Verfahren zum chemischen Abbau von Holz oder verwandten Materialien durch Verzuckerung der Hemizellulose mittels Druckperkolation mit verdünnten Säuren in Perkolatoren mit unterem Filter-Konus, sowie zur Weiterverarbeitung der gewonnenen Zuckerlösungen unter gleichzeitiger Gewinnung von Lignin oder a-Zellulose als Nebenprodukte, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Verwendung des Lignin-Rückstandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum chemischen Abbau von Holz oder verwandten Materialien durch Verzuckerung der Hemizellulose mittels Druckperkolation mit verdünnten Säuren in Perkolatoren mit unterem Filter-Konus, sowie zur Weiterverarbeitung der gewonnenen Zuckerlösungen unter gleichzeitiger Gewinnung v.
Lignin oder cc-Zellulose als Nebenprodukte. Der Stand der Technik auf diesem Gebiet ist im wesentlichen aus der deutschen Patentschrift 640 775 ersichtlich. Hiernach wurde die Hydrolyse der Hemizellulose und der Zellulose des Holzes im wesentlichen kontinuierlich durchgeführt, wenn auch bei verschiedenen Temperaturen während des Schubablaufs und in den Zeiten zwischen zwei Schüben, in denen jeweils aufgeheizt wurde. Das Zellulosematerial war dabei ständig mit einer Lösung schwacher Mineralsäuren, vorzugsweise Schwefelsäure, gesättigt.
Um die Zersetzung des jeweils gebildeten und im Perkolator befindlichen Zuckers in erträglichen Grenzen zu halten, musste mit verhältnismässig grossen Flüssigkeitsmengen perkoliert werden, so dass verhältnismässig dünne Zuckerlösungen von 5,1% red. Zucker bzw. 4,3% vergärbaren Zucker maximal bei einer Ausbeute von 53% red. Zucker resultierten.
Auch das bekannte Verfahren der Vorhydrolyse von Buchenholz und der anschliessenden Gewinnung von Alpha-Zellulose durch alkalische Auswaschung des Lignins leidet an dem Nachteil hoher Eindampfkosten für das erzielte Vorhydrolysat und auch für die resultierende Alkaliligninlösung.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das gestattet, die Zuckerzersetzung noch wesentlich weiter als bisher zu unterdrücken, so dass man bei gleicher Konzentration der Zuckerlösungen höhere Ausbeuten oder vorzugsweise bei gleicher Ausbeute wesentlich konzentriertere Zuckerlösungen zur Verbilligung der anschliessenden Endprodukt-Aufarbeitung erzielen kann, die dadurch erst wirtschaftliche Bedeutung erlangt. In analoger Weise sollte auch die Wirtschaftlichkeit der Gewinnung von Alpha-Zellulose im Anschluss an eine Vorhydrolyse der Hemizellulose gesteigert werden.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, dass die Hydrolyse der Hemizellulose in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Perioden, jeweils bestehend aus folgenden Massnahmen a) Zugabe eines Reaktionsschubes verdünnter Säure mit einer Wasserstoffionen-Konzentration entsprechend 1 bis 25% HSOl und mit einer Temperatur von etwa
90 - 1000C, zu dem auf mindestens etwa 1000C vorge wärmten Ausgangsmaterial bis zu dessen Sättigung mit anhaftender Flüssigkeit, b) Aufheizen der gemäss a) mit saurer Flüssigkeit ge sättigten Materialfüllung auf eine Reaktionstempera tur von 120- 1450C, gemessen im Perkolatoroberteil, und Halten bei dieser Temperatur während 15 bis
60 Minuten,
c) Auswaschen des gemäss b) gebildeten Zuckers durch eine Reihe von Wasch-Schüben von etwa 90- 1000C, die teilweise aus Wasch-Abstössen einer vorangegan genen Perkolation mit der Reihe nach fallender Zuk kerkonzentration und schliesslich aus Wasser beste hen, bei herabgesetzten bzw.
fallenden Temperaturen, durchgeführt wird, wobei der oder die Abstösse aus dem oder den ersten Wasch-Schüben der ersten Perio de mit der höchsten Zuckerkonzentration der Weiter verarbeitung zu Endprodukten zugeführt und die übri gen Abstösse zur Wiederverwendung als Wasch-Schü be bei einer anderen Periode oder der nächsten Per kolation gespeichert werden, und dass der im wesent lichen Zellulose und Lignin enthaltende Rückstand entweder zwecks Gewinnung von Lignin als Neben produkt d) unter Hydrolyse der Hauptmenge der Zellulose in mehreren weiteren Perioden jeweils analoger Mass nahmen a) bis c), jedoch durch erhöhte Säurekonzen tration und/oder Aufheiztemperaturen und / oder Re aktionszeiten der Reaktionsschübe unter gegenüber der Hemizellulose-Hydrolyse wesentlich verschärften
Reaktionsbedingungen behandelt wird,
wobei in gleich falls analoger Weise die ersten bei c) anfallenden konzentriertesten Dextrose-Abstösse der Weiterverar beitung zu Endprodukten zugeführt und die übrigen bei c) anfallenden Abstösse zur Wiederverwendung als Wasch-Schübe bei einer anderen Periode oder der nächsten Perkolation gespeichert werden, wobei der gewünschte, im wesentlichen aus Lignin bestehende
Rückstand gewonnen wird, oder zwecks Gewinnung von a-Zellulose e) einer alkalischen Auswaschung des Lignins unterwor fen wird.
Dabei ist es vorteilhaft, dass vor Zugabe des Reaktionsschubes der ersten Periode in den das Ausgangsmaterial enthaltenden Perkolator die im Perkolator enthaltene Luft entfernt und das Material durch direkte Dampfzugabe, vorzugsweise von unten, auf mindestens 100 C bis 1300C aufgeheizt wird.
Zur gleichmässigen Dampfverteilung im Füllkuchen beim Aufheizen der Reaktionsschübe und gegebenenfalls auch zwischen einzelnen Wasch-Schüben gegen Ende der jeweiligen Auswaschphase (c) ist es von Vorteil, dass beim Aufheizen der Perkolatorfüllung eine Druckdifferenz zwischen Dampfeintrittsstutzen am Filterkonus und Perkolatoroberteil von mindestens 0,5 at und höchstens 3 at eingestellt wird.
Auf diese Weise wird gleichzeitig eine gleichmässige Durchströmung des Füllkuchens mit Waschflüssigkeit von oben gesichert, die in die von Dampf erfüllten Räume unter dessen Kondensation eindringt.
