocknung zum Beispiel in   Schlagkreuzmühlen    zu noch feinerem Pulver   weitervermahlen    werden.



   Sollen   für gewisse Spezialzwecke Cellu-    losemehle erhalten werden, die noch eine ge  wisse Faserstruktur aufweisen,    das heisst teilweise oder überwiegend aus   Faserbrueh-    stücken bestehen, so kann dieses dadurch erreicht werden, dass die   Nassvermahlung der    mit SÏure behandelten und dann entsäuerten Cellulose   mit nur schwach angezogenen Mahl-    scheiben durchgeführt wird, wobei die Fasern nur teilweise zerrieben werden, oder dass das Material erst nach erfolgter   Trocknung    vermahlen wird.



   Aus mit Harzen oder ähnlichen Stoffen verunreinigten Cellulosen gemäss den vorstehenden Angaben hergestellte Cellulosepräparate besitzen die für viele   Zweckestö-    rende Eigenschaft, dass sie nach erfolgter Trocknung bei höheren Temperaturen Wasser schlecht annehmen und auch durch tagelanges Einweichen in Wasser, sogar durch Eochen, nicht wieder in den breiigen Zustand gebracht werden können, den sie vor der Trocknung besessen haben.



   Dieses Verhalten kann dadurch verhindert oder beseitigt werden. dass das Alaterial vor oder nach der   Säurebehandlung durch Aus-    waschen mit Alkalilösungen z. B. verd nnter,   zweckmässig heisser Natronlauge, Soda-    l¯sung oder mit andern   harzlosenden    Mitteln von den Verunreinigungen befreit oder   (und)    da, die auf die Feuchtvermahlung folgende Endtrockung bei Temperaturen unter 75¯ C bis 80¯C durehgef hrt wird.



   Die beschriebene Eigenschaft, nach erfolgter Trocknung Wasser schlecht anzunehmen und darin nicht gen gend aufzuweichen. besitzen auch Cellulosen, deren Fasern durch Einwirkung schwefelhaltiger SÏuren wie Schwefelsäure oder   schweflige Säure, zum    Beispiel im   Sulfitkochprozess    bei   Anwesen-    heit freier schwefliger Säure, in feuchtem Zustand zerreiblich geworden sind. Die ungen gende SaugfÏhigkeit und   Aufweichbar-    keit solcher Cellulosen ist,   abbesehen    von    etwaigen Verunreinigungen durch harzartige    Stoffe, durch die Anwesenheit sehwefelhaltiger   organischer Verbindungen verursacht.      



   Derartige Cellulosemehle können dadurch    in leicht wieder   aufrveiehbare      Troekenpro-    dukte  bergef hrt werden, da¯ sie    1.    getrocknet,    2.    in verdünnten Alkalil¯sungen wieder eingeweicht und zweekmϯig darin f r kurze Zeit erhitzt,    3.    mit Wasser ausgewaschen und    4.    wieder getrocknet werden.



     Naturgemäss richtet sich    die Intensität der Alkalibehandlung nach der Besehaffenheit des jeweils vorliegenden Materials, nach der   Alenge    der darin enthaltenen schwefelhaltigen   organisehen    Verbindungen sowie danach, ob neben diesen auch noch Harze oder Ïhnliche   verunreinigende    Stoffe enthalten sind.



   In allen FÏllen, in denen eine Auslaugung des feuchten Materials mit verdünnten, zweekmϯig hei¯en Alkalil¯sungen nieht ge  nügt,    um nach   Trocknung leicht wieder auf-    weichbare Cellulosemehle zu erhalten, f hrt die Kombination der   Alkallbehandlung    mit der unter l. angegebenen ihr vorausgehenden    Zwischentrocknung zum Erfolg', wobei die    Wirkung dann am besten ist. wenn das ge  trocknete Material    eine Zeit lang höheren Temperaturen, bis zu  ber 100¯C. ausgesetzt ist.

   Dadurch werden nÏmlich Cellulosemehle erhalten, bei denen die unter 4. angegebene Sehlu¯strocknug ohne Schaden unter hohen Temperaturen sich vollziehen kann, während bei   gewöhnliciien    Temperaturen getrockneter und ohne nachherige   Erhitzung    mit einer Alkalil¯sung behandelter Stoff nur dann ein gut wieder aufweichbares Endprodukt liefert, wenn. die   Schlusstroeknung    bei niedrigen Temperaturen erfolgt. Jedoch wird durch bei Temperaturen unter 75 bis   80   C erfolgende      Schlusstrocknung    die   Wirkung der beschrie-    benen Nachbehandlung in jedem Falle noch verbessert.



