DE2940547A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen zersetzung einer bruchstueckartigen trockensubstanz, insbesondere einer lignozellulose-substanz - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 2 9 A O 5 4

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE ββ D-8 MÜNCHEN 99 · WIDENMAYERSTRASSE 40

D/.TTLT.LE MEMORIAL INSTITUTE berlin: dipl-inq. r. müllh-börner

MÜNCHEN: DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WKY OIPL.-INO. EKKEHARO KÖRNER

Berlin, den 04. Oktober 1979

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Zersetzung einer bruchstückartigen Trockensubstanz, insbesondere einer Lignozellulose-Substanz

(Priorität: Schweiz, Nr. 10298/78 vom 04. Oktober 1978)

43 Seiten Beschreibung mit
9 Patentansprüchen
1 Blatt Zeichnung

MP - 2 7 532

030016/0863

BERLIN: TELEFON (030) Θ312Ο88 MÜNCHEN: TELEFON (O8O) 220080

KABEL: PROPINDUS- TELEX O1 84 OS 7 KABEL: PROPINDUS -TELEX 00 34944

Die vorliegende Erfindung betrifft die teilweise Zersetzung bruchstückartigen Trockensubstanzen, die im allgemeinen in den Zersetzungslösungsmittel einen festen Rückstand aus nicht zersetzten feinen Teilchen zurücklassen. Das Vorhandensein derartiger nicht zersetzter Teilchen ergibt sich entweder aus der Anwesenheit eines unlöslichen Anteils in den genannten Substanzen oder aus der Form der Teilchen, wobei diese Teilchen zu groß oder zu ungleichmäßig sein können, als daß die Zersetzung vollständig stattfinden könnte.

Die löslichen oder teilweise löslichen bruchstückartigen Grundsubstanzen wie beispielsweise Lignozellulose-Stoffe stehen sehr häufig in Form von mehr oder weniger gleichmäßigen Bruchstücken zur Verfügung. Die zur Zersetzung dieser ungleichmäßigen Bruchstücke erforderliche Zeit kann daher entsprechend ihrer Größe und Form erheblich schwanken, wobei relativ kleine Bruchstücke sich sehr viel schneller zersetzen können als um ein Vielfaches größere Bruchstücke.

Eine vorherige Klassifizierung der ungleichmäßigen Bruchstücke des verfügbaren Grundstoffs würde im Prinzip ermöglichen, mehr oder weniger gleichmäßige Bruchstücke zu erhalten, die entsprechend in verschiedenen relativ begrenzten Größenbereichen liegen und auf diese Weise entsprechend jedem Bereich verschiedenen Zersetzungsbehandlungen unterworfen werden können. Daraus ergibt sich aber eine erhebliche, häufig hinderliche Steigerung der Gesamt-Behandlungskosten bei den meisten Zersetzungsbehandlungen wegen der vorangehenden Klassifizierung, sowie fastunvermeidliche Verluste an nicht behandelter Substanz.

030016/0881

Ebenso könnte auf mechanischem Wege eine Verringerung der vorherigen Größe zur Herstellung kleinerer und damit gleichmäßigerer Bruchstücke im Prinzip die Zersetzung vereinfachen; sie ist aber trotzdem im allgemeinen relativ kompliziert und teuer, so daß sie sich für zahlreiche industrielle Verwendungen verbietet.

Wenn man derartige Vorbehandlungen vermeidet und die Gesamtheit der ungleichmäßigen Bruchstücke aus verfügbarer Trockensubstanz einer Zersetzungsbehandlung in einem Lösungsmittel unterwirft, können die am Beginn der Behandlung erhaltenen feinen Rückstandsteilchen, die nicht zersetzt sind, ohne Nutzeffekt in Aufschlämmung verbleiben, sich in dem Lösungsmittel anhäufen und dessen Wirkung auf die zu zersetzenden Substanzen behindern. Es hat sich daher erwiesen, daß eine Anhäufung feiner Teilchen in dem Lösungsmittel die wirksame Zersetzung der größten Bruchstücke der Ausgangssubstanz behindern kann.

Es ist daher wünschenswert, diese feinen Teilchen zu entfernen, indem man sie während der Behandlung entnimmt. Dies war jedoch im allgemeinen allein dann möglich, wenn man zu gleicher Zeit auch die größeren und daher noch unvollständig behandelten Bruchstücke entnahm.

Außerdem ist eine spätere Trennung dicker Bruchstücke, die unvollständig behandelt wurden, gefolgt von einem Wiedereinbringen in den Zyklus, um sie wiederholten Behandlungen zu unterwerfen, die die Vollendung ihrer Zersetzung ermöglichen, ebenfalls relativ kompliziert und teuer, so daß sie sich für zahlreiche industrielle Verwendungen verbietet.

030016/0888

Da die vorstehend aufgeführten Probleme sich im wesentlichen aus den mehr oder weniger wesentlichen Unterschieden in den für die Zersetzung der Bruchstücke verschiedener Größen erforderlichen Behandlungszeiträumen ergeben, ist es vorteilhaft, die Zersetzung in jedem Fall so weit wie möglich zu beschleunigen, beispielsweise durch geschickte Auswahl des Lösungsmittels, durch eine Mischbewegung, die den Kontakt Lösungsmittel/Substanz verbessert, durch eine Temperaturerhöhung oder durch irgendein anderes geeignetes Mittel.

Es ist jedoch im allgemeinen nicht möglich, die Zersetzung so zu beschleunigen, daß die wesentlichen Unterschiede zwischen den Kontaktzeiten Lösungsmittel/Substanz nahezu kompensiert werden, die erforderlich sind, um die Zersetzung großer und kleiner Bruchstücke zu vollenden, deren Größen erheblich variieren, wie dies häufig bei bruchstückartigen Grundstoffen der Fall ist, deren Zersetzung von industriellem Interesse sein kann.

Angesichts der wirtschaftlichen Grenzen aufgrund der vorerwähnten Probleme muß ein industrielles Verfahren zur Zersetzung bruchstückartiger Substanzen in großem Maßstab die folgenden Erfordernisse so weit wie möglich berücksichtigen:

A. Fast vollständige Behandlung der Gesamtheit der verfügbaren bruchstückartigen zu zersetzenden Substanz durch Vorgänge und eine Apparatur, die so einfach wie möglich sein müssen.

B. So vollständig wie mögliche Ausnutzung des Lösungsmittels und der zur Zersetzung dienenden Apparatur.

C. Behandlung, die die kontinuierliche Zersetzung sehr großer bruchstückartiger mehr oder weniger ungleichmäßiger Substanzmengen erlaubt.

- 10 -

030016/08Θ8

- Atf -

Die vorstehend angegebenen Probleme, die in bezug auf ein in großem Maßstab durchgeführtes industrielles Verfahren besonders wichtig sind, werden im übrigen noch komplizierter, wenn man das vorbeschriebene letzterwähnte Erfordernis mit Bezug auf die kontinuierliche Zersetzung in Betracht zieht.

