DE157376C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die bisherigen Verfahren zum Reinigen von festen Zuckermassen bestanden darin, daß man sie mit einer Flüssigkeit deckte. Hierfür benutzte man entweder eine gesättigte Zuckerlösung oder Alkohol. Die Reinigung von Zucker mit Alkohol ist wegen dessen großer Flüchtigkeit mit sehr erheblichen Kosten verbunden und auch das Waschen mit gesättigter Zuckerlösung bietet nur einen geringen Vorteil, da die Verunreinigungen der Zuckermasse in die Deckflüssigkeit übergehen und sie zur weiteren Verwendung ungeeignet machen. Man hat auch versucht, Rohzuckerkristalle mit einer im wesentlichen aus Paraffinöl bestehenden Flüssigkeit zu waschen. Da jedoch dieses öl keine Wirkung auf Salze oder auf den Invertzucker ausübt, so war der Erfolg der Anwendung von Paraffinöl gering.

Für die Reinigung von Zuckerlösungen hat man hauptsächlich Knochenkohle und dergl. benutzt. Hierdurch gelingt es zwar, färbende und andere Stoffe zu entfernen, aber ohne daß der Invertzucker beseitigt wird, welcher die endgültige Kristallisation beeinträchtigt und zur Bildung von Melasse beiträgt. Zweck vorliegender Erfindung ist es, Zucker, ganz gleichgültig, in welcher Form er vorhanden ist, ob als Kristalle, in Zuckersaft, Zuckerlösung, Melasse usw., zu reinigen, indem man ihn von den begleitenden chemischen Verunreinigungen durch geeignete Behandlung befreit.

Das vorliegende Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man Zucker oder Zuckerlösungen mit einer Flüssigkeit behandelt, welche durch die Einwirkung von Schwefelsäure auf Harze, Harzöle, ätherische öle, Fette, fette Öle und Fettsäuren entsteht, wobei man Sorge trägt, daß in der Reinigungsflüssigkeit keine freie Schwefelsäure enthalten ist, um deren schädliche Wirkungen auf Zucker zu vermeiden. Die auf diese Weise entstandenen sulfonierten Verbindungen besitzen eine große Verwandtschaft für die gewöhnlich den Zucker als Verunreinigungen begleitenden Salze, den Invertzucker und den Karamel. Nach der Behandlung wird der Zucker von der sulfonierten Reinigungsflüssigkeit, welche die genannten Verunreinigungen in Lösungen enthält, auf geeignete Weise getrennt.

In dem französischen Patente 194315 von Carbonelle Freres ist ein Verfahren zur Reinigung von Zuckersaft und Sirup beschrieben, welches darin besteht, daß 'man diese Stoffe der Einwirkung eines schweren Öles, welches aus dem Petroleum gewonnen wird und über ioo° C. siedet, unterwirft. Da jedoch Mineralöle oder Petroleum weder in mittels Schwefelsäure gereinigter noch in ungereinigter Form die im Rohzucker, Zucker-

saft oder Sirup enthaltenen chemischen Verunreinigungen auflösen, so hatte dieses Verfahren, welches gleichfalls wie die bekannten Verfahren nur als ein einfaches Waschverfahren betrachtet werden kann, keinen Erfolg, und es ist nirgends angegeben, daß das Carbonell.e-Verfahren jemals im praktischen Betriebe ausgeübt worden wäre.

Im Gegensatz hierzu ist das vorliegende

ίο Verfahren kein Waschverfahren mit einem indifferenten öl, welches keine Auflösungsfähigkeit für die Verunreinigungen des Zuckers und der Zuckerlösungen besitzt, sondern man benutzt sulfonierte Reinigungsflüssigkeiten von bestimmter chemischer Zusammensetzung, die den Invertzucker, Salze und andere Verunreinigungen des Zuckers in sich aufnehmen und sie auf diese Weise aus dem Zucker entfernen. Es sind bisher noch niemals Sulfoverbindungen bezw. Sulfooleate oder Sulfosäuren zum Waschen und Reinigen von Zucker benutzt worden."

