DE11836C - Verfahren der Umwandlung von Holzmasse in Glucose und Alkohol und zugehörige Apparate - Google Patents

Description

1880.

Klasse β.

EMILE STANISLAS DAUZIVILLE in PARIS. Verfahren der Umwandlung von Holzmasse in Glucose und Alkohol und zugehörige Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. März 1880 ab.

Das vorliegende Verfahren bezweckt die Umwandlung von Holzmasse in Glucose, und wenn nöthig, in Alkohol, unter Anwendung von Salzsäure, ohne dieselbe zu verbrauchen, indem dieselbe Säure immer wieder zur Verwendung gelangt.

Das Verfahren gründet sich auf die folgenden Vorgänge. Reine Cellulose, die mit ihrem eigenen Gewicht Wasser angefeuchtet ist und auf kaltem Wege der Einwirkung von Chlorwasserstoffgas ausgesetzt wird, verwandelt sich in eine dickflüssige, syrupartige und bei Anwendung der nöthigen Vorsicht in eine wenig gefärbte Masse, die vollständig in Wasser löslich ist. Die verschiedenen Holzmassen, aus weichem und selbst aus hartem Holz, entsprechend zerkleinert und in der obigen Weise behandelt, werden, da sie keine reine Cellulose sind, nicht vollständig aufgelöst, sondern nur zu ca. 70 bis 75 pCt. ihres Gewichts. Die nach dem Auslaugen auf diese Weise erhaltenen löslichen Massen geben beim Verdampfen im Vacuum die gesammte angewendete Salzsäure ab, welche wieder von neuem verwendet wird; der erhaltene Rückstand bildet die gewünschte Glucose.

Um diese Vorgänge gewerbsmäfsig zu benutzen, können vielfache Einrichtungen zur Anwendung gelangen; die nachstehend beschriebene hat sich besonders dazu bewährt. Die Holzmassen müssen zerkleinert werden; es genügt, dieselben in dem zerkleinerten Zustand der Farbhölzer zu bringen. Die zerkleinerten Massen werden sodann entweder mit Wasser oder vorzugsweise mit Salzsäure gesättigt, die von mittlerer Concentration ist.

Die mit Säure imprägnirten Massen werden durch die Oeffnungen A in die Cylinder aus zweckentsprechend gebrannter Steinmasse, Fig. 1, Blatt I, gebracht, um hier der Einwirkung des Chlorwasserstoffgases unterworfen zu werden, das durch die Oeffnungen α α α eintritt. Die Zuführung der Masse geht in continuirlicher Weise vor sich und verläfst den ersten Cylinder durch die Oeffnung Q, um direct in den zweiten Cylinder zu gelangen, aus dem sie durch die Oeffnung B in Reservoire gelangt. In den Cylindern wird die Masse durch Rührwerke M bewegt, welche aus einem der Säure widerstehenden Material bestehen müssen; die Masse wird durch die Rührer in innigen Contact mit dem fortwährend einströmenden Chlorwasserstoffgas gebracht; durch die Bewegung wird die Abkühlung erleichtert und zugleich die Masse aus einem Cylinder in den andern und schliefslich in das Reservoir befördert. Eine auf die Aufsenfläche der Cylinder niedergehende Wasserdouche trägt zur Abkühlung bei; eine zu heftige Reaction zieht eine Zersetzung der Glucose nach sich.

Das Auslaugen der in den Reservoiren enthaltenen Massen wird methodisch vollzogen, wobei die schwächeren Wässer zur Aufgabe auf diejenigen Massen dienen, deren Auslaugung noch nicht weit vorgeschritten ist.

Das Abdampfen der durch die Auslaugung gewonnenen stärkeren Flüssigkeit im luftleeren Raum vollzieht sich in dem, Fig. 3, gezeigten Apparat.

Derselbe ist viereckig und besteht aus einer beliebigen Anzahl über einander angeordneter Monolythen aus Lava, die bei eee dicht auf einander liegen. Jedes Stück bildet eine Art Trog; in den obersten tritt die abzudampfende Flüssigkeit bei L ein. Jeder Trog ist mit einer Anzahl säurebeständiger Röhren durchzogen, durch welche Dampf oder heifses Wasser circulirt. Die in den oberen Trog fortwährend einlaufende Flüssigkeit ergiefst sich nach und nach in die unteren und gelangt schliefslich bei N an. SS sind zwei Hohlräume, die mit Steingutbruchstücken oder Thonscherben ausgefüllt werden. Durch die Oeffnungen K sind durchlöcherte Röhren eingeführt, durch welche sich auf die Scherben ein fortwährender feiner Regen kalter und schwacher Salzsäure ergiefst, durch welche die Dämpfe condensirt werden.