Es ist ganz offensichtlich, daß jedes Behandlungsverfahren kontinuierlicher Art ebenfalls kontinuierlich die gewünschten Behandlungsprodukte liefern muß, die im vorliegenden Fall im wesentlichen einerseits die zersetzten Produkte aus der behandelten Trockensubstanz und andererseits der aus feinen nicht zersetzten Teilchen in Aufschlämmung in dem gleichen Lösungsmittel befindliche feste Rückstand sind.

Auf jeden Fall erlauben die bekannten Verfahren im allgemeinen nicht, kontinuierlich einzig das die zersetzten Produkte enthaltene Lösungsmittel und die feinen in Aufschlämmung befindlichen Rückstandsteilchen zu erhalten, weil größere, unvollständig behandelte Bruchstücke, die ebenfalls in dem Lösungsmittel aufgeschlämmt sind, zu gleicher Zeit wie die feinen in Aufschlämmung befindlichen Rückstandsteilchen erhalten werden.

Daraus ergibt sich eine Verschwendung an bruchstückartiger, unvollständig behandelter Substanz, deren spätere Trennung im Hinblick auf eine Wiedereinführung in den Zyklus sich für verschiedene industrielle Verwendungen verbietet.

Die vorliegende Erfindung betrifft mehr im einzelnen eine industrielle Verwendung von großem praktischem Interesse, wenn man die vorgenannten erheblichen Probleme und wirt-

- 11 -

0300Ί0/08Θ8

schaftlichen Grenzen in Betracht zieht, nämlich die kontinuierliche Zersetzung des löslichen Anteils einer Mischsubstanz, insbesondere der in bruchstückartiger Lignozellulose-Substanzen enthaltenen Zellulose beispielsweise verschiedener pflanzlicher Abfallprodukte wie Sägespäne und Holzmehl, Stroh, Bagasse, Kleie usw..

Bekanntlich kann die Zellulose, die kristalline Bereiche aufweist, die in amorphe Bereiche eingelassen sind, durch konzentrierte wässrige Säuren zersetzt werden, ein Vorgang, in dessen Verlauf sie sich hydrolysiert, wobei der kristalline Anteil, der für die Säure weniger zugänglich ist, in der Säure sehr viel schwieriger zu zersetzen ist.

Das Erreichen einer völligen zersetzung des kristallinen Anteils der Zellulose stellt so ein größeres Problem bei der sauren Hydrolyse dar, die zur Verzuckerung von Lignozellulose-Substanzen in großem Maßstab mit einem interessanten wirtschaftlichen Ertrag bestimmt ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Angriff auf die Zellulose durch die Säure zu begünstigen, indem die Hydrolyse bei erhöhten Temperaturen und Drücken durchgeführt wird, die jedoch erhebliche Nachteile für die Konstruktion und den Betrieb der Apparaturen darstellen, die so gebaut sein müssen, daß 3Le diese Temperaturen und Drücke aushalten, und zwar derart, daß sie eine wirtschaftliche Verzuckerung in großem Maßstab gewährleisten. Außerdem ermöglicht eine solche saure Hydrolyse bei hoher Temperatur und hohem Druck im allgemeinen nur die Erreichung eines relativ begrenzten Ertrags von ungefähr 50% der Glukose, die sich theoretisch aus der vollständigen Hydrolyse der pflanzlichen Substanz ergibt.

- 12 -

030016/08ΘΘ

29A05A7

Es ist auch vorgeschlagen worden, die Konzentration der Säure auf einen Wert nahe der Sättigungsgrenze zu steigern, so daß eine vollständige Hydrolyse bei Umgebungstemperatur erreicht werden kann.

Jedenfalls haben die bisher vorgeschlagenen industriellen Einrichtungen zur Verzuckerung durch saure Hydrolyse im allgemeinen die Nachteile, relativ kompliziert, teuer und voluminös zu sein.

Nach dem bekannten Verzuckerungsverfahren von Andre Hereng, wie es beispielsweise in der US-PS 2 474 669 beschrieben ist, imprägniert man Holzspäne mit 27- bis 33%iger Salzsäure und unterwirft sie dann einem Gegenstrom von Hydrochloridgas um die Konzentration der in dem imprägnierten Holz absorbierten Säure auf 41% zu erhöhen, während dieses in einer von einem aufsteigenden Hydrochloridgas-Strom durchlaufenden Säule aufgrund von Schwerkraft abfällt.

Die Verwendung von Hydrochloridgas, um den Gehalt an für die Verzuckerung verwendeter Salzsäure zu erhöhen, war beispielsweise schon aus der US-PS 1 544 149 bekannt. Die Verwendung von Hydrochloridgas in Verzuckerungsverfahren von Holz ist auch in den US-PS'en 1 677 406 und 1 795 166 beschrieben worden.

Trotz zahlreicher Untersuchungen über die Verzuckerung von Holz haben die bisher für die Zersetzung der Zellulose durch Hydrolyse entwickelten industriellen Einrichtungen, wie bereits erwähnt, eine relativ komplexe Struktur und/oder eine schwer zu steuernde Funktion und haben große Abmessungen. Daraus

- 13 -

030016/0888

29A05A7

ergibt sich, daß die Gestehungskosten dieser Einrichtungen sowie die Betriebskosten häufig verschiedene industrielle Anwendungen verbieten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, kontinuierlich große Mengen von bruchstückartiger Trockensubstanzen mehr oder weniger ungleichmäßiger Art, die im allgemeinen nicht vollständig zersetzbar sind, zu zersetzen und zwar derart, daß man die oben angegebenen Probleme und Nachteile so weit wie möglich vermeidet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur kontinuierlichen teilweisen Zersetzung einer bruchstückartigen Trockensubstanz mit einem löslichen und einem unlöslichen Anteil in einem Lösungsmittel, wobei dieser unlösliche Anteil sich in Form feiner Restteilchen in Aufschlämmung in diesem Lösungsmittel befindet. Für das erfindungsgemäße Verfahren wird vorgeschlagen, daß man

a) die mit dem Lösungsmittel imprägnierte Trockensubstanz in ein Bad aus diesem Lösungsmittel eintaucht und sie einer mäßigen Mischbewegung unterwirft, die ihre Berührung mit der Gesamtheit des Lösungsmittels in dem Bad während einer ausreichenden Zeitdauer fördert, damit sie sich zersetzt, und daß die feinen Restteilchen in dem Bad in Aufschlämmung gebracht werden, wobei die Mischbewegung so geartet ist, daß im wesentlichen alle Bruchstücke der imprägnierten Substanz voll in das Bad eingetaucht bleiben,

- 14 -

030016/00C8

b) dieses Bad kontinuierlich mit Lösungsmittel und zu behandelnder bruchstückartiger Trockensubstanz speist nach einem Rhythmus dergestalt, daß die Bruchstücke der kontinuierlich in das Bad gelieferten und mit dem Lösungsmittel imprägnierten Trockensubstanz im wesentlichen vollkommen in das Bad eingetaucht bleiben, und daß man kontinuierlich durch einen Überlauf-Abfluß dieses Bades den oberen Bereich der Aufschlämmung entfernt.