Beim Ablaufen der Wasch-Abstösse aus dem unteren Filterkonus des Perkulators ist es ferner zweckmässig, dafür zu sorgen, dass die aus dem Filterkonus unter Druck abzulassenden Flüssigkeits-Abstösse bei einer Druckdifferenz zwischen Perkulator-Oberteil und Anschlussleitung am Filterkonus von 0 - 0,5 at - im Laufe von 15 Minuten ansteigend - geregelt abgezogen werden.
Wird nämlich die Druckdifferenz zwischen Perkolatoroberteil und Ablassstutzen am Filterkonus zu gross, d.h. grösser als 0,5 at, so besteht die Gefahr, dass der Füllkuchen so stark zusammengedrückt wird, dass die Perkolation von Flüssigkeit nicht mehr möglich ist.
Zur Erleichterung des Ablaufs der Abstösse ist es dabei von besonderem Vorteil, dass der Druck in der Anschlussleitung am Filterkonus mindestens dem zur dort herrschenden Temperatur gehörigen Sattdampfdruck entsprechend, vorzugsweise wenige Zehntel Atmosphäre höher, durch entsprechend geregelte Dampfzugabe in den Perkolatoroberteil gehalten wird.
Auf diese Weise wird einerseits verhindert, dass die Flüssigkeit beim Austritt aus dem Filter teilweise verdampft und sich dadurch auf ein vielfaches Volumen aufbläht - was den Ablauf naturgemäss entsprechend vorzögern würde - und andererseits eine zu grosse Temperaturdifferenz zwischen dem von oben nachdrückendelr Dampf und dem mit Flüssigkeit gesättigten Füllkuchen vermieden.
Wird nämlich im Perkolator ein wesentlich höherer Druck durch Dampfzugabe in den Perkolatoroberteil eingestellt, als der Siedetemperatur des austretenden Abstosses entspricht, so steigt mit wachsendem Druck die Gefahr einer vorzeitigen Kondensation des Dampfes im Füllkuchen, so dass kein Nachdrücken auf die innerhalb des Füllkuchens sich einstellende Flüssigkeitsoberfläche mehr stattfindet und dadurch das Ablaufen des Abstosses verzögert wird.
Weiterhin ist es sehr zweckmässig, die Temperatur der in den Perkolator eintretenden Schübe jeweils um mindestens 100C, vorzugsweise 20- 400C und mehr, niedriger als die Temperatur im Perkolatoroberteil bzw.
der im Perkolator enthaltenen Füllung zu halten. Dadurch wird einerseits die im Perkolator herrschende Temperatur herabgesetzt und andererseits durch den in den einzelnen Partikeln aus der anhaftenden Flüssigkeit gebildeten Entspannungsdampf der konzentrierte Extrakt aus den Poren in die die Partikel umgebende Schubflüssigkeit verstärkt übergeführt, wobei auch der das Material vor Schubeintritt umgebende Dampf vom Flüssigkeitsschub kondensiert werden muss.
Die sogenannten Reaktionsschübe haben im wesentlichen nur die Aufgabe, frische Säure an den Füllkuchen heranzubringen, um die Hydrolyse einen weiteren Schritt fortzusetzen. Dabei ist es vorteilhaft, die durch den in den Perkolator eingetretenen Reaktionsschub jeweils verdrängte Flüssigkeit geringer Säurekonzentration, die als Abstoss abgezogen wird und nur sehr geringe Zuckermengen enthält, weiter zu verwenden und zwar insbesondere dadurch, dass der bei einer Periode der Hydrolyse der Hemizellulose aus dem Perkolator nach Zugabe des Reaktionsschubes anfallende Abstoss gespeichert und nach Einstellung der gewünschten Säurekonzentration als Reaktionsschub für eine andere Periode verwendet wird.
Bei Hydrolyse der Zellulose wird zweckmässig so vorgegangen, dass der bei einer Periode der Hydrolyse der Zellulose aus dem Perkolator nach Zugabe des Reaktionsschubes anfallende Abstoss gespeichert und nach Einstellung der gewünschten Säurekonzentration als Reaktionsschub für eine andere Periode verwendet wird, wobei der erste Reaktionsschub der Hemizellulose-Hydrolyse aus zwei Abstössen mindestens eines Reaktionsschubes und gegebenenfalls eines Waschschubes zusammengesetzt wird.
Dadurch wird der gesamte Flüssigkeitsüberschuss aus den Reaktionsschüben zur Anfeuchtung bzw. Sättigung des Ausgangsmaterials verbraucht.
Die Zellulose-Hydrolyse erfolgt mit Vorteil in der Weise, dass in jeder Periode der Zellulose-Hydrolyse eine Wasserstoffionen-Konzentration des Reaktionsschubes entsprechend 2- 5% H2SO4, und eine Reaktionszeit von je 30 - 90 Minuten angewandt wird, wobei in der ersten Periode eine Aufheiztemperatur von 180- 1600C und in den folgenden Perioden eine solche von 195 bis 165 C eingestellt wird.
Es zeigt sich also in überraschender Weise, dass es bereits durch relativ kurze Hydrolysezeiten möglich ist, die Zellulose in lösliche Zucker-Moleküle zu spalten, während für die Extraktion dieser Moleküle aus den einzelnen Partikeln ein grösserer Zeitaufwand erforder lich ist, insbesondere um den Zucker in möglichst hoher Konzentration zu gewinnen. Dafür muss eben die Hydrolysereaktion und die Zuckerzersetzung jeweils entsprechend durch Temperatursenkung und Herabsetzung der Säurekonzentration unterdrückt werden. Unter Umständen kann es auch für bestimmte Ausgangsmaterialien genügen, nur eine Temperatursenkung oder auch nur eine entsprechende Herabsetzung der Säurekonzentration beim Auswaschen des gebildeten Zuckers anzuwenden.
Ein analoges Verfahren wird nun auch für die alkalische Auswaschung des Lignins zur Gewinnung von Alpha-Zellulose vorgeschlagen. Es soll in mindestens einer der Hemizellulosen-Hydrolyse analogen Periode durchgeführt werden, die jeweils besteht aus a) Zugabe eines Reaktionsschubes mit der Hauptmenge des zum Aufschluss benötigten Alkali an sich bekann ter Zusammensetzung mit einer Temperatur von ca.
