DE284715C

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Publication number: DE284715C
Application number: DENDAT284715D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Nach dem Patent 265483-/kann aus zellulosehaltigen Materialien, besonders aus Holz, dadurch eine reine Zellulose gewonnen werden, daß man sie einer stufenweisen Behandlung mit verdünnten Säuren (Salz- oder Schwefelsäure) und verdünnten Alkalien (Soda oder vorwiegend Ammoniak) oder auch der umgekehrten Behandlung unterwirft und die alsdann neben der wahren Zellulose zurückbleibenden Lignine durch Bleichmittel (wie Chlor, unterchlorigsaure Salze oder Calciumsulfit) entfernt. Das Verfahren hat aber den Übelstand, daß die mit verdünnten Säuren und Alkalien vorbehandelten Materialien, besonders das Koniferenholz, verhältnismäßig hart bleiben und ihre Bleichung mit unterchlorigsauren Salzen oder Chlor verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch nimmt. Dieser Übelstand läßt sich aber dadurch beseitigen, daß man die vorbehandelten Materialien mit saurem, schwefligsaurem Kalk in derselben Weise, wie es jetzt mit dem ursprünglichen Holz geschieht, dämpft und gerade wie jetzt weiter behandelt. Dabei ist es in der Regel nicht notwendig, beide Vorbehandlungen vorzunehmen; es genügt zur Beseitigung der Hemizellulosen durch Hydrolyse entweder die Vordämpfung mit verdünnten Mineralsäuren (vorwiegend bei Nadelholz) oder zur Lösung von Holzgummi, Harz, Gerbsäure u. a. die Vordämpfung mit verdünntem Ammoniak (vorwiegend bei Laubholz). Man erhält auf diese Weise eine zuckerarme, vorwiegend nur die Lignine enthaltende Sulfitablauge, die sich in der Weise verarbeiten läßt, daß sie zunächst durch Dämpfen oder Kochen tunlichst von freier schwefliger Säure, die wieder verwertet werden kann, darauf durch Kalk bzw. kohlensauren Kalk und durch Lüftung von noch vorhandener und gebundener schwefliger Säure befreit wird. Die Lüftung kann teils durch freie sprühregenartige Verteilung in der Luft, teils durch Herabrieseln an einem gewöhnlichen Gradierwerk oder auch an einem Drahtnetz von geeigneter Maschenweite geschehen.

Die Lüftung bewirkt nicht nur eine Oxydation der schwefligen Säure bzw. der gebildeten Reduktionserzeugnisse, sondern auch eine Verminderung des Wassergehaltes, infolgedessen die Heizkosten für das Eindampfen der Flüssigkeit verringert werden. Denn die neutralisierte und genügend durchlüftete Lauge wird, nachdem sie durch Absitzenlassen vom überschüssigen Gips- befreit ist, entweder für sich allein eingedampft und wirtschaftlich verwertet, oder sie wird mit der ersten zuckerreichen Kochflüssigkeit vereinigt und, wie im Patent 265483 angegeben ist, auf ein Futtermittel verarbeitet, weil die in vorstehender Weise gewonnene und behandelte Sulfitablauge einen Abdampfrückstand liefert, der nach Vermischen mit einem Trockenfuttermittel von den Tieren ebenfalls gern gefressen wird.

Die erste durch Dämpfen mit verdünnten Mineralsäuren erhaltene zuckerreiche Flüssigkeit läßt sich nach Neutralisation der Säure

(ζ. B. bei Anwendung von Schwefelsäure oder Salzsäure durch Neutralisation mit Kalk oder kohlensaurem Kalk) auch teilweise vergären und auf Alkohol verarbeiten, während der Gärrückstand, welcher noch die nicht gärfähigen Pentosen u. a. enthält, zusammen mit der neutralisierten und gelüfteten Sulfitablauge

Glykose + Pentosen (bzw. Tannen

ίο direkt reduzierende Stoffe)

in Prozenten 18,20 bis 18,58

auf ein Futtermittel in bereits angegebener Weise verarbeitet werden kann.