Dieses Verfahren ermöglicht so eine Auswahl der kleinsten (d.h. der nach den Kriterien der Flotation leichtesten) Teilchen und vermeidet damit so weit wie möglich die Entfernung der löslichen Anteile der Substanz, die aber bisher noch nicht zersetzt worden sind.

Ein besonderes, ebenfalls mit der vorliegenden Erfindung angestrebtes Ziel liegt darin, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, kontinuierlich praktisch die gesamte in großen Mengen bruchstückartiger Lignozellulose-Substanzen enthaltene Zellulose mehr oder weniger ungleichmäßiger Art, von unterschiedlichen Formen oder Ursprüngen zu zersetzen, wobei in großem Umfang die vorerwähnten Probleme und Nachteile vermieden werden.

Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung mehr im einzelnen ein Verfahren zur kontinuierlichen Zersetzung der in einer bruchstückartigen Lignozellulose-Substanz enthaltenen Zellulose durch Behandlung mit einer konzentrierten wässrigen Salzsäurelösung vorgeschlagen. Für dieses Verfahren wird im einzelnen vorgeschlagen, daß

- 15 -

030016/0863

a) man die rait konzentrierter Salzsäure vorher imprägnierte Lignozellulose-Substanz in ein Bad aus diese Säure eintaucht, durch das man Hydrochloridgas perlen läßt, während man die eingetauchte Substanz einer mäßigen Mischbewegung aussetzt, und daß man das Durchperlen und die Mischbewegung auf eine solche Weise und für eine solche Zeitdauer durchführt, die ausreichen, u:n im wesentlichen die gesamte in der eingetauchten Substanz enthaltene Zellulose sich in der Säure unter kombinierter Wirkung der Bewegung und des Hydrochloridgases zu zersetzen und so eine Aufschlämmung aus feinen Ligninteilchen in der Gesamtheit des die Hydrolyse-Produkte der Zellulose enthaltenden Bades zu liefern,

b) man dieses Bad kontinuierlich mit konzentrierter Säurelösung und zu behandelnder Lignozellulose-Substanz speist bei entsprechenden Durchflußmengen,wobei alle diesem Bad zugeführten Lignozellulose-Bruchstücke im wesentlichen voll in das Bad eingetaucht bleiben, und daß man kontinuierlich durch Überlauf-Abfließen dieses Bades die Aufschlämmung aus auf diese Weise erzeugten und in dem oberen Bereich des Bades aufgeschlämmten feinen Ligninteilchen entfernt.

Bei der kontinuierlichen Zersetzung der Zellulose entsprechend diesem Verfahren kann die Säure des Bades vorteilhaft mit Hilfe von Hydrochloridgas, das man durch das Bad perlen läßt, in einem Zustand der Sättigung mit HCl gehalten werden.

- 16 -

030016/0868

Außerdem wird das Säurebad vorzugsweise in einem Behälter oder einer Kammer eingeschlossen, außerhalb derer man kontinuierlich das aus dem Bad, in das es eingeleitet wurde, austretende Gas entfernt. Man gewährleistet auf diese Weise eine Entgasung des Bades unter Vermeidung des Entweichens von Hydrochloridgas und Verseuchung der äußeren Atmosphäre.

Weiterhin wird das derart von der Kammer zurückgehaltene Hydrochloridgas vorzugsweise wieder aufgefangen, um erneut verwendet zu werden, vorzugsweise durch unmittelbares Wiedereinleiten in den Behälter und in das Säurebad. Diese Wiedereinleitung in den Zyklus erlaubt eine Einsparung an Hydrochloridgas, das zur Sättigung des Säurebades durch Durchperlen erforderlich ist.

Der Druck in der das Säurebad umschließenden Kammer kann darüber hinaus im Verhältnis zum atmosphärischen Druck leicht verringert werden, so daß man jedes Einweichen von Hydrochloridgas in die umgebende Atmosphäre vermeidet, während die Entgasung des Säurebades begünstigt wird.

Die Mischbewegung der in das Bad eingetauchten bruchstückartigen Substanz kann zumindest teilweise durch die mechanische Wirkung des Hindurchperlens erhalten werden, wobei eine die Erzeugung dieser Mischbewegung gewährleistende ausreichende Menge an Gas insbesondere mit Hilfe des Wiedereinbringens in den Zyklus dank des wiederholten Durchperlens des Gases erhalten werden kann.

- 17 -

030016/0868

29AQ5A7

-y-

So kann man dieses Durchperlen mit dieser Mischbewegung in dem Säurebad kombinieren, dieses Sad auf einem Sättigungszustand halten, dieses Bad in der Kammer einschließen, es entgasen und das Hydrochloridgas wieder in den Zyklus einbringen, indem man es wiederholtem Durchperlen unterwirft, das Ganze dergestalt, daß man optimale Bedingungen gewährleisten kann, um schnell und auf einfache und wirtschaftliche Weise kontinuierlich die gesamte in der behandelten Lignozellulose-Substanz enthaltene Zellulose zu zersetzen.

Es hat sich im übrigen erwiesen, daß die kombinierte Wirkung eines Durchperlens von HCl-Gas in einem konzentrierten Hydrochloridgas und einer mäßigen gleichzeitigen Mischbewegung auf die bruchstuckartige Lignozellulose-Trockensubstanz, wie sie entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, nicht nur ermöglicht, die gesamte Zersetzung der in dieser Trockensubstanz enthaltenen Zellulose erheblich zu beschleunigen, sondern auch die für eine solche völlige Zersetzung erforderliche Menge an flüssiger Säure erheblich zu verringern.

Es hat sich beispielsweise in der Praxis als möglich erwiesen, die in in einem 39%igen Hydrochloridgas behandelten Stroh enthaltene Zellulose vollständig zu zersetzen, wobei das Gewichtsverhältnis Substanz/Flüssigkeit (Stroh/Säure) etwa 1:2 betrug und das Stroh der kombinierten Wirkung eines Durchperlens von HCl-Gas und einer mäßigen Mischbewegung der Säure des Bades unterworfen war. Der Sättigungszustand an zersetzten aus der Zellulose stammenden Produkten ist um 700 g; dieser Zustand wird mit dem vorliegenden Verfahren im allgemeinen nicht erreicht.

- la -

030016/086B

Außerdem ist es möglich, die iMenge an in dem er£indungsgemä3en Verfahren verwendetem Lösungsmittel durch ein Wiedereinbringen des die beim Durchlaufen des Bades zersetzten Produkte enthaltenden Lösungsmittels in den Zyklus zu verringern dergestalt, daß das Lösungsmittel mehrere Male verwendet werden kann, um die größtmögliche Menge an zu zersetzender Trockensubstanz zu behandeln, bis dieses Lösungsmittel mehr oder weniger gesättigt ist.