90 - 1000C zu dem nach der Hemizellulose-Hydrolyse verbliebenen Rückstand für dessen Sättigung mit alka lischer Aufschlusslösung.
b) Aufheizen der gemäss a) mit Aufschlusslösung gesät tigten Füllung auf die gewünschte Reaktionstempera tur von 120- 1450C, gemessen im Perkolatoroberteil, und Halten bei dieser Temperatur 30 - 90 Minuten.
c) Auswaschen des gemäss b) gebildeten Alkalilignins durch eine Reihe von Wasch-Schüben von ca. 90 bis 100 C, die teilweise aus Wasch-Abstössen einer voran gegangenen Perkolation mit der Reihe nach fallender
Alkalilignin-Konzentration und schliesslich aus Was ser bestehen, wobei der oder die ersten Waschabstösse als relativ konzentrierte Alkali-Lignin-Lösung zur
Weiterverarbeitung gewonnen werden.
Dabei ist es von Vorteil, dass dem oder den ersten Wasch-Schüben gemäss c) noch ein Teil der zum Aufschluss benötigten frischen Alkalimengen zugesetzt wird.
Zur Endprodukt-Aufarbeitung der gewonnenen Lösungs Fraktionen erweist sich ein Verfahren als besonders vorteilhaft, das dadurch charakterisiert ist, dass die zu Endprodukten weiterzuverarbeitenden schwach sauren Holzzuckerlösungs-Fraktionen mit Kalzium-Karbonat, gegebenenfalls unter Zusatz von Kalziumhydroxyd, neutralisiert, mit dem gebildeten Gips auf 20 - 30% eingedampft, von Gips befreit und auf mindestens 50% Zuckergehalt nacheingedampft werden.
Dabei ist es je nach Verwendungszweck der Lösungen zweckmässig, dass nach der Voreindampfung und Gipsabtrennung eine Behandlung mit Ionenaustauschern eingeschaltet wird.
Ausserdem kann es mit oder ohne Ionenaustauscherbehandlung vorteilhaft sein, dass nach der Voreindampfung und Gipsabtrennung, sowie einer etwaigen Behandlung mit Ionenaustauschern eine Behandlung mit Entfärbungsharzen eingeschaltet wird. Um die verhältnismässig teuren Ionenaustauscher und/oder Entfärbungsharze vor vermeidbaren Verunreinigungen zu schützen, ist es weiter von Vorteil, eine Vorbehandlung mit Bentonit oder Tonerde oder vorzugsweise mit Lignin, gegebenenfalls nach seiner Aufbereitung, einzuschalten. Das mit Verunreinigungen belastete verhältnismässig billige Vorreinigungsmittel - Bentonit, Tonerde oder vorzugsweise Lignin - wird dann ausgeschieden.
Es hat sich ferner als besonders vorteilhaft ergeben, dass der nach Hydrolyse der Hauptmenge der Zellulose anfallende Lignin-Rückstand ausgewaschen, nach Ausstossen aus dem Perkolator vorzugsweise weitgehend getrocknet und gemahlen wird und zur Verwendung als Tierfutter-Bestandteil gelangt.
Das Lignin ist nach dem neuen Verfahren wesentlich geringer mit Zuckerzersetzungsprodukten belastet, so dass seine Oberflächenaktivität ca. 50% grösser ist als die des nach dem deutschen Patent 640 775 anfallenden Lignins.
Die Aufbereitung des Lignins ist daher wesentlich einfacher als bisher.
Mit Vorteil kann das Lignin als Trägersubstanz für Zuckerlösungen der verschiedenen Fraktionen oder für Weiterverarbeitungsprodukte wie Xylit und Sorbit dienen.
So wird vorgeschlagen, dass dem aufbereiteten Lignin vor seiner Verwendung als Tierfutter-Bestandteil Mischzucker aus der Hydrolyse der Hemizellulose von Nadelholz nach entsprechender Eindampfung und/oder Mutterlauge der Kristallisation der aus der Hydrolyse der Zellulose von Nadel- und/oder Laubholz gewonnenen Dextrose-Lösung zugesetzt wird.
Ausserdem kann es für besondere Zwecke in Betracht kommen, dass dem aufbereiteten Lignin vor seiner Verwendung als Tierfutter-Bestandteil ein aus dem Hydrolysat der Hemizellulose von Laubholz, insbesondere Buchenholz, durch Hydrieren gewonnener Zuckeralkohol, insbesondere Xylit, und/oder ein aus dem Hydrolysat der Zellulose von Nadelholz oder Laubholz durch Hydrieren gewonnener Zuckeralkohol, insbesondere Sorbit, zugesetzt wird, oder dass dem aufbereiteten Lignin vor seiner Verwendung als Tierfutter-Bestandteil ein aus dem Hydrolysat der Hemizellulose von Nadelholz durch Hydrieren gewonnener Mischzuckeralkohol, vorwiegend bestehend aus Mannit, zugesetzt wird. Ausserdem ist es von Vorteil, dass dem aufbereiteten Lignin vor seiner Verwendung als Tierfutter-Bestandteil Wirkstoffe, wie Vitamine, Spurenelemente, Enzyme und / oder Antibiotika, zugesetzt werden.
Zur Durchführung des Verfahrens wird nach der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch charakterisiert ist dass für einen oder mehrere Perkolatoren mit unterem Filterkonus eine der Anzahl von Reaktionsschüben mit verschiedener Konzentration von Säuren und/oder Alkalien entsprechende Zahl von Speicherbottichen mit Rührwerk und für jede Periode der Hydrolyse der Hemizellulose und der Hydrolyse oder des Aufschlusses der Zellulose eine Batterie von Speicherbottichen entsprechend der Anzahl der benötigten Wasch Schübe mit absperrbaren oberen Anschlussleitungen an jeden Perkolator über ein Entspannungsgefäss und absperrbaren unteren Abflussleitungen über ein Pumpenaggregat zu jedem Perkolator vorgesehen sind.
Dabei ist es vorteilhaft, dass die Abdampfleitung von den Entspannungsgefässen in den oder die Waschwasser Speicher zur direkten Waschwasservorwärmung geführt ist.
Schliesslich ist es zweckmässig, dass zur Einstellung der Säure- bzw. Alkali-Konzentration in den Reaktionsschub-Speicherbottichen mindestens ein Vorratsbehälter für konzentrierte Säure bzw. Alkali-Lösung mit Zuteileinrichtung zu den einzelnen Speicherbottichen vorgesehen ist.