Im allgemeinen werden diese Reinigungsflüssigkeiten etwa in der Weise dargestellt, daß man konzentrierte Schwefelsäure von 1,835 spezifischem Gewicht (66° B.) oder ein Gemisch von Schwefelsäure mit anderen Säuren, wie Phosphorsäure oder Salpetersäure, mit einem oder mehreren der nachfolgenden Stoffe mischt. Es sind dies: Harzartige Körper, Fette, fette Öle, Fettsäuren, ätherische Öle usw. Die Schwefelsäure wird diesen Stoffen ganz allmählich hinzugefügt, wobei man besondere Sorgfalt darauf legt, daß während des Mischens von Schwefelsäure und Harz, Fett oder dergl. eine niedrige Temperatur aufrecht erhalten bleibt. Nach dem Säurezusatz wird das Gemisch einige Stunden sich selbst überlassen. Der Überschuß von Säure wird sodann entfernt oder neutralisiert, und zwar geschieht dies in der üblichen Weise durch Waschen mit Wasser oder Neutralisation mit Alkali. Wird bei der Sulfonierung die Temperatur nicht niedrig gehalten, so entsteht durch Oxydation eine teerige Masse von ungenügender Lösungsfähigkeit für die chemischen Verunreinigungen des Zuckers.

Nachstehende Stoffe wurden von der Erfinderin versucht und für den vorliegenden Zweck für brauchbar befunden: Kolophonium, Harz, Harzöl, Olivenöl, Baumwollsaatöl, Rizinusöl, Kokosnußöl, Leinöl, Rapsöl, Schweinefett, Talg, Fischtran, ölsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Buttersäure, Eukalyptusöl, Terpentinöl usw. Diese Aufzählung ist selbstverständlich nicht vollständig und soll nur beispielsweise die zu verarbeitenden Stoffe andeuten. Ebenso kann man zur Herstellung der Reinigungsflüssigkeit ein Gemisch von zwei oder mehr Stoffen genannter Art benutzen.

Wenn auch die Einwirkung von Schwefelsäure auf die verschiedenen angeführten harzartigen, fetten und ölhaltigen Stoffe nicht gleichartig ist, so ist sie doch für den vorliegenden Fall ähnlich genug, um alle so entstandenen Körper in eine Klasse zusammenzufassen , weil man durch Einwirkung von Schwefelsäure eine Flüssigkeit erhält, die eine große Verwandtschaft und Auflösungsfähigkeit für die den Zucker begleitenden Verunreinigungen besitzt.

Es sollen nunmehr einige, spezifische Beispiele zur Herstellung der sulfonierten Reinigungsflüssigkeit angegeben werden.

Beispiel 1. Man nehme 2 Teile Harzöl und füge unter fortwährendem Umrühren ganz allmählich 1 Gewichtsteil konzentrierter Schwefelsäure hinzu, wobei man, wie bereits bemerkt, dafür Sorge trägt, daß eine niedrige Temperatur bei der Sulfonierung aufrecht erhalten bleibt. Die Reaktionsmasse wird nach vollständigem Säurezusatz mehrere Stunden stehen gelassen und alsdann durch sorgfältiges Waschen von der freien Schwefelsäure befreit.

Beispiel 2. Man nehme 2 Teile Baumwollsaatöl und füge unter gleichen Bedingungen, wie im Beispiel 1 erwähnt, 1 Gewichtsteil konzentrierte Schwefelsäure ganz allmählich hinzu.

Andere fette Öle verhalten sich ebenso wie Baumwollsaatöl.

Beispiel 3. Man nehme 4 Teile Terpentinöl und füge unter ähnlichen Bedingungen, wie im Beispiel 1 erwähnt, 1 Gewichtsteil kon-zentrierte Schwefelsäure ganz allmählich hinzu.