In dem Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung ist auch vorgesehen, die Durchflußmengen an Speisung mit Trockensubstanz und Flüssigkeit des 3ades und die mäßige Kischbewegung einander anzupassen und zwar so, daß die festen Bruchstücke im wesentlichen bis zu ihrer fast vollständigen Zersetzung unter bestmöglichen Bedingungen in jedem Fall voll in das Bad eingetaucht bleiben, während man aus diesem Bad kontinuierlich durch einen einfachen Austrag oder Überfluß-Abfließen eine Aufschlämmung entfernt, die im wesentlichen die feinen Restteilchen in dem die zersetzenden Produkte enthaltenden Lösungsmittel umfa3t.

Wie sich weiter aus der nachfolgenden ins einzelne gehenden Beschreibung ergibt, erlaubt eine relativ einfache Apparatur die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dergestalt, daß man nicht nur einfach in jedem Fall alle die geeigneten Mittel verwenden kann, um eine kontinuierliche Zersetzung so schnell und vollständig wie möglich durchzuführen, sondern auch eine kontinuierliche Trennung und wahlweise Entfernung der feinen Restteilchen in Aufschlämmung.

- 19 -

030016/0868

Diese kontinuierliche wahlweise Entfernung der feinen Rest teilchen findet entsprechend der Erfindung einerseits dank einer Klassifizierung durch Zurückhalten der relativ großen Bruchstücke im Inneren des Bades und />ufschlämmung der feinen Restteilchen an der Oberfläche des Bades statt, und andererseits dank einem einfachen Austrag oder einem Überlauf-Ab- fließen des Bades. Mit anderen Worten, man reguliert die Stärke der Bewegung, damit die feinsten Teilchen in den oberen Schichten der Flüssigkeit in Aufschlämmung gehalten werden, während die dickeren, noch unvollkommen hydrolysierten 3ruchstücke in den unteren Schichten der Flüssigkeit gehalten werden und zwar bis zu ihrer endgültigen Verkleinerung in feine unlösliche Teilchen.

Es ist offensichtlich, daß eine solche Klassifizierung und wahlweise Entfernung nur möglich ist, wenn die festen Bruchstücke der zu zersetzenden Substanz einer ausreichend mäßigen Mischbewegung unterworfen werden, damit diese relativ dicken Bruchstücke nicht auch bis an die Oberfläche des 3ades in Aufschlämmung kommen können, was zu einer verfrühten Entfernung unvollständig behandelter Bruchstücke führen würde.

Diese wahlweise kontinuierliche Entfernung der feinen Restteilchen erlaubt jedoch eine optimale Ausnutzung des Bades, indem sie es ermöglicht, darin kontinuierlich die feinen derart entfernten Teilchen durch neue zu zersetzende bruchstückartige Substanz zu ersetzen. Die Klassifizierung (durch Schlämmungseffekt) bestimmt im übrigen die entsprechenden Verbleibzeiten, während derer die verschiedenen Bruchstücke der Trockensubstanz der Zersetzung unterworfen sind und so eine GrÖ3enverminderung bis zum Erhalt feiner Restteilchen erleben.

- 20 -

030016/08GQ

-Xf-

Eine solche Klassifizierung durch wahlweises Schlämmen und Entleeren kann kontinuierlich mit relativ einfachen Mitteln bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwirklicht werden.

In all den Fällen, wo es aus irgendwelchen Gründen zu schwierig wäre, eine praktisch vollständige Zersetzung sowie eine so trennscharfe Entfernung wie vorstehend beschrieben in einem einzigen Bad zu gewährleisten, d.h. wenn die durch Überlauf-Abfließen aus dem Bad entfernte Aufschlämmung nicht nur feine Teilchen, sondern auch größere, unvollständig zersetzte Bruchstücke enthält, kann die Erfindung leicht in mehreren Schritten durchgeführt werden in in Reihe (in Kaskade) angeordneten Bädern. Dies erlaubt es , eine vollständige Zersetzung in aufeinanderfolgenden Schritten zu gewährleisten, bei denen die festen Bruchstücke schrittweise eine Grö3enverringerung durchmachen und eine entsprechende Klassifizierung von einem Bad in das nachfolgende .

Eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführte experimentelle Studie hat die folgenden Ergebnisse erbracht, die in bezug auf die Zersetzung von Zellulose von Interesse sind:

- Wenn man mit wässrigem HC 1 imprägniertes Getreidestroh in ein in einem Behälter eingeschlossenes 39%iges Hydrochloridbad von 3O°C eintaucht, wobei das Gewichtsverhältnis Substanz/Flüssigkeit (Stroh/Säure) in diesem Bad 1:7 beträgt, und man dieses Bad einer langsamen Rührbewegung und einem Durchperlen mit Hydrochloridgas unterwirft (dessen Überschuß nach dem Durchperlen kontinuierlich aus dem Behälter

- 21 -

030016/0868

entfernt wird), erreicht man eine vollständige Zersetzung der in dem Stroh enthaltenen Zellulose innerhalb von 15 Minuten.

Wenn man dagegen die gleiche Zersetzung ohne das Durchperlen mit Hydrochloridgas durchführt, wobei die übrigen Bedingungen gleich bleiben wie vorbeechrieben, steigt die zur Erreichung des gleichen Resultats, d.h. der vollständigen Zersetzung der in dem Stroh enthaltenen Zellulose, erforderliche Zeit auf 45 Minuten an.

Dies zeigt, daß die Geschwindigkeit der Zersetzung der Zellulose wesentlich (im vorliegenden Fall dreimal so schnell) durch die Wirkung des eingeleiteten HCl-Gases beschleunigt wird, wobei die für die vollständige Zersetzung erforderliche Dauer bei diesen Aufbereitungen verringert wird.

Auf diese Weise ermöglicht infolgedessen die Wirkung des Durchperlens mit HCl bei einer Gesamt-Behandlungsdauer von 45 (3 χ 15) Minuten, mindestens dreimal mehr Stroh in der gleichen Menge Säure zu behandeln als unter Einwirkung nur der Mischbewegung (ohne Durchperlen) .

Es scheint offensichtlich, daß dieses Durchperlen mit KCl-Gas eine wesentliche Wirkung auf die vollständige Zersetzung der gesamten in dem Stroh enthaltenen Zellulose ausübt, wobei die Zeit und die erforderliche Menge der Säure für diese Zersetzung dank des Durchperlens um einen Faktor 3 vermindert werden.