Die Zuteilung der Säure bzw. des Alkali kann u.U.
mit Vorteil direkt in die Druckleitung der die Reaktionsschübe in den Perkolator auf konstante Menge geregelte fördernden Pumpe mittels einer auf eine der im Schub erforderlichen Konzentration geregelten Druckpumpe erfolgen. Auf diese Weise werden die Perkolierflüssigkeitspumpen weitgehend vor Korrosion bewahrt; denn die Säurekonzentration der Abstösse ist jeweils gering und die konzentrierte Säure kalt.
Es folgt nun ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens anhand der schematischen Zeichnung, die eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigt.
Ein Perkolator 1 von ca. 110 cbm Nutzinhalt ist mit einem oberen Schnellverschluss und oberen Eintrittsventil 3 für Perkolierflüssigkeit und 4 für Dampf, mit einem unteren Filterkonus 5, der der Höhe nach in zwei Teile unterteilt ist und mit getrennten Anschlussleitungen 6 und 7 für Dampfeintritt über Ventile 8, 9 und 10 und Flüssigkeitsaustritt über Ventil 11 bzw. Regelventil 12, sowie mit einer unteren Entleerungsklappe 13, mit Dampfeinleitungsanschluss 14 über Ventil 15 zu einem oberhalb eingebauten Dämpfeinsatz 16 versehen.
An der Entleerungsklappe 13 ist über einen Krümmer 17 ein Zyklon 18 angeschlossen, der zur Abscheidung des ausgestossenen Lignins dient. Unterhalb des Zyklons ist ein Transportgerät 19 für das Lignin zur Aufbereitungsanlage vorgesehen. Zur Durchmessung am Perkolatoroberteil ist ein registrierendes Manometer po und an der unteren Anschlussleitung 7 ein Manometer pu vorgesehen.
Zur Differenzdruckmessung dient ein Schreibgerät pd.
Ferner wird die Temperatur der unten austretenden Lösungen mittels eines Fern-Temperatur-Messgerätes tu gemessen und registriert. Sämtlich Mess- und Steuergeräte sind in einer Bedienungszentrale (nicht gezeichnet) angeordnet, so dass ein Bedienungsmann mit einem Hilfsmann die Gesamtanlage bedienen kann.
Von dem Regelventil 12 führt eine Leitung 20 zu einem Entspannungsgefäss 21. Hier werden die aus dem Perkolator unter Druck austretenden Flüssigkeits-Abstösse auf etwa Atmosphärendruck entspannt. Der Entspannungsdampf wird durch Leitung 22 und die entspannte Flüssigkeit durch Leitung 23 abgeführt.
Zur Bereitung bzw. Speicherung der Reaktionsschübe sind drei Bottiche 24, 25 und 26 mit Rührwerk vorgesehen. Zur Speicherung der Wasch-Schübe der ersten bzw. zweiten Periode der Hemizellulose-Hydrolyse dienen die Speicherbottiche A 1 - 5 bzw. B 1 - 4. Zur Speicherung der Wasch-Schübe der ersten bzw. zweiten Periode der Zellulose-Hydrolyse dienen die Speicherbottiche C 1 -4 bzw. D 1 -4. Absperrbare Flüssigkeitszuleitungen 27 - 30 sind für sämtliche Bottiche an die Leitung 23 angeschlossen.
Absperrbare Flüssigkeitsableitungen 31-34 sind an sämtlichen Bottichen unten angeschlossen und führen über Pumpen 35-38 und Leitung 39 zum Perkolator über Ventil 3. Mindestens 1 Bottich jeder Batterie B - D ist mit einem Anschluss 40 für Waschwasser versehen.
Ausserdem ist in jedem dieser Bottiche eine Dampfeinlass-Schlange mit absperrbarem Anschluss an Leitung 22 von Entspannungsgefäss 21 vorgesehen. An Leitung 22 kann noch ein Ahdampfreduzierventil 41 für sonstigen Betriebs-Abdampf z.B. an einer Kraftmaschine angeschlossen sein.
Schliesslich ist noch mindestens ein Rührwerksbottich 42 zur Speicherung und gegebenenfalls Mischung von Frisch-Säure mit Verteil-Leitung 43 zu den Bottichen 24- - 26 vorgesehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann nun mit einer solchen Vorrichtung z.B. wie folgt durchgeführt werden:
Buchenholz-Hackschnitzel mit einem Trockensubstanzgehalt von 30% werden in den Perkolator ähnlich wie auch in der Zellstoffindustrie üblich, eingebracht.
Es kann dabei zunächst eine Hackschnitzelfüllung eingebracht, mit Dampf von 1 - 4 atü von oben nachgepresst und nachgefüllt werden, um eine möglichst dichte Pakkung des Ausgangsmaterials zu erzielen. Der Pressdruck richtet sich dabei nach dem Gewicht der ersten Füllung und wird um so höher gewählt, je geringer dieses ist.
Beim Dampfpressen von oben ist ein an der unteren Anschlussleitung 6 oder 7 angebrachtes Abdampfventil 7a geöffnet. Nach beendeter Füllung werden der obere Schnellverschlussdeckel und das untere Abdampfventil 7a geschlossen. Die im Perkolator noch vorhandene Luft wird bis etwa 40 Torr evakuiert, worauf durch Dampfeinlass von unten über die Ventile 8, 9 und 15 die Füllung aufgeheizt, der Perkolatordruck auf ca. 1 ata gebracht und anschliessend bei diesem Druck nach geringem öffnen eines oberen Abdampfventils 4 a einige Minuten von unten nach oben Dampf durch die Füllung geleitet wird, um die letzten Lufteinschlüsse zu entfernen und eine gleichmässige Füllkuchenanwärmung zu erzielen. Es beginnt nun die Vorhydrolyse der Hemizellulose der Bu- chenholz-Schnitzel mit ihrer 1. Periode a) durch Einleitung des ersten sog.
Reaktionsschubes von ca. 45 cbm 1,2%iger Schwefelsäurelösung von 90- 1000C. Der nicht von Material aufgesaugte Überschuss wird durch die Anschlussleitungen 6 und 7 mit Verteiler 11 und 12, Leitung 20 und Entspannungsgefäss 21 in den gleichen Speicherbottich 24 wieder abgelassen, aus dem er vorher mittels der Pumpe 35 und Leitung 39 in den Perkolator gepumpt worden war.
