DE1065854B

DE1065854B - Verfahren zur Herstellung von Furfurol

Info

Publication number: DE1065854B
Application number: DENDAT1065854D
Authority: DE
Inventors: Memphis Tenn. und Preston A. Wells jun. Winnetka 111. Harry C. Wamsley (V. St. A.)
Original assignee: The Quaker Oats Company, Barrington, 111. (V. St. A.)
Priority date: 1956-12-04
Publication date: 1959-09-24
Also published as: ES237144A1; US2884428A; GB808119A; FR1181953A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNAT. KL. C 07

01

Q505IVb/12q

ANMELDETAG: 2. SEPTEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
DND AUSGABE DER
AÜS1EGESCHRIFT: 24. SEPTEMBER 1959

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Furfurol durch Behandlung pentosanhaltiger Rohstoffe, wie z. B. Maiskolben, Hafer-, Reis- und Baumwollsamenschalen, mit Wasserdampf in Gegenwart einer nichtflüchtigen, als Katalysator wirkenden Säure.

Nach der USA.-Patentschrift 1735 084 gewinnt man Furfurol dadurch, daß man in einem oder in mehreren nebeneinander angeordneten, mit entsprechenden Organen für die Zuführung des Wasserdampfes in feinem Strahl bzw. für die Aufrechterhaltung eines geeigneten Dampfdruckes versehenen und rotierenden Digestoren oder Autoklaven ein pentosanhaltiges Material mit einer nichtflüchtigen Säure dämpft und dann in einem verschlossenen Gefäß einem Dampfaufschluß unterwirft. Hierbei wird gleichzeitig die Digerierung des zu behandelnden Gutes und die Wasserdampfdestillation des Furfurols bewirkt.

Auch ist es bekannt, auf pentosanhaltiges Rohgut ao längere Zeit Wasser bei einer Temperatur über 100° C unter Druck zwecks Extraktion löslicher Stoffe einwirken zu lassen und dann das Gut mit überhitztem Dampf in Gegenwart von Säure zu behandeln oder Hexosane und Pentosane enthaltende Rohstoffe in Abwesenheit von Säure mittels Wasserdampf einer Hydrolyse zu unterwerfen, um Zucker als Ausgangsgut für die anschließend durch Säurebehandlung erfolgende Herstellung von Furfurol zu gewinnen.

Diese bekannten Verfahren haben entweder die Erzeugung von Ausgangsmaterial für die spätere Verarbeitung zu Furfurol zum Gegenstand, erfordern außerdem für die Verarbeitung eines Rohstoffes geringer Schüttdichte kostspielige Betriebsanlagen und ergeben zu geringe Ausbeuten, oder sie schlagen nur eine einzige Dampfbehandlung unter hohen Drükken vor.

Erfindungsgemäß wird die Furfurolherstellung so durchgeführt, daß man die pentosanhaltigen Rohstoffe in Gegenwart einer nichtflüchtigen, als Katalysator wirkenden Säure zunächst mit Wasserdampf unter einem Druck bis etwa 1,4 kg/cm² 15 bis 75 Minuten behandelt und dann den Aufschluß bei einem Druck oberhalb 1,4 kg/cm² durchführt.

Die Vorbehandlung wird entweder in Gegenwart eines sauren Katalysators und unter Zugabe von Wasser in einer solchen Menge, um das Material anzufeuchten, in demselben Behälter durchgeführt, in dem die anschließende Dampfdigerierung vor sich geht, oder sie erfolgt in einem getrennten Behälter. Im letztgenannten Falle kann dieser billig konstruiert sein, da er nur die für eine Vordämpfung erforderlichen niedrigen Drücke aushalten muß. Durch diese Dampfvorbehandlung ergibt sich eine wesentliche Zu-Verfahren zur Herstellung von Furfurol

Anmelder:

The Quaker Oats Company, Barrington, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27, Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 4. Dezember 1956

Harry C. Wamsley, Memphis, Tenn.,

und Preston A. Wells jun., Winnetka, 111. (V. St. Α.), sind als Erfinder genannt worden

nähme der Schüttdichte des pentosanhaltigen Rohmaterials. Dieser Schwund- oder Schrumpfeffekt ist besonders dort von Vorteil, wo die Dampf vorbehandlung in einem getrennten Behälter erfolgt. Auf Grund dieser Erhöhung der Schüttdichte kann von dem vorgedämpften Rohmaterial eine größere Menge in den Kocher eingebracht werden, so daß dementsprechend eine größere Ausbeute an Furfurol pro Digestorbeschickung erzielt wird.

In jedem der folgenden Beispiele dient für die Vordämpfung und die anschließende Aufschließung ein überhitzter Dampf; seine in den Digestor eintretende Menge wurde durch ein Absperrorgan in dem Dampfeinlaßrohr reguliert.