   Bei Cellulosen, die Harze und Ïhnliche Verunreinigungen oder schwefelhaltige   orga-    nische Verbindungen enthalten, kann die Behandlung mit Alkalien unterbleiben, wenn die Saugfähigkeit und   Wiederaufweichbar-    keit der getrockneten Endprodukte im Hinblick auf den Verwendungszweck entweder keine Rolle spielt oder wenn das mit Saure behandelte, dann entsäuerte und in feuchtem   Zustand zerriebene    Material ohne Trocknung, also feucht, Verwendung finden soll.



   Die nachstehenden Ausführungsbeispiele    zeigen, wie die Säurebehandlung der Cellu-    lose mit der Feucht-und   Trockenvermahlung    sowie gegebenenfalls mit der Alkalibehandlung und der Zwischentrocknung kombiniert werden kann.



   Beispiel 1 :
Handelsübliche gebleichte, jedoch noch geringe Mengen Harze und dergleichen enthaltende Sulfitcellulose wird in   1    %   iger    SalzsÏure 15 bis   60    Minuten lang bei   100   C    gekocht, durch Auswaschen mit Wasser von der SÏure befreit, danach mit 0,   5%    iger Sodalösung etwa 15 Minuten lang gekocht, wieder mit Wasser ausgewaschen, mit Hilfe einer Schneckenpresse teilweise entwässert, mit einem Wassergehalt von etwa 50 bis 75%   in einer Scheibenmühle    bis zur   volligen    Zerstörung der Faserstruktur der Cellulose zer  rieben,    bei 100 bis   110   C    in üblicher Weise getrocknet und schlie¯lich, z.

   B. in einer   Schlagkreuzmühle,    zu feinem faserfreiem Pulver   weitervermahlen.   



   Beispiel 2 :
Nach der Behandlung mit SÏure wie in Beispiel   1    und nach Auswaschung oder Neutralisation derselben wird das Material getrocknet und dann entweder erst   in veiner      Scheibenmühle und danach    in einer Schlagkreuzmühle oder   gleieh in einer Schlagkreuz-    m hle vermahlen, wobei ein vorwiegend aus kurzen   Faserbruchstiicken    bestehendes, zur Mockenbildung neigendes Mehl erhalten wird.



   Beispiel 3 :
Im gewohnlichen Sulfitkochprozess in Anwesenheit freier schwefliger SÏure bis auf den die   Zerreibung    der Fasern durch Feuchtvermahlung   ermöglichenden Zustand"her-      untergekochte < 'Cellulose    wird nach   Aus-       waschung der : Kochflüssigkeit mit Hilfe    einer Zentrifuge teilweise entwässert, dann    gemäss Beispiel l feucht vermählen, bei 110    bis   120   C getroclçnet    und nach Trocknung noch etwa 15 bis 30 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, danach in einer 0, 5%igen ¯tznatronl¯sung etwa 15 Minuten lang gekocht und nach Auswaschung der Lauge wieder getroeknet.



  



  Process for the production of cellulose flours.



   Attempts to transfer cellulose into flour form by mechanical effects alone have not yielded satisfactory results. In contrast, the cellulose fibers can easily be more or less largely destroyed by subjecting the material to an intensive treatment with acids. This possibility has been known for a long time and is used technically to free mixed fabrics from the cotton (= cellulose) (carbonation process).



   However, the structureless, water-insoluble products that result from the action of acids on cellulose are no longer cellulose and behave differently from them in chemical and physical relation. They are called "hydrocellulose" and are described as friable masses ranging from sandy to road dust-like in nature, which are very resistant to hot acids and alkalis, have a non-reducing effect and can easily be dissolved in hot 1% potassium hydroxide solution. This behavior is explained by the fact that hydrooelluloses are not degradation but reversion products of cellulose.



   By the way, in contrast to cellulose, hydrooellulose has only a very limited ability to absorb liquids and in other physical respects it behaves very similarly to clay; For example, they muddy very closely together in water and then form tough, almost water-impermeable layers.



   For all of these reasons, hydrocellulose, for example, is neither suitable as an absorbent nor as a powder.