Anschliessend wird b) durch die Ventile 8, 9, 10 und 15 Dampf in den Perkolator eingeblasen und die Füllung aufgeheizt, bis ein am Oberteil des Perkolators angeschlossenes Manometer einen Sattdampfdruck anzeigt, der einer Temperatur von 1400C entspricht. Bei dieser Temperatur wird die Füllung dann durch entsprechende Regelung des Dampfventils 18 etwa 15 Minuten gehalten.
Es folgt nun c) die Extraktion des in der vorhergehenden Aufheizperiode aus der Hemizellulose gebildeten Zuckers durch eine Reihe von Wasch-Schüben unter Abbruch der Zuckerbildungsreaktion durch Wasserverdünnung bzw. Verdrängung der am Material haftenden Säurelösung und Absenkung der Temperatur, wodurch auch die Zersetzungsgeschwindigkeit des gebildeten bzw.
im Perkolator befindlichen Zuckers entsprechend reduziert wird.
Um die Zuckerlösung mit möglichst hoher Konzentra- tion zu gewinnen, besitzt der erste Wasch-Schub von 30 cbm Wasser bereits einen Extraktgehalt von 2,6 t aus der vorhergehenden Perkolation (Abstoss des 1. Wasch Schubes der zweiten Periode der Hemizellulose-Hydroly- se). Der mit 90-1000C aus dem Speicherbottich B 1 mittels der Pumpe 36 über Leitung 39 in den Perkolator gepumpte Schub verursacht ein rasches Absinken der Temperatur bzw. des Druckes im Perkolator auf etwa 1200C. Diese Temperatursenkung entspricht einer Senkung der Hydrolysiergeschwindigkeit auf etwa ein Viertel. Die Säurekonzentration wird durch den Wasserschub mindestens halbiert, so dass die Hydrolysiergeschwindigkeit und die Zuckerzersetzungsgeschwindigkeit insgesamt auf etwa ein Zehntel reduziert wird.
Nach Abstoss von 31 cbm (einschl. Kondensat) mit 3,7 t Extrakt durch das im unteren Konus eingebaute Filter, die Anschlussleitungen 6 und 7 mit den Ventilen 11 und 12 über Leitung 20 und Entspannungsgefäss 21, sowie über Leitung 27 in Bottich A 1 wird ein zweiter Wasch-Schub von 28 cbm mit 2,3 t Extrakt aus dem Bottich P2 von der vorhergehenden Perkolation über Leitung 31 mittels Pumpe 35, sowie über Leitung 39 und Ventil 13 in den Perkolator 1 eingebaut. Die Temperatur im Perkolator fällt dabei auf ca. 1100C, so dass sich eine weitere Halbierung der Hydrolysiergeschwindigkeit und Zersetzungsgeschwindigkeit ergibt.
Sobald der zweite Schub den Perkolator von oben nach unten durchsetzt hat, wird er durch das Filter als 2.
Abstoss von 29 cbm wie der 1. Abstoss abgelassen, jedoch in Bottich A 2.
Der 2. Abstoss enthält dann etwa 3,4 t Extrakt und wird zusammen mit dem ersten Abstoss über Leitung 44 zur Endproduktion und Aufarbeitung ausgeschieden, so dass sich insgesamt 60 cbm mit 7,1 t Gesamtextrakt ergeben, die 6 t Xylose demnach in 10%iger Lösung enthalten.
Anschliessend wird noch mit drei weiteren Schüben von je 18 cbm gewaschen, von denen der erste noch 0,93 t, der zweite 0,78 t und der dritte praktisch keinen Extrakt mehr enthält. Diese Schübe werden aus den Bottichen B 3, B 4 und B 5 über Leitung mittels 32 Pumpe 36 und Leitung 39 dem Perkolator zugeführt, wobei jeweils ein weiterer Temperaturabfall eintritt.
Die aus den genannten drei Schüben resultierenden Abstösse werden in den Bottichen A 3, 4 und 5 gespeichert.
Es folgt nun die zweite Periode der Hemizellulose Hydrolyse.
Der zweite Reaktionsschub umfasst 22 cbm und enthält 1,5% Schwefelsäure, bei einer Temperatur von 90 bis 1000C. Er wird a) aus Bottich 25 über Leitung 32 mittels Pumpe 36 über Leitung 39 mit Ventil 3 dem Perkolator I zugeführt. Der aus dem Perkolator nach Durchtritt dieses Schubes anfallende Abstoss von 22 cbm wird in analoger Weise in Bottich 24 zur Verwendung bei der nächsten Perkolation als 1. Reaktionsschub gespeichert.
Anschliessend wird b) die mit dem Reaktionsschub gesättigte Perkolatorfüllung mittels Dampf über Ventil 8 und mindestens 9 auf 1400C, gemessen im Perkolatoroberteil, aufgeheizt und bei dieser Temperatur ca. 15 Minuten gehalten.
Hierauf wird der gemäss a) und b) gebildete Zucker mittels vier Wasch-Schüben ausgewaschen. Der erste Schub umfasst bei einer Temperatur von 90- 1000C 22 cbm und enthält 1,65 t Extrakt und wird aus Bottich A 3 und 4 über Leitung 31 mittels Pumpe 35 über Leitung 39 mit Ventil 3 dem Perkolator zugeführt.
Die Temperatur im Perkolator fällt dabei auf ca.
1200C, und die Säurekonzentration wird wiederum etwa halbiert, so dass die Hydrolysier- und Zersetzungsgeschwindigkeit auf etwa ein Achtel absinkt. Der resultierende Abstoss umfasst etwa 30cbm mit 2,6 t Extrakt und wird im Bottich B 1 gespeichert.
Der zweite Wasch-Schub enthält 28 cbm mit 1,5 t Extrakt und wird aus Bottich A4 und 5 in analoger Weise dem Perkolator zugeführt. Die Perkolatortemperatur fällt dadurch weiter ab.
Der anfallende Abstoss von ca. 28 cbm mit 2,3 t Extrakt wird in Bottich B 2 gespeichert.
Der dritte Wasch-Schub enthält den Rest von Bottich A 5 und wird mit heissem Wasser von 90- 100oC aufgefüllt auf 18 cbm mit insgesamt 0,35 t Extrakt. Der dritte Abstoss umfasst dann etwa 19 cbm mit 1 t Extrakt und wird in Bottich B 3 gespeichert.
Der vierte Wasch-Schub besteht aus 18 cbm Wasser von 90 - 1000C aus dem Wasserspeicher B 5. Der vierte Waschabstoss mit 18 cbm und 0,8 t Extrakt wird in Bottich B 4 gespeichert.