Beispiel 1

Es wurde im wesentlichen dieselbe Apparatur wie bei dem Verfahren der USA.-Patentschrift 1 735 084 benutzt, jedoch mit der Abweichung, daß der zylindrische Digestor durch einen kugelartigen ersetzt wurde. In diesen wurden 7500 kg Maiskolben mit einer Feuchtigkeit von 14,6% (etwa 6400 kg Trockengewicht) eingebracht. Die theoretisch zu erwartende Furfurolausbeute würde etwa 23% vom Trockengewicht der Beschickung, d. h. etwa 1470 kg Furfurol, betragen. Es erfolgte eine Zugabe von etwa 2880 kg Wasser und etwa 96 kg Schwefelsäure (95%ig), um den Feuchtigkeitsgehalt und Säuregehalt auf 62 bzw. 1,5% einzustellen; dann wurde die Vordämpfung erfindungsgemäß so durchgeführt, daß man Dampf (etwa 2270kg/Std.) durch die Be-

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Schickung 30 Minuten durchleitete, während in dem Digestor der Dampfdruck bei etwa 1,05 kg/cm² gehalten wurde. In dem ausströmenden Dampf wurde keine beträchtliche Menge an Furfurol festgestellt.

Bei Dampfaufschluß (Digerierung) der vorbehandelten Maiskolben ließ man den Dampfdruck auf die Charge auf etwa 2,8 kg/cm² ansteigen und erhöhte ihn dann allmählich über einen Zeitraum von 6 Stunden bis zu einem Enddruck von etwa 7 kg/cm², wobei durchschnittlich etwa 3190kg/Std. an Dampf angewendet wurden. Die Ausbeute betrug etwa 1000 kg Furfurol. Dies bedeutet etwa 68% der Theorie.

Das Verfahren wurde unter Weglassen des Vordämpfens wiederholt. Die Ausbeute betrug etwa 910 kg an Furfurol, dies entspricht 62% der Theorie.

Beispiel 2

Etwa 8100 kg Maiskolben (14,6% Feuchtigkeit) von derselben wie im Beispiel 1 benutzten Lieferung wurden in einen Dämpf apparat ähnlich demjenigen in Beispiel 1, jedoch von leichterer Bauart und größerem Fassungsvermögen, eingebracht und Wasser und Schwefelsäure im gleichen Prozentverhältnis wie im Beispiel 1 hinzugegeben. Dann erfolgte das Vordämpfen durch 60 Minuten währendes Durchleiten von Dampf (etwa 227 kg/Std.) durch die Beschickung. Der Dampfdruck wurde bei Atmosphärendruck gehalten.

Der Eindampfdigestor wie nach Beispiel 1 wurde dann bis zu seinem maximalen betrieblichen Fassungsvermögen mit dem vorgedämpften Maiskolbengemisch beschickt. Die Menge an Maiskolben betrug etwa 7100 kg Trockengewicht; das sind 11,3% mehr als im Beispiel 1. Dann wurde die Digerierung wie im Beispiel 1 durchgeführt. Es wurden etwa 1130 kg Furfurol· oder 69% der Theorie gewonnen.

Aus Beispiel 1 ergab sich, daß höhere Ausbeuten an Furfurol erzielbar sind, wenn das pentosanhaltige Material erfindungsgemäß vorgedämpft wird. Aus Beispiel 2 ist zu erkennen, daß ein Vordämpfen des pentosanhaltigen Materials nicht nur die Ausbeuten, die man durch den anschließenden Aufschluß erhält, erhöht, sondern auch die Schüttdichte des in die

ίο Dampfdigestoren einzubringenden Rohmaterials. Eine höhere Schüttdichte ermöglicht die Einfüllung größerer Mengen in den Dampfdigestor. Dementsprechend erhöht sich auch die Ausbeute an Furfurol pro Kocherbeschickung.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Furfurol wirtschaftlicher und mit größeren Ausbeuten als bisher gewonnen. Weiterhin kann durch Anwendung billiger und weniger wiegender separater Vordämpfungsbehälter eine beträchtliche Einsparung an.

den Anlagekosten erreicht werden.

Claims

Patentanspruch-

Verfahren zur Herstellung von Furfurol durch Behandlung pentosanhaltiger Rohstoffe mit Wasserdampf in Gegenwart einer nichtflüchtigen, als. Katalysator wirkenden Säure, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohstoffe zunächst unter einem Druck bis 1,4 kg/cm² 15 bis 75 Minuten mit Wasserdampf behandelt und dann den Aufschluß bei einem Druck oberhalb 1,4 kg/cm² durchführt..

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 007 264;
USA.-Patentschrift Nr. 2 096 353.

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