So ergaben z. B. durch 6stündiges Dämpfen mit o,4 prozentiger Schwefelsäure bei wechselndem Atmosphärenüberdruck das wie üblich zerkleinerte Holz von:

Kiefern Pappeln Erlen Buche Birke

16,93 bis 19,60 15,17 15,39 17.95

Ein Gärversuch mit der eingedunsteten neutralisierten Zuckerlösung lieferte z. B. folgendes

Ergebnis:

Extrakt in 100 ecm vor der Vergärung 6,343 §

Zucker in 100 ecm vor der Vergärung 5,3368 g

Gebildeter Alkohol i>7750 g

Unvergoren gebliebener Zucker berechnet 1,7863 g

In Wirklichkeit gefunden 1,3480 g.

Nach diesem und anderen Versuchen würden von 100 kg Holz 4,0 bis 5,5 kg Alkohol gewonnen und der Gärrückstand würde weiter auf ein Futtermittel verarbeitet werden können. Die nachfolgende Dämpfung mit schwefligsaurem Kalk liefert je nach der Holzart noch 8 bis 15 Prozent organische Stoffe. Der Trockenrückstand der neutralisierten, gelüfteten und vom ausgeschiedenen Gips größtenteils befreiten Sulfitablauge von Nadelholz ergab z. B. in 2 Proben folgenden Gehalt:

Probe a

Organische Stoffe 76,2 Prozent

Mit Zucker 14,2

Organisch gebundener Schwefel 6,1

Mineralstoffe 23,8

Kalk 9,7

Probe b
81,4 Prozent
nicht bestimmt
8,3 Prozent
18,6
nicht bestimmt.

Trotz des geringen Zuckergehaltes wurde der mit Trockentreber vermischte Abdampfrückstand von den Tieren gern gefressen, um so mehr aber, wenn er mit dem zuckerreichen Auszuge zusammen verarbeitet wurde.

Beispiel.

Das in üblicher Weise zerkleinerte Holz wird mit etwa der 2- bis 4 fachen Menge verdünnter Mineralsäuren (etwa 0,25- bis 0,5 prozentiger Schwefelsäure oder 0,1- bis 0,2 prozentiger Salzsäure) 4 bis 6 Stunden lang bei einigem Atmosphärenüberdruck (0,5 bis 3 Atm. je nach der Holzart) gedämpft, die zuckerreiche Flüssigkeit abgepreßt oder abgesogen und nach Neutralisation mit Kalk oder kohlensaurem Kalk eingedampft. Das rückständige Holz im Kocher wird mit heißem Wasser kurze Zeit, um den Rest von Zucker und Säure zu entfernen, erhitzt, das Wasser alsdann abgelassen und unter Ergänzung der fehlenden Säuren zu einer zweiten Kochung benutzt. Die eingedickte Zuckerlösung kann direkt zu einem Futtermittel verarbeitet werden, wie in der Patentschrift 265483 angegeben ist, oder sie kann auch auf Zuckersirup oder behufs Herstellung von Alkohol daraus erst der Gärung unterworfen und die von Alkohol befreite Maische, die noch die Pentosen und sonstige Kohlenhydrate enthält, weiter zu einem Futtermittel verarbeitet werden.

Zu dem im Kocher befindlichen Rückstand nach der Behandlung mit verdünnter Schwefelsäure (eventuell auch Salzsäure) wird die jetzt übliche Lösung von schwefliger Säure und schwefligsaurem Kalk, d. h. Sulfitkocherlauge von etwa 4 bis 6° Be eingefüllt und hiermit in üblicher Weise entweder nach dem Mitscherlichschen oder dem Ritter-Kellerschen Verfahren bis zum Weichwerden der Holzmasse erhitzt. Die Höhe des Druckes wie die Länge der Erhitzung richten sich nach der Holzart.

Die fertig gedämpfte Holzmasse wird in derselben Weise weiter verarbeitet, wie es jetzt auch geschieht.