- 22 -

030016/0888

- 2Jt -

- Ähnliche Behandlungen, aber in Säurebädern von wesentlich - beispielsweise bis auf 35% - reduzierter Konzentration haben es ermöglicht, die in dem Stroh enthaltene Zellulose bei Durchperlen mit HCl-Gas in dem langsam bewegten Bad vollständig zu zersetzen, während es, um das gleiche Ergebnis ohne HCl-Gas zu erreichen, erforderlich gewesen ist, eine Säure mit einer Konzentration von mindestens 39% zu verwenden und das Bad zu rühren, um eine solche vollständige Zersetzung zu erreichen, und dies bei einer wesentlich längeren Zeitdauer.

Die vorstehend angegebenen Ergebnisse zeigen, daß die kombinierte Wirkung des in das Säurebad eingeleiteten gasförmigen HCl und der Mischung der bruchstückartigen Lignozellulose-Substanz (Stroh) die folgenden wesentlichen Vorteile bringt:

Die Zellulose kann bei einer erhöhten Geschwindigkeit vollständig zersetzt werden.

Die Lignozellulose-Substanz in trockener, voluminöser Form kann in Säure schnell in eine Lignin-Aufschlämmung umgewandelt werden, so daß die Behandlungskapazität pro Volumeneinheit des Bades infolgedessen ebenso wie die Entfernungsgeschwindigkeit des Rest-Lignin in Aufschlämmung erhöht werden kann.

Es wird möglich, die Zellulose vollständig in einem Hydrochlorid-Bad mit einer wesentlich verringerten Konzentration (beispielsweise auf 35%), das man zu einem geringeren Preis erhält, zu zersetzen.

- 23 -

030016/0858

Die zur vollständigen Zersetzung der Zellulose in einem Bad mit gegebenem Volumen erforderliche flüssige Säuremenge ist geringer.

Nachstehend werden anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen verschiedene Vorrichtungen zur Durchführung der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Wirkungsweise einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung,

Fig. 2 eine Abwandlung der Vorrichtung entsprechend Fig. 1*

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt einer Ausführungsform einer Drehvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Anhand des Schemas der Fig. 1 kann das allgemeine Wirkungsprinzip eines Apparats zur Durchführung der Erfindung in folgender Weise erklärt werden:

Die Zersetzung einer bruchstückartigen Trockensubstanz M wird in einem Bad B aus flüssigem Lösungsmittel L durchgeführt, das in einer Zersetzungskammer 1 auf der Ebene der Fläche 3 dieses Bades B mit einem Ausgang 2 in Form eines Überlaufs zum überlauf-Abfließen aus dieser Kammer 1 versehen ist.

Zwei Speiseeinrichtungen 4 und 5 dienen dazu, dieses Dad B kontinuierlich mit flüssigem Lösungsmittel L bzw. mit bruchstückartiger Trockensubstanz M zu speisen. Diese Einrichtungen 4 und 5 sind mit Reguliereinrichtungen 6 und 7 für die entspre-

- 24 -

030016/0868

' ORIGINAL INSPECTED

chenden Durchflußmengen zur Speisung des Bades mit Lösungsmittel L und Substanz M versehen.

Wie in Fig. 1 angedeutet, sind die Einrichtungen 4 und 5 außerdem mit Speiseleitungen 8 bzw. 9 versehen, die im vorliegenden Fall in den unteren Teil des Bades B einmünden. Dies erlaubt es, einerseits die Imprägnierung und das vollständige Eintauchen der kontinuierlich in das Bad geleiteten Trockensubstanz M zu gewährleisten und verhindert andererseits den unmittelbaren Durchlauf des flüssigen Lösungsmittels L und dieser Trockensubstanz M zu dem Überlauf-Ausgang 2.

Die derart kontinuierlich imprägnierte und eingetauchte bruchstückartige Trockensubstanz M, die die Neigung hat, auf den Boden des Bades B zu fallen, wird einer mäßigen Mischbewegung im Inneren und im wesentlichen in dem unteren Teil dieses Bades unterworfen, wie schematisch in Fig. 1 durch ein Rührwerk Io angedeutet, das im unteren Teil des Bades B angeordnet ist. Diese mäßige Mischbewegung wird entsprechend der Erfindung so gewählt, daß sie einerseits so weit wie möglich das In-Enge-Berührung-Bringen der gesamten eingetauchten Trockensubstanz mit der Gesamtheit des Lösungsmittels in dem Bad B fördert, um ein Verdichten dieser am Boden des Bades angesammelten Trockensubstanz M zu vermeiden, indem sie sie kontinuierlich im Inneren des Bades rührt. Diese mäßige Bewegung dient so dazu, eine so schnelle und so vollständige Zersetzung wie möglich aller Bruchstücke der kontinuierlich gelieferten und in das Bad B eingetauchten Trockensubstanz M zu erreichen, damit diese Bruchstücke alle zersetzt werden können, indem sie eine Größenverringerung durchmachen, bis sie einzig feine Restteilchen übriglassen, die in dem Lösungsmittel des Bades nicht in Aufschlämmung zersetzt worden sind.

- 25 -

030016/0868

η-

Zusätzlich zu diesem kontinuierlichen Rühren der Substanz-Bruchstücke im Inneren das Bades B wird die mäßige Mischbewegung andererseits entsprechend der Erfindung so ausgewählt, daß die feinen Teilchen in der Gesamtheit des Lösungsmittels in Aufschlämmung gehalten werden, wobei die feinsten sich nahe der Oberfläche 3 des Bades B befinden, so daß ihre kontinuierliche Entfernung dank dem Jberflu3-Abfließen auf der Ebene des Überlauf-Ausgangs 2 der Kammer 1 möglich ist.

Auf diese Weise kann man dank einer geeigneten Wahl der mäßigen Mischbewegung, wie sie entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, eine Klassifizierung der eingetauchten, der Zersetzung unterworfenen Substanz-Bruchstücke durch Abfließen dergestalt erreichen, daß die größten Bruchstücke die Neigung haben, nahe dem Boden des Bades B zu verbleiben, daß die Bruchstücke entsprechend der Verminderung ihrer Größe in dem Bad aufsteigen und daß im wesentlichen feine Restteilchen dicht an der Oberfläche 3 des Bades schwimmen und kontinuierlich durch den Abfluß-Ausgang 2 zu einem Behälter 11 zum Sammeln der Zersetzungsprodukte entfernt werden können.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Fig. 1 zur kontinuierlichen Zersetzung der in einer bruchstückartigen Lignozellulose-Substanz enthaltenen Zellulose. Alle entsprechenden Teile, die in den Fig. 1 und 2 die gleichen Bezugszeichen aufweisen, sind bereits in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben worden.

In dieser Abwandlung entsprechend Fig. 2 ist die Kammer 1 der Fig. 1 jedoch durch eine geschlossene Kammer 1' ersetzt, die das Bad B ebenso wie den Raum oberhalb seiner Oberfläche 3

- 26 -

030016/0888

3f~

vollständig umschließt; der Überfluß-Ausgang 2 dieser Kammer ist über eine Entleerungsleitung 12 mit dem Sammelbehälter 11 für die Zersetzungsprodukte verbunden, die ein Bad unter atmosphärischem Druck bilden, in das diese Leitung 12 gasdicht einmündet.