Ist das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Reinigungsflüssigkeit ein fester Stoff, wie beispielsweise Palmitinsäure, Stearinsäure, Buttersäure, Harz usw., so muß er zuerst durch Zusatz eines geeigneten Lösungsmittels, etwa Kerosenöl, erweicht oder flüssig gemacht werden. Die Lösung wird alsdann in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, der Einwirkung von Schwefelsäure oder eines Säuregemisches unterworfen. Nach dem Waschen mit Wasser oder der Neutralisation mit Alkali zur Entfernung" der freien Säure ist die so erhaltene sulfonierte Flüssigkeit für die Behandlung von Zucker oder Zuckerlösungen geeignet oder man kann derselben auch einen Zusatz von Petroleum oder anderen kohlenwasserstoffhaltigen ölen geben, der die vollständige Abscheidung von Wasser beschleunigt.

Für den praktischen Betrieb hat die Erfinderin eine Reinigungsflüssigkeit benutzt, die durch Einwirkung von 1 Gewichtsteil

Schwefelsäure auf 2 Gewichtsteilen Harzöl in der oben beschriebenen Weise dargestellt wurde, doch hat auch eine Reinigungsflüssigkeit, die unter Benutzung von Rizinusöl, Ölsäure, Baumwollsaatöl, Palmkernöl dargestellt wurde, vorzügliche Resultate ergeben. Bei der Reinigung von Rohzucker in fester Form mit der bezeichneten Reinigungsflüssigkeit verfährt man in der Weise, daß man sie mit dem Zucker innig vermengt und sodann wieder abscheidet, wobei man sich mit Vorteil einer Schleuder bedient. Die geschleuderte, die Unreinheiten des Zuckers enthaltende Flüssigkeit kann zur Wiedergewinnung" der Reinigungsflüssigkeit benutzt werden, indem man sie in Behälter leitet und dort absetzen läßt. Die klare, an die Oberfläche steigende Flüssigkeit kann zur Reinigung neuer Mengen Rohzucker dienen. Am Boden des Behälters setzt sich ein Niederschlag ab, der die vom Zucker abgeschiedenen Verunreinigungen zusammen mit einem Teil der Reinigungsflüssigkeit enthält. Dieser Bodensatz wird durch Behandlung mit Wasser gereinigt, vvobei die an die Oberfläche steigende Flüssigkeit wiederum für die Reinigung von Rohzucker Verwendung finden kann.

Der in der Schleuder zurückbleibende Zucker wird aus ihr herausgenommen, in ein Mischgefäß übergeführt und dort mit einer gesättigten Rohzuckerlösung gemischt, worauf man das Gemisch in eine andere Reihe von Schleudern bringt und diese Masse dort durch Schleuderung trennt. Dies geschieht, um die mit der Reinigungsflüssigkeit behandelten Zuckerkristalle von den letzten Spuren der Reinigungsflüssigkeit zu befreien. Zur Entfernung der festen Verunreinigungen, wie Sand, Holz und dergl., wird das in den Schleudern zurückbleibende Produkt in üblicher Weise in Wasser gelöst, filtriert und im Vakuum zur Kristallisation eingedampft. Das nachstehende Beispiel aus dem praktischen Betriebe des Verfahrens soll den Fortschritt der Reinigung bei der Behandlung" mit der sulfonierten Reinigungsflüssigkeit zeigen. 100 Gewichtsteile Rohzucker von 94,3 Prozent Polarisation, 1,31 Prozent Asche und Spuren von Invertzucker wurden mit 60 bis 70 Gewichtsteilen der Reinigungsflüssigkeit gemischt. Nachdem man etwa 5 Minuten lang die Masse umgerührt hatte, wurde sie in der Schleuder abgeschleudert. Die Zuckerkristalle zeigten nunmehr 99,2 Prozent Polarisation, wogegen die Asche auf 0,02 Prozent zurückgegangen war. Invertzucker war überhaupt nicht mehr nachzuweisen. Die Asche bestand im wesentlichen aus Sand und anderen unlöslichen Substanzen. Nach dem Decken mit einer konzentrierten Zuckerlösung zeigten die Zuckerkristalle eine Polarisation von 99,7 bis 99,8 Prozent.