Damit ist die Phase der Hemizellulose-Hydrolyse beendet.
Es folgt nun die Phase der Zellulose-Hydrolyse in zwei Perioden.
Die erste Periode umfasst a) einen Reaktionsschub aus Bottich 26 von 22 cbm und
90- 100C mit einer Schwefelsäurekonzentration von
4%. Der hieraus resultierende Abstoss von ca. 22 cbm wird in Bottich 25 gespeichert.
b) Die Perkolatorfüllung wird auf 165 - 1700C aufge heizt und bei dieser Temperatur ca. 30 Minuten ge halten.
c) Der bei a) und b) gebildete Zucker (Dextrose) wird mit vier Wasch-Schüben ausgewaschen.
Der erste Wasch-Schub von 35 cbm und 2,3 t red.
Zucker wird aus Bottich D 1 und D 2 dem Perkolator zugeführt.
Die Temperatur im Perkolator fällt dadurch auf ca.
1350C ab, so dass die Hydrolysier und Zersetzungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Säureverdünnung auf etwa ein Sechzehntel reduziert wird. Der untere Abstoss von ca. 47 cbm und 3,9 t red. Zucker wird in Bottich C 1 gespeichert. Der zweite Wasch-Schub von 30 cbm und 1,45 t red. Zucker wird aus Bottich D 2 und D 3 dem Perkolator zugepumpt. Der zweite Abstoss von 33 cbm und 2,6 t red. Zucker wird in Bottich C2 gespeichert. Der 3. und 4. Wasch-Schub besteht aus Wasser aus Bottich C5 und D 5. Der 3. Abstoss von ca. 18,5 cbm und 0,96 t red. Zucker wird in Bottich C 3 und der 4.
Abstoss von ca. 19 cbm und 0,7 t red. Zucker wird in Bottich C 4 gespeichert für die nächste Perkolation.
Der Inhalt von Bottich G 1, sowie 18 cbm von Bottich C 2 und 25 cbm von Bottich D 1, insgesamt 90 cbm Lösung mit 7,2 t red. Zucker (Dextrose) entsprechend einer Konzentration von 8% Dextrose wird zur Endprodukt-Aufarbeitung über Leitung 45 ausgeschieden.
Anschliessend folgt die zweite Periode, die in analoger Weise folgende Massnahmen umfasst: a) Zugabe eines Reaktionsschubes von 22 cbm und 4%
Schwefelsäuregehalt mit einer Temperatur von 90 bis
1000C aus Bottich 26. Der resultierende Abstoss mit geringem Säuregehalt von ebenfalls etwa 22 cbm wird wiederum in Bottich 26 gespeichert.
b) Aufheizen der nun mit dem Reaktionsschub gemäss a) gesättigten Füllung auf 175 - 1 800C und Halten bei dieser Temperatur ca. 30 Minuten.
c) Auswaschen des bei a) und b) gebildeten Zuckers durch drei Wasch-Schübe. Der erste Wasch-Schub von 30 cbm und 1,98 t red. Zucker-Gehalt wird mit einer Temperatur von 90 - 100 C aus Bottich C 2 und
C 3 dem Perkolator zugeführt.
Die Temperatur im Perkolator sinkt dadurch auf ca.
1400C ab, so dass die Hydrolysier- und Zersetzungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Säureverdünnung spontan auf etwa einen Dreissigstel herabgesetzt wird. Der erste Abstoss von ca. 41 cbm und 3,15 t Gehalt an red. Zucker wird in Bottich D 1 gespeichert.
Der zweite Wasch-Schub von 27 cbm und 0,88 t Gehalt an red. Zucker wird mit ebenfalls 90- 100CC aus Bottich C3 und C 4 dem Perkolator zugeführt, wobei die Temperatur auf ca. 1200C gesenkt und die Hydrolysier- und Zersetzungsgeschwindigkeit weiter auf etwa ein Fünftel herabgesetzt wird. Der Zweite Abstoss von etwa 30 cbm und 1,7 t Gehalt an red. Zucker wird in Bottich D 2 gespeichert. Der dritte Wasch-Schub besteht aus 18 cbm Wasser von 90 - 1000C und wird dem Perkolator aus Bottich C 5 oder D 4 zugeführt. Der dritte Abstoss von ca. 18 cbm und einem Gehalt von ca. 0,8 t red. Zucker wird dann in Bottich D 3 gespeichert.
Die aus 30 t Buchenholztrockensubstanz erzielte Ausbeute beträgt demnach: 60 cbm Lösung mit 6 t entsprechend 10% Xylosegehalt aus der Hemizellulose des Buchenholzes und 90cbm Lösung mit 7,2 t entsprechend 8 % Dextrosegehalt aus der Zellulose des Buchenholzes, sowie ca. 10,5 t Lignin-Rückstand, der noch ca. 4 t Zellulose enthält.
Je nach den örtlichen Verhältnissen kann es von Interesse sein, die Zellulose - gegebenenfalls in einer dritten Periode - noch weiter abzubauen. Auf jeden Fall darf dabei aber nicht soweit gegangen werden, dass das Holzgerüst des Buchenholzes zu einer amorphen Substanz zusammenbricht, da eine Perkolation in diesem Zustand nicht mehr möglich wäre; d.h. der Füllkuchen würde weitgehend oder vollständig flüssigkeitsundurchlässig.
Bei der Perkolation von Nadelholzspänen mit ca. 22 t Holztrockensubstanz im gleichen Perkolator ergibt sich in analoger Weise folgende Ausbeute:
Aus der Hemizellulose des Nadelholzes ca. 50cbm Lösung mit 5 t entsprechend 10% Mischzucker-Gehalt der Mischzucker besteht dabei vorwiegend aus Mannose und enthält daneben kleinere Mengen von Xylose, Galaetose und Glucose - ferner ca. 80 cbm Lösung mit 6,4 t entsprechend 8% Dextrose-Gehalt und schliesslich ca. 8 t Lignin-Rückstand, der noch ca. 1,5 t Zellulose enthält.
Der Endaufschlussgrad ergibt sich gleichfalls aus den örtlich verschiedenen wirtschaftlichen Bedingungen. Bei Nadelholz ist jedoch wegen seines höheren Ligningehalts ein Zusammenbruch des Holzgerüstes durch weitergehenden Abbau der Zellulose kaum zu befürchten.