Das Bad B dieser Abwandlung besteht aus konzentriertem Hydrochloridgas, das kontinuierlich über die Speiseeinrichtung 4,6,8 geliefert wird und die die in der kontinuierlich von der Speiseleitung 5,7,9 gelieferten Lignozellulose-Substanz enthaltene Zellulose zersetzen soll.

Diese Abwandlung nach Fig. 2 umfaßt außerdem eine dritte Einrichtung 13 bis 16 zum Speisen des Bades mit Hydrochloridgas, das kontinuierlich von einer Quelle 13 aus über ein Dreiwegeventil 14, das in eine Gas-Speiseleitung 15 eingebaut ist, zu einem Durchperl-Rohr 16 geliefert wird, das am Boden des Bades B entlang angeordnet ist. Diese dritte Speiseeinrichtung 13 bis 16 dient dazu, eine regulierbare Menge HCl-Gas durch die Gesamtheit des konzentrierten Säurebades 3 zu perlen. Der Überschuß an HCl-Gas, der durch dieses Bad B hindurchgeperlt worden ist und an seiner Oberfläche ankommt, wird dann aus der geschlossenen Kammer mittels eines Ausströmrohrs 17 entfernt, das über ein Gebläse 18 und ein Rückströmrohr 19 mit einem Eingang des Dreiwegeventils 14 verbunden ist (dessen anderer Eingang an die Quelle 13 für HCl-Gas angeschlossen ist).

Die vorerwähnte Mischbewegung kann in diesem Fall mindestens teilweise durch eine relativ mäßige Bewegung des Bades B infolg· dieses Durchperlens von HCl-Gas erhalten werden, dessen dem Durchperlen unterworfene Menge mittels des Dreiwegeventils 14

- 27 -

ORIGINAL INSPECTED

030016/0868

reguliert wird. Man kann diese Bewegung auch nittels eines Rührwerks wie dem in bezug auf die Fig. 1 oben beschriebenen Rührwerk 10 erreichen.

Die kontinuierliche Zersetzung tritt in dieser Abwandlung im wesentlichen auf die vorherbeschriebene Weise unter Berücksichtigung der obigen Ergebnisse ein.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt einer Ausführungsform, die speziell als drehbarer, rohrförmiger, waagerechter Reaktor zur Durchführung der kontinuierlichen Zersetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung gebaut ist, insbesondere für die Zersetzung der in einer Lignozellulose-Substanz enthaltenen Zellulose.

Dieser Drehreaktor entsprechend Fig. 3 weist zwei Teile auf:

- eine Hilfstrommel LA zum Speisen und Imprägnieren mit einem Eingangsende, das mit einer einen Axialeingang zum Einführen der bruchstückartigen Trockensubstanz aufweisenden Querwand 320 und mit einem Ende mit freiem Ausgang versehen ist,

- eine Haupttrommel DR mit einem mit dem freien Ausgangsende der Hilfstrommel LA über eine Dichtung 322 verbundenen Eingangsende und einem Ausgangsende 341.

Die zu behandelnde bruchstückartige Trockensubstanz M wird kontinuierlich aus einem Speicher 305 mittels eines regelbaren Verteilers 307 geliefert, der mit dem Axialeingang

- 28 -

030016/0888

der Hilfstrommel IA in Verbindung steht. Diese Trommel IA wird außerdem ständig mit flüssigem Lösungsmittel gespeist, das aus einem Verteiler 323 für Flüssigkeit geliefert wird, der mit einer Lösungsmittelquelle - im vorliegenden Fall einem Reservoir 304 für konzentrierte Hydrochloridsäure - über ein Speiserohr 308, das mit einem Ventil 306 zur Regulierung des Durchflusses an Speisung mit flüssigem Lösungsmittel versehen ist, in Verbindung steht.

Die Hilfstrommel IA ist mit einer Vielzahl von Radialplatten 340 versehen, die in Umfangs- und in Längsrichtung auf ihrer Innenfläche verteilt sind, und mit einer schraubenförmigen Schikane 324, die ebenfalls auf dieser Innenfläche aufliegt, aber eine größere radiale Abmessung als die Platten 340 hat, so daß die Schikane 324 einen schraubenförmigen Kanal 325 begrenzt, der zum Inneren dieser Trommel IA hin offen ist.

Das flüssige Lösungsmittel, das kontinuierlich durch den Verteiler 323 geliefert wird, fällt so in diesen schraubenförmigen Kanal 325 und bildet dort ein Imprägnierbad BI zwischen den Windungen der Schikane 324. Die bruchstückartige Trockensubstanz, die kontinuierlich mittels des regulierbaren Verteilers 307 am Axialeingang 321 geliefert wird, fällt in das Imprägnierbad BI, aus dem diese Trockensubstanz zyklisch durch die Radialplatten 340 bei der Drehung der Trommel IA emporgehoben wird, und macht so eine Drehbewegung durch. Diese Trockensubstanz ist daher dank der Drehbewegung mit einem aufsteigenden Lauf beim Aufsteigen der Platten 340 einem zyklischen Eintauchen in das Imprägnierbad BI unterworfen, abwechseln mit einem aufsteigenden Lauf, während dessen diese Trockensubstanz jedesmal in das Lösungsmittelbad zurückfällt.

- 29 -

030016/0868

29A0547 - SO-

Dieses zyklische Eintauchen gewährleistet dank der Wirkung der Platten 340 eine sehr enge Mischung der Gesamtheit der bruchstückartigen Trockensubstanz mit dem flüssigen Lösungsmittel des Bades, während die schraubenförmige Schikane 324 gleichzeitig den Vorschub des Lösungsmittels des Imprägnierbades 31 und der bruchstückartigen Trockensubstanz in Längsrichtung sicherstellt, indem sie wie eine Archimedische Schraube wirkt.

Dank dieses zyklischen Eintauchens in das Bad BI, das entlang der Hilfstrommel IA unter Einwirkung der schraubenförmigen Schikane 324 fortschreitet, unterliegt die bruchstückartige, kontinuierlich dieser Trommel zugeleitete Trockensubstanz sehr schnell einer vollständigen Imprägnierung, deren Dauer als Funktion der Mitnahmegeschwindigkeit dieser drehbaren Trommel IA anpaßbar ist.

Die Struktur und die Wirkungsweise dieser Drehtrommel IA sind bereits in dem schweizerischen Patent Nr (Patentanmeldung Nr. 4120/77) beschrieben worden, sie werden hier aber ausschließlich als Beispiel einer Ausführungsform einer Vorrichtung angegeben, mit der kontinuierlich eine vollständige vorhergehende Imprägnierung durchgeführt werden kann, bevor die eigentliche Zersetzungsbehandlung entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird.