Die Reinigung von Zuckerlösungen geschieht in der Weise, daß man sie mit der sulfonierten Reinigungsflüssigkeit vermengt, wobei man ein der Menge der Verunreinigung etwa annähernd gleiches Gewicht an Reinigungsflüssigkeit benutzt. Nach inniger Vermischung und nachdem die Verunreinigungen durch die Reinigungsflüssigkeit aufgenommen sind, läßt man die Masse einige Zeit stehen, wodurch sie sich in zwei Schichten trennt, indem sich die gereinigte Zuckerlösung als spezifisch schwerere Flüssigkeit am Boden absetzt. Eine rohe Trennung beider Schichten erfolgt durch Dekantieren. Die der Zuckerlösung anhaftende Menge Reinigungsflüssigkeit wird durch Hinzufügen von Walkerde in eine feste Form umgewandelt, so daß die Zuckerlösung hiervon abfiltriert werden kann. Das Filtrat wird sodann in bekannter Weise auf Kristallzucker verarbeitet.

Beispielsweise wurden 100 Gewichtsteile Melasse, die 17,34 Prozent Asche und 0,93 Prozent Invertzucker enthielt, innigst mit 30 bis 40Gewichtsteilen einer aus Flarzöl dargestellten Reinigungsflüssigkeit gemischt. Nach 12 stündigem Stehen wurde die Melasse abgezogen und enthielt alsdann nur noch 6,43 Prozent Asche und Spuren von Invertzucker.

Die Menge der Reinigungsflüssigkeit, welche anzuwenden ist, kann je nach der Qualität des Rohmaterials, welches gereinigt werden soll, schwanken. Das Gemisch von Rohzucker und Reinigungsflüssigkeit soll indessen etwa halbflüssig sein, damit genügend Reinigungslösung vorhanden ist, um die vorhandenen Verunreinigungen zu extrahieren. Da die Reinigungsflüssigkeit keine schädliche Wirkung auf Zuckerkristalle oder Zuckerlösungen ausübt, so kann die angewendete Menge nach Wunsch beliebig erhöht werden. Sollte eine der gemäß vorliegender Erfindung erwähnten Reinigungsflüssigkeiten in Wasser etwas löslich sein, so kann man sie trotzdem zur Reinigung von Zuckerlösungen verwenden, da alle diese sulfonierten Reinigungsflüssigkeiten in Zuckerlösungen unlöslich sind.

Vorliegendes Reinigungsverfahren ist nicht nur in seiner Anwendung sehr einfach, sondern auch in seinen Ergebnissen sehr vorteilhaft. Die Entfernung der chemischen \^erunreinigungen ist so vollkommen, daß praktisch der ganze im Rohzucker befindliche Zucker auf weißen Zucker verarbeitet werden kann und kein brauner Zucker als Nebenprodukt erhalten wird. Ebensowenig findet eine Bildung von Invertzucker statt und jeder hierdurch entstehende Verlust wird von vornherein vermieden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche :
   ι. Verfahren zum Reinigen von Zucker in fester oder flüssiger Form, dadurch gekennzeichnet, daß man Zucker mit einer durch Einwirkung von Schwefelsäure oder eines Säuregemisches auf Harze, Harzöle, ätherische Öle, Fette, fette Öle, Fettsäuren und dergl. hergestellten, von freier Schwefelsäure befreiten und im wesentlichen aus Sulfoverbindungen und Sulfooleaten bestehenden Flüssigkeit behandelt und diese alsdann auf geeignete Weise abscheidet.
2. 2. Eine Ausführungsform des unter i. genannten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohlenwasserstoffe oder kohlenwasserstoffhaltige Öle der Reinigungsflüssigkeit vor oder während oder nach ihrer Herstellung hinzufügt, zum Zwecke, durch diesen Zusatz die Abscheidung von Wasser aus den Sulfoverbindungen zu beschleunigen.