Nach dem neuen Verfahren gelingt es also, etwa die gleichen Ausbeuten wie nach dem bisher bekannten Verfahren nach Scholler zu erzielen, jedoch besitzen die gewonnenen Lösungen bei etwa gleichem Dampfaufwand und etwa halbem Säureverbrauch die doppelte Zuckerkonzentration. Dieser Vorteil ist von ausschlaggebender wirtschaftlicher Bedeutung für die Weiterverarbeitung der gewonnenen Zuckerlösungen.
Ausserdem fällt der Ligninrückstand am Schluss des Prozesses in wesentlich reinerer Form, d.h. von wesentlich weniger Zuckerzersetzungsprodukten inkrustiert an, als bisher möglich war.
Am Schluss des Perkolationsprozesses nach Ablauf des letzten Abstosses wird die Perkolatorfüllung nochmals in an sich bekannter Weise von unten, insbesondere auch durch das geöffnete Ventil 15 aufgeheizt, bis die Temperatur für den anschliessenden Entleerungsvorgang ausreichend ist. Das über die Dampfspannung des mit Wasser gesättigten Füllkuchens hinaus im Perkolator angesammelte Dampfpolster wird durch das obere Abdampfventil abgelassen und die Entleerungsklappe 13 vom Bedienungsstand aus geöffnet.
Der Ligninrückstand wird dann durch die am unteren Ende eintretende plötzliche Entspannung und die damit verbundene explosionsartige Dampfentwicklung von unten beginnend zerrissen und mit dem Dampf in weniger als 1 Minute ausgetragen. Der Ligninrückstand wird in dem über den Krümmer 17 angeschlossenen Zyklon 18 von dem nach oben entweichenden Dampf abgeschieden und fällt in das unter dem Zyklon vorgesehene Transportgerät.
Mittels dieses Transportgeräts, z.B. eines kippbaren Lastwagenanhängers, wird das Material dann in eine entsprechende Aufbereitungsanlage gebracht.
Dort - oder auch noch im Perkolator vor der Entleerung - wird mit Wasser nochmals gewaschen. Zur Entfernung noch am Lignin haftender Zucker-Zersetzungsprodukte kann mit einer schwachen Natronlauge nachgewaschen und gegebenenfalls mit schwacher Säure und Wasser nochmals nachgewaschen werden. Der Ligninrückstand wird dann auf etwa 20% Wassergehalt getrocknet und fein gemahlen. In dieser Form dient der Ligninrückstand dann als Tierfutter-Bestandteil. Dem Tierfutter können dabei bis zu 5% gemahlener Ligninrückstand, vorzugsweise 2- 3% zugesetzt werden. Das Lignin hat dabei eine sterilisierende Wirkung und verhindert Durchfälle der damit gefütterten Tiere durch Adsorption schädlicher Bakterien.
Die bei der Verarbeitung von Buchenholz aus der Hemizellulose anfallende 1 0%ige Xylose-Lösung wird nach Ausscheidung aus der Perkolation, wie oben beschrieben, mit Kalzium Karbonat, gegebenenfalls unter Beigabe von Kalziumhydroxyd, auf ein PH von etwa 4- 5 eingestellt und auf etwa 20- 30% eingedampft. Der suspendierte Gips wird daraufhin zweckmässig durch Filtration - abgeschieden und die Lösung mittels Ionenaustauscher von Ca- und SO4-Ionen, sowie etwaiger Cu- oder anderen Metall-Ionen befreit.
Die Reinigung der Xylose-Lösung erfolgt dabei je nach Art der Weiterverwendung der gereinigten Lösung verschieden weitgehend.
Vor einer Weiterverarbeitung der Xylose-Lösung zu Xylit durch Hydrieren wird zweckmässig noch eine Reinigung mittels an sich bekannter Entfärbungsharze erfolgen, die mit Natronlauge regeneriert werden können. Um den Verbrauch von teuren Entfärbungsharzen zu reduzieren, kann vorteilhaft eine verhältnismässig billige Bentonitund/oder Lignin-Behandlung vorgeschaltet werden. Vor der Hydrierung wird der Sirup zweckmässig auf eine Konzentration von mindestens 50% Xylose eingedampft.
Dieser Sirup ist leicht zu kristallisieren. Die kristallisierte Xylose kann in beliebig reiner Form gegebenenfalls durch Umkristallisation als Produkt gewonnen werden. Die nach Abscheiden der Kristalle verbleibende Mutterlauge wird mit Vorteil zu Furfurol verarbeitet, während das Rohkristallisat oder auch, wenn nötig, das unkristallisierte Produkt zu Xylit hydriert werden kann.
Kristallisiertes Xylit wird dann als Diabetiker-Zucker auf den Markt gebracht, während die restliche Xylit Mutterlauge zur Herstellung von Diabetiker-Marmelade dienen kann.
Die bei Verarbeitung von Nadelholz aus der Hemizellulose anfallende 10%ige Mischzuckeriösung wird in entsprechender Weise neutralisiert, voreingedampft, von Gips befreit, soweit erforderlich mit Ionenaustauschern bzw. Entfärbungsharzen behandelt, nacheingedampft und zweckmässig als Sirup zur Verfütterung in Mischung mit anderen Futtermitteln auf Getreidebasis gebracht. Hier ist eine Beimischung von etwa 10% Mischzucker auf das Gesamtfutter vorgesehen.
Mit besonderem Vorteil kann der gemahlene Ligninrückstand mit Mischzuckersirup getränkt und zu Presslingen yerarbeitet werden. Die Presslinge werden dann gegebenenfalls unter Zumischung weiterer Mischzukkersirupmengen - mit dem Grundfutter vermischt.
Die bei der Hydrolyse der Zellulose von Laub oder Nadelholz anfallende Dextrose-Lösung wird in analoger Weise neutralisiert, voreingedampft, von Gips befreit, soweit erforderlich mit Ionenaustauschern behandelt und bis mindestens 50% Dextrosegehalt fertig eingedampft.
Falls erforderlich, kann hier noch eine Bentonit und/oder Lignin-, sowie Entfärbungsharzbehandlung vor und/oder nach der Fertigeindampfung eingeschaltet werden.
Der eingedampfte Sirup lässt sich mit einer guten Ausbeute von etwa 70% verhältnismässig leicht kristallisieren. Das kristallisierte Produkt hat dabei eine Reinheit von ca. 98%. Durch Umkristallisation lässt sich ein Produkt beliebiger Reinheit gewinnen.