Mit anderen Worten: Obwohl die vorbeschriebene Hilfstrommel Ιλ eine teilweise Zersetzung ermöglicht, dient sie vorliegend im wesentlichen dazu,die der kontinuierlichen Zersetzungsbehandlung in der Haupttrommel DR zu unterwerfende Trockensubstanz vollständig, schnell und kontinuierlich zu imprägnieren, wobei die Haupttrommel DR den drehbaren Hauptreaktor bildet und so in Wirklich-

- 30 -

030016/0868

keit die kontinuierliche Speisung des letzteren mit dosierten, regulierbaren Mengen an imprägnierter bruchstückartiger Trockensubstanz einerseits und an zur Zersetzungsbehandlung dienendem Lösungsmittel andererseits gewährleistet ist.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist die den drehbaren Hauptreaktor bildende Haupttrommel DR mit einer Reihe von ringförmigen Querwänden 326 bis 329 versehen, die entsprechende Mittelöffnungen 330 bis 333 aufweisen, deren Durchmesser von einer Wand zur folgenden sich vergrößert und die entsprechend drei aufeinanderfolgende Zersetzungsabteile 334 bis 336 begrenzen, die untereinander durch die Mittelöffnungen 331 bzw. 332 verbunden sind.

Die erste Querwand 326 dieser Haupttrommel oder dieses Hauptreaktors DR liegt an ihrem Eingangsende und weist eine Mittelöffnung 330 (Fig. 3) auf, deren Durchmesser kleiner ist als der der Öffnung 331 der folgenden Wand 32 7.

Dieser Haupt-Trommelreaktor DR wird so dank der Wirkung der schraubenförmigen Schikane 324 bei der Drehung der Hilfstrommel IA kontinuierlich mit Lösungsmittel und mit imprägnierter bruchstückartiger Trockensubstanz gespeist. Das am freien Ausgang dieser Trommel IA, der mit dem Axialeingang 330 des Haupt-Trommelreaktors DR übereinstimmt, ankommende Lösungsmittel ergießt sich dann kontinuierlich in das erste Abteil 334 und bildet dort ein erstes Zersetzungsbad BD , das den unteren Teil dieses Abteils 334 füllt, sich dann durch Überlauf-Abfließen aus diesem Bad am unteren Rand der zweiten Mittelöffnung 335 der Wand am Eingang des mittleren Abteils 335 ergießt und dort ein mittleres Zersetzungsbad BD bildet. Dieses Bad ergießt sich auf gleiche Weise aus der Öffnung 332 und bildet schließlich

- 31 -

030016/0868

in dem letzten Abteil ein drittes Bad BD des Lösungsmittels, das sich an der Mittelöffnung 333 der letzten Querwand 329 dieses drehbaren Haupt-Trommelreaktors DR ergießt, dessen Ausgangsende über eine gasdichte Dichtung 337 in eine feste Sammelkammer 338 ergießt. Aus dieser Kammer 338 gelangt die Flüssigkeit dann durch den Ausgang 341 in einen Sammelbehälter 342.

Die imprägnierte, am freien Ausgang der Hilfstrommel ankommende bruchstückartige Trockensubstanz ergießt sich kontinuierlich gleichzeitig mit dem Lösungsmittel in das erste Abteil 3 34, in dem sie in das erste Bad BD des Lösungsmittels eingetaucht

el

wird, das zur Zersetzung dieser Trockensubstanz bestimmt ist.

Der drehbare Trommelreaktor DR umschließt so ein in drei elementare Bäder BD bis BD unterteiltes Säurebad, wobei

d C

diese Bäder in Kaskadenform angeordnet sind und zur vollständigen Zersetzung der Zellulose bestimmt sind.

Wie sich außerdem aus Fig. 3 ergibt, sind drei feste Durchperl-Rohre 316 bis 316 jeweils am Boden der Bäder BD , BD, und

α C a D

BD_C in die Abteile 334 bis 336 eingetaucht und mit einer gemeinsamen Speiseleitung 315 verbunden, die mit einem Dreiwegeventil 314 versehen ist, das einen ersten mit einem Speisereservoir 313 verbundenen Eingang aufweist, der ein Gas unter

Druck zum Durchperlen durch die Bäder BD bis BD enthält. Ein

ac

zweiter Eingang dieses Ventils 314 steht mit dem oberen Teil der festen Sammelkammer 338 über ein Ausströmrohr 317, einen Gasaηsauger 318 und ein Rohr 319 zur Wiedereinbringung von Gas in den Zyklus in Verbindung.

- 32 -

030016/0868

29AQ5A7

Die Abteile 334 bis 336 des Trommelreaktors DR sind außerdem jeweils mit einer Reihe kleiner radialer Innenplatten 310 ,

ck

310, und 310 mit geringer Höhe versehen, die jeweils den Boden der entsprechenden Bäder 3D bis BD bestreichen.

Wenn der Trommelreaktor DR langsam angetrieben wird, beispielsweise mit einer Umdrehung pro Minute, wird die imprägnierte,

in das Bad BD aus Lösungsmittel eingetauchte Trockensubstanz a

im ersten ringförmigen Abteil 334 kontinuierlich einer mäßigen Mischbewegung unterworfen, die ein In-Engen-Kontakt-Bringen der Gesamtheit dieser eingetauchten Trockensubstanz mit dem gesamten Lösungsmittel dieses Bades ermöglicht.

Diese mäßige Mischbewegung wird einerseits derart ausgewählt, daß sie die schnelle, kontinuierliche Zersetzung dieser Trockensubstanz fördert und so ihre Umwandlung in feine, nicht zersetzte Rest-Trockensubstanzteilchen beschleunigt, und daß sie außerdem genügt, diese feinen Teilchen bis zur Oberfläche des Bades BD₌ in Aufschlämmung zu halten, um ihre kontinuierliche Entfernung mit Hilfe des flüssigen Lösungsmittels zu ermöglichen, das sich in das nachfolgende Bad ergießt. Andererseits muß diese Mischbewegung ausreichend maßvoll sein, damit die wesentlich größeren der Zersetzung unterworfenen Bruchstücke der Trockensubstanz innerhalb des Bades BD verbleiben, bis sie in kleine

el

Restteilchen in Aufschlämmung umgewandelt sind, und dann mit Hilfe des sich in das folgende Bad BD, ergießenden flüssigen Lösungsmittels kontinuierlich entfernt werden.

- 33 -

030016/0868

29AQ547

Die geeignete Wahl dieser mäßigen Mischbewegung erlaubt so, auf mehr oder weniger schnelle Art und Weise in Verbindung mit einem Klassifizierungseffekt entlang der Höhe des Lösungsmittelbades BD eine kontinuierliche Zersetzung zu erreichen,

el

wobei die feinen dabei entstehenden Teilchen an der Oberfläche dieses Bades aufgeschlämmt sind und infolgedessen kontinuierlich durch das sich von dieser Oberfläche in das folgende 3ad BD^ ergießende Lösungsmittel entfernt werden, während die größeren Trockensubstanz-Bruchteile dazu neigen, eine Ablagerung zu bilden und so innerhalb des ersten Bades BD zu verbleiben,

um dort zersetzt zu werden.