   When in contact with acids, the cellulose fibers become. Long before they disintegrated, they were so crumbly and brittle that, after washing and drying in appropriately sharp grinding devices, they can be ground, if not completely, to a sufficient degree for some purposes. Flours obtained in this way are mixtures of hydrocellulose and cellulose consisting of fiber fragments and behave accordingly, that is to say more intense than hydrocellulose.



   The technical problem to be solved consisted in largely or completely eliminating the fiber structure of the cellulose, which was a hindrance to the stated uses, without essentially changing the rest of the starting material.



   The present invention relates to a process for the production of cellulose flours, which is characterized in that cellulose is treated with dilute acid until the cellulose fibers have become friable in the moist state until they lose their fiber structure, and that the cellulose treated in this way is ground .



   Cellulose flours produced according to the process are suitable, for example, as carriers and diluents for drugs, pharmaceutical preparations, flavorings and odorous substances in tablet or powder form, as powder, and for various technical purposes.



   The cellulose fibers can already be exposed to acids for a relatively short period of time, for which mineral acids such as B. hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfuric acid and nitric acid come into consideration, are practically completely ground if the grinding is carried out in a moist state.



   In the best case scenario, for example, it is sufficient for the cellulose to remain in 6% hydrochloric acid at 100¯ C for only 60 seconds to make its fibers friable in a moist, swollen state. The fact that this is less about chemical changes in the cellulose than about loosening its physical structure results - apart from the shortness of the necessary treatment time - from the fact that the cellulose comes into contact with boiling 6% Hydrochloric acid can even be shortened from 60 seconds to the time (less than 10 seconds) that is necessary to completely soak the fabric if the absorbed acid is then neutralized immediately, e.g. B. with soda solution. is made.

   Accordingly, the neutralization process supports the formation of the moist state of the cellulose, which enables the fibers to be ground up.



   As a result of the treatment mentioned, the cellulose is changed only slightly in physical relation and practically not at all in chemical relation.



   In addition, a cellulose treated with acid is characterized by the fact that, on drying, without the moist fibers having previously been ground, it reaches a state similar to the untreated dry starting material, which means that the fibers are largely destroyed by mechanical means ruled out.

   Even if the acid treatment of the cellulose is made 30 to 35 times more intense than would be necessary to make the fibers completely friable when moist, for example three times, through stronger ion concentration of the acid, longer exposure times and possibly higher temperatures stronger acid is cooked ten times longer at 100¯ C. Milling the material in a dry state in disk mills does not produce fiber-free flours.



   In contrast, the present process can be carried out in such a way that the acid treatment of the cellulose is made significantly less intensive than would be necessary to enable sufficient destruction of the fibers by grinding in the dry state, and that the material pretreated with acid is moist is milled if a complete or at least extensive destruction of the fiber structure of the cellulose is to be achieved.



   As stated, under the action of 6% hydrochloric acid at 100¯ C, the cellulose fibers can become friable in a moist state for almost 60 seconds. As a rule, this optimal case is only given with technically pure, i.e. "soft-boiled" and bleached sulfite cellulose. In order to bring less soft or "hard-boiled" lignin or even resinous sulphite celluloses, soda celluloses, other celluloses or cellulose-rich materials such as cotton, flax, bast, straw etc. into the same condition, the acid treatment may have to be made up to ten times more intensive , i.e. instead of 1 minute, 6% hydrochloric acid must act for up to 10 minutes at 100 ° C.

   Of course, the raw material from which the cellulose was obtained also plays a role, and ultimately also its distribution state; so ge reached loose cellulose, z. B. cellulose wadding, faster in the zer frictional state with wet grinding than strong cellulose board.



   Since in the treatment of large cellulose masses according to the invention it is difficult on the one hand to keep the concentration of the acid, the temperatures and reaction times exactly the same in all parts of the substance, and experience has shown that large mill units are not as efficient as laboratory mills, and on the other hand that the minimum times are exceeded In order to avoid two or three times as much, this possibility of exceeding the minimum times can be used in practical manufacturing operations in order to obtain a material that is easy to grind in all its parts and at the same time to reduce the effort required to grind the fibers mechanical work to be kept as low as possible.



   For some uses of cellulose flours, the minimum treatment times can even be exceeded four to ten times, e.g. B. when the end product should have a relatively high density and relatively low absorption capacity for liquids. Even with such long reaction times, however, there are still no products which give fiber-free flours when dry-milled, since-as already stated-this would require exposure times which correspond to more than 30 to 35 times the minimum time.