Die Condensationsproducte, sowie die zur Bewirkung der Condensation zugeführte Säure werden bei MM durch eine Pumpe abgezogen. HH sind die Oeffnungen, welche mit der Pumpe communiciren, durch welche die Luftleere in dem Apparat hergestellt wird. RR sind mit Gläsern geschlossene Schaulöcher, durch

Claims (6)

die man den Gang der Abdampfung beobachten kann. Ein Hauptpunkt bei diesem Vorgange ist, dafs der Eintritt der zu verdampfenden Flüssigkeit dergestalt geregelt ist, dafs die Abdampfung beim Durchlaufen durch den Apparat eine vollständige ist, so dafs bei N Glucose abgezogen wird, die nur einige Procente Salzsäure enthält. Die Abdampfung mufs sich schnell vollziehen, was durch geringe Höhe der abzudampfenden Schichten, durch reichliche Heizflächen und durch höchstmögliche Luftleere und wirkungsvolle Condensation erzielt wird. Die abfliefsende, condensirte Säure wird in der Regel 150B. zeigen; um aus derselben das für nachfolgende Operationen nöthige Chlorwasserstoffgas zu gewinnen, wird der in den Fig. 6 bis 10 dargestellte Apparat angewendet. Dieser Apparat besteht aus einem Behälter B, aus einem Lavamonolythen; dieses Reservoir enthält Schwefelsäure von 60 ° B., die durch eine Bleiröhre in Schlangenform auf ungefähr 1350 C. erhitzt wird. Die Salzsäure von 150B. fällt durch die Oeffnungen d d in dünnen Strahlen in die 13 5 ° heifse Schwefelsäure; bei dieser Temperatur wird das Gas vollständig befreit und entweicht durch die Oeffnungen α in die Cylinder, Fig. 1, in denen die Einwirkung auf die Holzmasse vor sich geht. Die verdünnte Schwefelsäure fliefst durch die Röhre h in die geschlossene Cisterne g, welche mit Blei ausgefüttert ist und welche durch eine Bleiröhre in Schlangenform erhitzt wird; der Dampf tritt unter ungefähr 4V2 Atmosphären Druck in diese Bleiröhre ein. Hier wird die Schwefelsäure aufs neue auf 600B. concentrirt, um durch ah wieder in das Reservoir B zu gelangen und hier die Ent-' wicklung eines neuen Quantums Chlorgases zu bewirken. Eine kleine Pumpe befördert die concentrirte Säure auf das gewünschte Niveau. Die Concentrirung der Schwefelsäure wird durch einen im Vorwärmer C erhitzten Luftstrom unterstützt, der durch einen Ventilator bei M eingeblasen wird und bei N entweicht, nachdem er die Fläche der Säure bestrichen hat. Die heifse und mit Feuchtigkeit gesättigte Luft, welche bei N austritt, wird in eine Reihe Condensationsgefäfse mit weiten Verbindungsöffnungen geleitet; in den zunächst stehenden Gefäfsen sammelt sich schwache Salzsäure. Das aus dem luftleeren Apparat austretende flüssige und heifse Dextrin, das nur einige Procent Salzsäure enthält, wird mit Wasser soweit verdünnt, dafs die Flüssigkeit ca. 12 pCt. Glucose enthält. Man läfst dieselbe dann mehrere Stunden kochen, um die Umwandlung des Dextrins in gährungsfähige Glucose herbeizuführen; die überschüssige Säure wird mit Kalksteinstücken neutralisirt. Die so erhaltene Flüssigkeit wird auf bekanntem Wege der Gährung, der Destillation und Rectification unterworfen, um Alkohol zu gewinnen. Die Feuerungen der Chlorgasentwicklungsund Schwefelsäureconcentrations-Apparate kann auch mit directem Feuer oder durch abgehende Hitze statt mit. Dampf erfolgen. Alle Holzmassen können zu obigem Betrieb verwendet werden; Sägespäne, Abschnitte, Holzabfälle von hartem oder weichem Holz, Farbholzrückstände, alle Arten Stroh etc. P ATEN τ-Ansprüche:

1. Die Umwandlung der Cellulose in Glucose durch in der Kälte erfolgende Einwirkung der gasförmigen Chlorwasserstoffsäure auf Holzmassen, welche mit Wasser oder mit Salzsäure von entsprechender Stärke imprägnirt worden sind.

2. Die Wiederanwendung der ersten angewendeten Salzsäure durch Wiedergewinnung derselben mittelst Abdampfens der gewonnenen Glucoselösungen im Vacuum.

3. Die über einander liegenden, unter einander in Verbindung stehenden Cylinder aus gebrannter Steinmasse mit den Rührvorrichtungen, den Ein- und Ausflufsöffnungen für die zu behandelnden Holzmassen, den Eintrittsöffnungen für das Chlorwasserstoffgas und die Einrichtung, auf diese Cylinder äufserlich eine Wasserdouche niedergehen zu lassen.

4. Der Abdampfapparat mit seinen etagenförmig über einander angeordneten, aus Lavamonolythen gefertigten Trögen, in denen die abzudampfende Masse der Einwirkung von Hitze durch säurebeständige Röhren ausgesetzt ist, sowie die Einrichtung zur Condensation der entwickelten Dämpfe im Apparat.

5. Der aus einem Lavamonolythen gebildete geschlossene Apparat zur Entwicklung der Chlorwasserstoffsäure aus der condensirten Salzsäure, welcher Apparat mit einer Schlangenröhre aus Blei zur Erhitzung der in dem Apparat enthaltenen Schwefelsäure durchzogen und mit Eintrittsöffnungen für die Salzsäure und Entweichungsöffnungen für das Chlorwasserstoffgas versehen ist, und die Verbindung dieses Apparats mit den unter 3. beschriebenen Cylindern.

6. Der mit Blei ausgefütterte und mit Bleiröhren durchzogene, geschlossene Trog, in welchem die Schwefelsäure durch Hitze wieder concentrirt wird, und in welchem ein Luftstrom über die Flüssigkeitsfläche zur Beförderung der Concentrirung durchgeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.