Das Kristallisat wird dann mit Vorteil hydriert zu Sorbit und in dieser Form auf den Markt gebracht.
Das erste Kristallisat kann jedoch zB. auch als Kälberzucker in Verbindung mit Magermilch dienen.
Die anfallende Mutterlauge wird zweckmässig entweder auf biologischem Wege zu organischen Säuren, wie Zitronensäure oder Itakonsäure, verarbeitet, oder mit Ligninrückstand vermischt zu Presslingen verarbeitet, die dann, gegebenenfalls unter Zumischung weiterer Holzzuckersirupmengen mit dem Grundfutter vermischt als Viehfutter dienen.
Zur Erzielung besonderer physiologischer Effekte besteht auch die Möglichkeit, Xylit oder Sorbit, zweckmässig in Sirupform, mit Lignin zu Presslingen zu verarbeiten und diese - gegebenenfalls unter Zumischung weiterer Mengen von Holzzuckersirup oder seiner Derivate - gemischt mit Grundfutter auf Getreidebasis zu verfüttern.
Aus hierbei kommt eine Zumischung von bis zu 10% Holzzucker-Produkten zum Gesamtfutter in Betracht.
In vielen Fällen ist es besonders vorteilhaft, dem aufbereiteten Lignin vor seiner Verwendung als Tierfutterbestandteil Wirkstoffe, wie Vitamine, Spurenelemente, Enzyme und/oder Antibiotika, zuzusetzen. Diese in geringen Mengen dem Tierfutter beizumengenden Stoffe werden auf Lignin als Trägersubstanz dem Tier in besonders wirksamer Form dargeboten.
Das Ligningemischgegebenenfalls Ligninpresslinge mit Holzzuckersirup - lässt sich dann auch leichter gleichmässig mit dem übrigen Futter vermischen als die genannten Wirkstoffe allein.
PATENTANSPRUCH I
Verfahren zum chemischen Abbau von Holz oder verwandten Materialien durch Verzuckerung der Hemizellulose mittels Druckperkolation mit verdünnten Säuren in Perkolatoren mit unterem Filter-Konus, sowie zur Weiterverarbeitung der gewonnen Zuckerlösungen unter gleichzeitiger Gewinnung von Lignin oder a-Zellulose als Nebenprodukte, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse der Hemizellulose in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Perioden, jeweils bestehend aus folgenden Massnahmen: a) Zugabe eines Reaktionsschubes verdünnter Säure mit einer Wasserstoffionen-Konzentration entsprechend 1 bis 2,5% H2SO4 und mit einer Temperatur von etwa
90 - 1000C, zu dem auf mindestens etwa 1000C vorge wärmten Ausgangsmaterial bis zu dessen Sättigung mit anhaftender Flüssigkeit.
b) Aufheizen der gemäss a) mit saurer Flüssigkeit ge sättigten Materialfüllung auf eine Reaktionstempera tur von 120- 1450C,gemessen im Perkolatoroberteil und Halten bei dieser Temperatur während 15 bis
60 Minuten.
c) Auswaschen des gemäss b) gebildeten Zuckers durch eine Reihe von Wasch-Schüben von etwa 90 - 1000C, die teilweise aus Wasch-Abstössen einer vorangegan genen Perkolation mit der Reihe nach fallender Zuk kerkonzentration und schliesslich aus Wasser beste hen, bei herabgesetzten bzw.
fallenden Temperaturen, durchgeführt wird, wobei der oder die Abstösse aus dem oder den ersten Wasch-Schüben der ersten Perio de mit der höchsten Zuckerkonzentration der Weiter verarbeitung zu Endprodukten zugeführt und die übri gen Abstösse zur Wiederverwendung als Wasch-Schü be bei einer anderen Periode oder der nächsten Per kolation gespeichert werden, und dass der im wesent lichen Zellulose und Lignin enthaltende Rückstand aus diesen Perioden entweder zwecks Gewinnung von
Lignin als Nebenprodukt d) unter Hydrolyse der Hauptmenge der Zellulose in mehreren weiteren Perioden jeweils analoger Mass nahmen a) bis c), jedoch durch erhöhte Säurekonzen tration und/oder Aufheiztemperaturen und/oder Re aktionszeiten der Reaktionsschübe unter gegenüber der Hemizellulose-Hydrolyse wesentlich verschärften
Reaktionsbedingungen behandelt wird,
wobei in gleich falls analoger Weise die ersten bei c) anfallenden konzentriertesten Dextrose-Abstösse der Weiterverar beitung zu Endprodukten zugeführt und die übrigen bei c) anfallenden Abstösse zur Wiederverwendung als Wasch-Schübe bei einer anderen Periode oder der nächsten Perkolation gespeichert werden, wobei der im wesentlichen aus Lignin bestehende Rückstand gewonnen wird, oder zwecks Gewinnung von cG-Zellulose e) einer alkalischen Auswaschung des Lignins unterwor fen wird.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Massnahme b) auf eine Reaktionstemperatur von 135 bis 1400C, gemessen im Perkolatoroberteil, aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass vor Zugabe des Reaktionsschubes der ersten Periode in den das Ausgangsmaterial enthaltenden Perkolator die im Perkolator enthaltene Luft entfernt und das Material durch direkte Dampfzugabe, vorzugsweise von unten, auf mindestens 100 bis 1300C aufgeheizt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufheizen der Perkolatorfüllung eine Druckdifferenz zwischen Dampfeintrittsstutzen am Filterkonus und Perkolatoroberteil von mindestens 0,5 at und höchstens 3 at eingestellt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der vorhergehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Filterkonus unter Druck abzulassenden Flüssigkeits-Abstösse bei einer Druckdifferenz zwischen Perkolatoroberteil und Anschlussleitung am Filterkonus von 0 bis 0,5 at - im Laufe von etwa 15 Minuten an steigend - geregelt abgezogen werden.
5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Anschlussleitung am Filterkonus mindestens dem zur dort herrschenden Temperatur gehörigen Sattdampfdruck entsprechend, vorzugsweise wenige Zehntel Atmosphären höher, durch entsprechend geregelte Dampfzugabe in den Perkolatoroberteil gehalten wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der in den Perkolator eintretenden Schübe jeweils um mindestens 100C, vorzugsweise 20 bis 400C und mehr, niedriger ist als die Temperatur im Perkolatoroberteil bzw. der im Perkolator enthaltenen Füllung.
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