   However, under given conditions (type of raw material, acid concentration, exposure temperature, desired quality of the end product), reaction times determined as optimal in the manufacturing plant should be adhered to as precisely as possible through preliminary tests in order to obtain cellulose flours that are particularly suitable for certain purposes and always of the same quality.



   Since observing very short reaction times in the treatment of large cellulose masses presents technical difficulties, a suitable equivalent of the acid treatment described above is expediently chosen for practical manufacturing operations. Either the concentration of the acid or its exposure temperature or both can be reduced in order to achieve a considerably longer treatment time that can be better controlled and adhered to with smaller percentage errors.



   The possibility for this arises from the following relationships: The duration of the acid's action necessary to bring about a state according to the invention of the cellulose can namely: a) At the same treatment temperature, the strength of the acid can be inversely proportional, whereby the type of acid, especially in the case of mineral acids, is indifferent; b) With the same strength of the acid, be inversely proportional to the n-th powers of a number lying between 1.10 and 1.15, if for r n the respective differences in the treatment temperature in degrees Celsius are used with the corresponding signs.



   So if you use z. B. Instead of a 6% hydrochloric acid, the minimum treatment time required for 100 G in the ideal case increases from 1 minute to about 6 minutes. If the exposure temperature is also reduced from 100 C to 75 C, the minimum treatment time is extended again to 13/4 to 2 hours.



   After the most favorable exposure time has elapsed, the acid can either be neutralized or washed out with water, after which the cellulose can be freed from part of the liquid by leaching, pressing or centrifugation and with water contents of approximately 50 to 75% mechanically, for example in Disk mills or wonus mills.

   The product created in this way can then be used immediately or pressed into blocks or plates and, if necessary, dried, or it can be dried in the form in which it was obtained and then used or, after drying, for example in cross beater mills finer powder can be further ground.



   If cellulose flours are to be obtained for certain special purposes which still have a certain fiber structure, that is to say consist partly or predominantly of fiber debris, this can be achieved by wet milling the acid-treated and then deacidified cellulose with only weakly is carried out with the grinding disks tightened, the fibers being only partially ground, or that the material is only ground after drying.



   Cellulose preparations made from celluloses contaminated with resins or similar substances in accordance with the above information have the property, which is detrimental for many purposes, that they accept water poorly after drying at higher temperatures and that they do not return to the water even after days of soaking in water, even by pecking can be brought to the pulpy state they had before drying.



   This behavior can thereby be prevented or eliminated. that the aluminum material before or after the acid treatment by washing with alkali solutions z. For example, dilute, appropriately hot sodium hydroxide solution, soda solution or other resin-free agents are freed of the impurities or (and) the final drying following the wet grinding is carried out at temperatures below 75¯C to 80¯C.



   The described property of poorly accepting water after drying and not softening it enough. also contain celluloses, the fibers of which have become friable when moist due to the action of sulfuric acids such as sulfuric acid or sulphurous acid, for example in the sulphite boiling process in the presence of free sulphurous acid. The inadequate absorbency and softenability of such celluloses is caused by the presence of organic compounds containing sulfur, apart from any contamination by resinous substances.



   Cellulose flours of this kind can be converted into easily recoverable dry products by 1. drying them, 2. soaking them in dilute alkali solutions and reheating them for a short period of time, 3. rinsing them with water and 4. again to be dried.



     Naturally, the intensity of the alkali treatment depends on the nature of the material present, on the amount of sulfur-containing organic compounds it contains and on whether it also contains resins or similar contaminants.



   In all cases in which leaching the moist material with dilute, two-dimensionally hot alkali solutions is not sufficient to obtain cellulose flours that can be easily softened again after drying, the combination of alkali treatment with that under l. stated their preliminary intermediate drying to success', whereby the effect is then best. if the dried material is exposed to higher temperatures, up to over 100¯C. is exposed.

   In this way, cellulose flours are obtained in which the drying process specified under 4 can take place without damage at high temperatures, while fabric dried at normal temperatures and treated with an alkali solution without subsequent heating only provides an end product that is easily softened again, if. the final drying takes place at low temperatures. However, the final drying carried out at temperatures below 75 to 80 C improves the effect of the described aftertreatment in any case.



   In the case of celluloses, which contain resins and similar impurities or sulfur-containing organic compounds, the treatment with alkalis can be omitted if the absorbency and re-softenability of the dried end products are either irrelevant with regard to the intended use, or if that which has been treated with acid, then Deacidified and wet-ground material is to be used without drying, i.e. moist.