Die Kocherablauge dagegen, die im wesentlichen nur mehr die Lignine, zum größten Teil als Sulfolignine, enthält, wird zunächst durch Erhitzen tunlichst von freier schwefliger Säure, die für den Betrieb wieder gewonnen werden kann, befreit und dann nebst dem ersten Waschwasser in einem Behälter gesammelt und von hier aus einige Meter hoch auf ein

Gradierwerk gehoben, welches wie folgt eingerichtet ist :

Zu oberst befindet sich eine flache, der Menge der Ablauge angepaßte Sammelrinne, die mit Kalksteinstücken oder -grus gefüllt sowie nötigenfalls mit Koksstückchen durchmischt ist und zuerst die gehobene Ablauge behufs Neutralisation der noch vorhandenen freien schwefligen Säure und Schwefelsäure

ίο aufnimmt. Von hier fällt sie aus feinen Durchlochungen sprühregenartig etwa ι bis 2 m hoch durch freie Luft in eine zweite, der ersten angepaßte Rinne mit derselben Beschickung und wird aus dieser auf ein etwa 2 bis 3 m hohes Gradierwerk, das wie üblich aus Dornen angefertigt ist, oder auf ausgespannte, unter einem bestimmten Winkel gebogene Drahtnetze geleitet, an welchen die Flüssigkeit in äußerst dünner Schicht herunterrieselt, wodurch eine vollständige Durchlüftung aller Flüssigkeitsteilchen erzielt wird.

Von den Lüftungsvorrichtungen fällt die Ablauge nochmals in eine darunter befindliehe Rinne mit Kalksteinstückchen oder -grus, um die letzten Reste freier Säuren — nötigenfalls unter Wiederholung der Behandlung — zu binden, und von hier in eine Grube, um den gebildeten Gips zur Abscheidung zu bringen. Die klare überstehende Flüssigkeit wird dann entweder für sich eingedampft und für sich allein verwertet, oder zweckmäßiger mit der ersten zuckerreichen Flüssigkeit, oder wenn diese zur Gewinnung besonderer Stoffe (z, B. Harz, Gerbsäure) mit den Rückständen hiervon, oder wenn sie zur Gärung gedient hat, mit der von Alkohol befreiten Maische vereinigt, eingedampft, der Sirup nach vorheriger Entfernung des ausgeschiedenen Gipses durch Filterpressen etweder für sich als Futtermittel verwendet oder mit einem Trockenfuttermittel (wie Trockentreber, Kleie usw.) vermengt und in dieser Form verfüttert.

Der abfallende Gips kann entweder direkt zur Düngung oder zur Einstreu in die Ställe oder auch zur Herstellung von gebranntem Gips verwendet werden.

Selbstverständlich kann die Neutralisation und Lüftung der Sulfitablauge je nach der Menge und Beschaffenheit wie auch je nach den örtlichen Verhältnissen in der verschiedensten Weise erreicht werden, die Hauptsache ist nur, daß sie tunlichst schnell und in möglichst reiner Luft vorgenommen werden.

Claims

Patent-Anspruch:

Herstellung eines Futtermittels unter gleichzeitiger Gewinnung von Zellulose, dadurch gekennzeichnet, daß Zellulosehaltige Materialien, insbesondere Holz aller Art, zunächst in bekannter Weise einer Vorbehandlung mit verdünnten Mineralsäuren (Schwefelsäure oder Salzsäure) und verdünnten Alkalien (vorwiegend Ammoniak) oder mit einem dieser Lösungsmittel allein durch Erhitzen unter wechselndem Druck unterworfen, dann nach dem bisherigen Sulfitverfahren weiter behandelt werden, die dabei abfallende Sulfitablauge nach vollständiger Neutralisation und genügender Durchlüftung entweder für sich allein oder zweckmäßiger zusammen mit der ersten zucker- oder gummireichen Aufschließungsflüssigkeit oder auch, wenn diese zur Alkoholgewinnung oder zur Gewinnung sonstiger Nebenstoffe gedient hat, mit der rückständigen Flüssigkeit hiervon eingedampft und in bekannter Weise auf ein Futtermittel verarbeitet wird.