   The following exemplary embodiments show how the acid treatment of the cellulose can be combined with wet and dry milling and, if appropriate, with alkali treatment and intermediate drying.



   Example 1 :
Commercially available bleached sulphite cellulose, which still contains small amounts of resins and the like, is boiled in 1% hydrochloric acid for 15 to 60 minutes at 100 C, freed from the acid by washing with water, then boiled with 0.5% soda solution for about 15 minutes , washed out again with water, partially dewatered with the help of a screw press, ground with a water content of about 50 to 75% in a disk mill until the fiber structure of the cellulose is completely destroyed, dried in the usual way at 100 to 110 C and finally, z.

   B. in a cross beater mill, further grind to a fine fiber-free powder.



   Example 2:
After the treatment with acid as in Example 1 and after washing out or neutralization of the same, the material is dried and then either first ground in a disk mill and then in a cross beater mill or equal in a cross beater mill, with a mainly consisting of short fiber fragments Mocking-prone flour is obtained.



   Example 3:
In the usual sulphite cooking process in the presence of free sulphurous acid, except for the "boiled down" state which enables the fibers to be crushed by moist grinding, the cooking liquid is partially dewatered after washing out the cooking liquid with the aid of a centrifuge, then ground wet according to example 1 at 110 up to 120 C and after drying held at this temperature for about 15 to 30 minutes, then boiled in a 0.5% caustic soda solution for about 15 minutes and dried again after washing out the lye.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Cellulosemehlen, dadurch gekennzeichnet, da¯ Cellulose mit verdünnter SÏure behandelt wird, bis die Cellulosefasern in feuchtem Zustande bis zum Verlust ihrer Faserstruktur zerreibbar geworden sind, und dass die so behandelte Cellulose vermahlen wird. PATENT CLAIM: Process for the production of cellulose flours, characterized in that cellulose is treated with dilute acid until the cellulose fibers in a moist state have become friable until their fiber structure is lost, and that the cellulose treated in this way is ground. UNTERA¯R¯CHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Cellulose mit verdünnter Mineralsäure behandelt wird. SUBA¯R¯CHE: 1. The method according to claim, characterized in that the cellulose is treated with dilute mineral acid. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die mit verdünnter Mineralsäure behandelte Cellulose entsäuert und dann in feuchtem Zustande zerrieben wird. 2. The method according to claim and dependent claim l, characterized in that the cellulose treated with dilute mineral acid is deacidified and then ground in a moist state. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteranspriichen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da¯ die mit verdünnter Mine nalsaure behandelte und danach entsÏuerte Cellulose in feuchtem Zustande in Scheibenmühlen zerrieben wird. Method according to patent claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that the cellulose treated with dilute mineral acid and then deacidified is crushed in a wet state in disk mills. 4. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ; e- kennzeichnet, da¯ das durch die Feuchtver- mahlung erhaltene Produkt getrocknet und trocken weiter vermahlen wird. 4. The method according to claim and the dependent claims 1 to 3, characterized in that; e- indicates that the product obtained through wet grinding is dried and ground dry. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch l, dadurch gekennzeichnet, da¯ die mit verdünnter Mineralsäure behan- delte Cellulose entsäuert, dann getroeknet und t-rocken vermahlen wird. 5. The method according to claim and dependent claim l, characterized in that the cellulose treated with dilute mineral acid is deacidified, then dried and ground dry. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verunreinigungen enthaltende Cellulosen einer Auslaugung mit Alkalien unterzogen werden. 6. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that celluloses containing impurities are subjected to leaching with alkalis. 7. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass Verunreinigungen enthal- tende Cellulosen vor der Säurebehandlung der Auslaugung mit Alkalien unterzogen werden. 7. The method according to claim and the dependent claims 1 and 6, characterized in that celluloses containing impurities are subjected to leaching with alkalis before the acid treatment. 8. Verfahren nacli Patentanspruch und den Unteransprüchen l und 6, dadurch ge kennzeichnet, dass Verunreinigungen enthal- tende Cellulosen nach der SÏurebehandlung der Auslaugung mit Alkalien unterzogen werden. 8. The method according to claim and the dependent claims 1 and 6, characterized in that celluloses containing impurities are subjected to leaching with alkalis after the acid treatment. 9. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaugung der Cellulose mit Allkalien nach der Säurebehandlung vorgenommen und zwischen Säure-und Alkalibehandlung eine Trocknung des entsÏuerten Stoffes eingeschaltet wird. 9. The method according to claim and the dependent claims 1, 6 and 8, characterized in that the cellulose is leached with alkali after the acid treatment and drying of the deacidified substance is switched on between acid and alkali treatment. 10. Verfahren nach Patentanspruch und den UnteransprüchenI.6, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen Säure-und Alkallbehandlung getrocknete Material eine Zeit lang hoheren Temperaturen bis zu ber 100¯ C ausgesetzt wird. ll. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen I, 6 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, class das mit SÏure und Alkali behandelte Material einer Schlu?trocknung unterworfen wird. 10. The method according to claim and the dependent claims 1.6, 8 and 9, characterized in that the material dried between acid and alkali treatment is exposed to higher temperatures of up to over 100¯ C for a period of time. ll. Method according to patent claim and dependent claims 1, 6 and 8 to 10, characterized in that the material treated with acid and alkali is subjected to a final drying. 12. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadureh gekennzeichnet, dass die Schlusstrocknung des mit Säure behandelten Materials bei Temperaturen unter 80¯ C erfolgt. 12. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that the final drying of the acid-treated material takes place at temperatures below 80¯C. 13. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspr chen 1. 6 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Säure und mit Alkali behandelte Material der Schlusstrock- nung bei Temperaturen von 75 lis 80 C unterworfen wird. 13. The method according to patent claim and sub-claims 1. 6 and 8 to 11, characterized in that the material treated with acid and alkali is subjected to final drying at temperatures of 75 to 80 ° C.
CH221012D 1938-12-08 1938-12-08 Process for the production of cellulose flours. CH221012A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH221012T 1938-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH221012A true CH221012A (en) 1942-05-15

Family

ID=4451930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH221012D CH221012A (en) 1938-12-08 1938-12-08 Process for the production of cellulose flours.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH221012A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2513767A1 (en) * 1974-03-29 1975-10-09 Combustion Equip Ass METHODS FOR TREATMENT OF ORGANIC WASTE MATERIALS AND PRODUCTS RECEIVED

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2513767A1 (en) * 1974-03-29 1975-10-09 Combustion Equip Ass METHODS FOR TREATMENT OF ORGANIC WASTE MATERIALS AND PRODUCTS RECEIVED

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2537414C2 (en) Process for exposing cellulose fibers
DE2732289C2 (en)
CH619719A5 (en)
DE2027319B2 (en) Process for the production of chemically readily soluble cellulose
DE2732327A1 (en) METHOD FOR OBTAINING XYLAN AND FIBER FIBERS FROM VEGETABLE RAW MATERIALS CONTAINING XYLAN
CH645685A5 (en) METHOD FOR PRODUCING SUGAR AND LIGNIN FROM CRUSHED LIGNOCELLULOSE MATERIAL.
DD208173A5 (en) METHOD FOR OBTAINING WATER-SOLUBLE SACCHARIDES FROM CELLULOSIC MATERIAL
CH221012A (en) Process for the production of cellulose flours.
EP0930934B1 (en) Process for enlarging the surface of particles
DE555461C (en) Saccharification of pentosan-containing plant substances
CH704766A1 (en) A process for preparing a cellulose-containing material for producing a composite material.
DE2651801A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A HIGH YIELD CELLULAR FOR ABSORPTION PRODUCTS
US2269665A (en) Preparation of celulose metal
AT407871B (en) Process for producing activated carbon from plant material
DE19603491A1 (en) Production of fibrous cellulose@ material free from other plant components
DE681668C (en) Process for the production of wood cellulose flours which can be softened in water and which are used in particular as animal feed
DE714937C (en) Process for the production of semi-cellulose from wood, bamboo, straw, grass and other plants containing cellulose
DE677997C (en) Process for the production of animal feed or additives to dietetic nutrients
DE388998C (en) Process for the production of textile fibers and cellulose from suitable raw plants such as nettles, jute, reeds, Typha and the like. like
DE747166C (en) Process for the production of a fertilizer from potato tops u. like
DE389982C (en) Process for the production of a charcoal suitable for therapeutic purposes
DE656505C (en) Process for the production of wood pulp
DE2827388C2 (en) Process for the extraction of sugars from cellulose-containing raw materials
DE668687C (en) Process for fiberizing lignin-containing fiber material
DE553966C (en) Process for the production of pulp