In dem vorbeschriebenen drehbaren Haupttrommel-Reaktor DR (Fig. 3) erreicht man diese in der Erfindung vorgesehene mäßige Mischbewegung einerseits dank der drehenden Drehbewegung der Trommel DR und der kleinen, in bezug auf die festen, entsprechend nahe dem Boden der Bäder BD bis BD angeordneten Durchperlrohre,

el C

angeschlossenen Platten 310 bis 310 .

a c

Die großen imprägnierten Lignozellulose-Bruchteile, die die Neigung haben, in dem ersten Bad BD einen Niederschlag zu

bilden, werden dann ständig umgerührt und der kombinierten Wirkung der mäßigen Mischbewegung mit der Säure im inneren dieses Bades und des mit der Säure dieses Bades perlenden Hydrochloridgases unterworfen, wobei die in dieser Lignozellulose-Substanz enthaltene Zellulose sich infolge dieser kombinierten Wirkung schnell auflösen kann. Die zur Kammer 338 gelangende Flüssigkeit kann gesammelt werden, z.B. in dem Behälter 342, oder weiteren Trennvorgängen der Substanz mit der Verdampfungsflüssigkeit dieser, der Trocknung der Substanz oder der Trocknung durch Pulverisierung der Aufschlämmung der Substanz in der Flüssigkeit unterworfen werden.

- 34 -

030016/0863

Die V.'irkungsweise dieser <,usf ührungsform entsprechend Fig. 3 kann außerdem in folgender Weise erklärt werden:

Die konzentrierte Hydrochloridsäure, von der eine regulierbare Menge kontinuierlich durch bereits erwähnte Speisemittel 304, 3G6,3O3 und 323 geliefert wird, dient vor allem ^um völligen Säure-Imprägnieren der Lruchstuckartigen Lignozellulose-Trockensubstanz, von der eine regulierbare Menge kontinuierlich durch die Speisemittel 305,307 am Eingang 321 der Hilfstrommel IA zugeführt wird.

Die schraubenförmige Schikane 324 dieser Hilfstrommel IA läßt kontinuierlich mit als Funktion der Drehgeschwindigkeit dieser Trommel IA regulierbarer Geschwindigkeit die konzentrierte flüssige Säure und die i-nprägnierte Trockensubstanz sich vorbewegen, die sich dann gemeinsam in das erste Zersetzungs-Abteil 324 des Haupt-Tronmelreaktors DR ergießen, wo sie bis zum von der Mittelöffnung 331 (deren Durchmesser größer ist als der der Eingangsöffnung) begrenzten CJberlauf-Abfluß-Ebene ein erstes Zersetzungsbad BD bilden.

Sl

Die imprägnierte Trockensubstanz wird so unter der vorbeschriebenen kombinierten Wirkung (mäßige Mischung mit der Säure und Durchperlen mit gasförmigem HCl) zuerst in dem ersten Abteil 3 34 des Hauptreaktors DR der kontinuierlichen Zersetzung entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgesetzt.

Dank dieser kombinierten Wirkung (Mischung/Durchperlen) zersetzt sich die in der Lignozellulose-Substanz enthaltene Zellulose sehr schnell in dem ersten konzentrierten Säurebad BD , so daß die Größe der Bruchteile dieser Substanz sich schnell vermindert.

- 35 -

BAD ORIGINAL 030016/0868

Die feinen Restteilchen des Lignin (unlöslich), die sich aus der fast vollkommenen Zersetzung der Bruchstücke ergeben, werden einerseits kontinuierlich in der Gesamtheit des ersten Bades BD in Aufschlämmung gehalten dank der mäßigen Misch-

el

bewegung, d.h. bis zu ihrer Oberfläche 303 (Fig. 3), so daß sie kontinuierlich infolge des Überlauf-Abflusses des konzentrierten Säurebades durch die Mittelöffnung 331, die so einen Ausgangsüberlauf für dieses erste Abteil bildet, aus dem ersten Abteil 334 entfernt werden.

Die Mischbewegung in dem ersten Abteil 334 wird andererseits so gewählt, daß sie ausreichend mäßig ist, um die größeren Bruchstücke der Trockensubstanz so weit wie möglich im Inneren des ersten Bades BD zu halten (d.h. im wesentlichen unterhalb

el

der Oberfläche 303 ), bis die in diesen großen Bruchstücken

enthaltene Zellulose fast vollständig in der konzentrierten Säure dieses ersten Bades BD. zersetzt ist, das sich durch

el

Überlauf-Abfließen in das folgende Abteil 335 ergießt.

Die Verweildauer eines jeden dieser Bruchstücke im ersten Bad BD bis zur vollständigen Zersetzung der darin enthaltenen Zellulose hängt im wesentlichen von der ursprünglichen Größe und Form eines jeden Bruchstücks ab, während die feinen sich aus der Zersetzung ergebenden Lignin-Teilchen kontinuierlich durch Überlauf-Abfließen aus diesem Bad BD₉ durch die einen Überlauf bildende Mittelöffnung 331 entfernt werden.

Die Durchflußmenge an Speisung mit imprägnierter bruchstückartiger Substanz wird so kontinuierlich (durch den Verteiler

307) als Funktion der Ausmaße des ersten Bades BD geregelt,

so daß man jedes übermäßige Ansammeln dieser Substanz vermeidet, das die schnelle und vollständige Zersetzung in diesem ersten Bad BD behindern könnte.

- 36 -

030016/0868

Die Durchflußmenge an Speisung mit konzentrierter Säure wird im übrigen durch das Ventil 306 reguliert und bestimmt damit die Durchflußmenge des Überlauf-Abfließens durch die öffnung 331 am Ausgang des Bades 3D , d.h. einerseits die mittlere Verweildauer der konzentrierten Säure in diesem Bad 3D und andererseits die Abfluß-Durchflußmenge von Säure und feinen Teilchen aus diesem Bad.

Die Durchflußmenge an in dem Bad BD (sowie in BD, und BD ) perlendem HCl-Gas wird außerdem durch das Dreiwegeventil 314 reguliert, um die gewünschte Wirkung des durchperlenden HCl-Gases durch die zu zersetzende Trockensubstanz in Kombination mit der Wirkung der mäßigen Mischbewegung, die durch die Drehung der Haupttrommel DR erreicht wird, zu erhalten.

Ein Teil des durchperlenden HCl-Gases wird von der flüssigen Säure des Bades absorbiert und erhöht somit mehr oder weniger die Konzentration dieser Säure. Auf jeden Fall erklärt diese Steigerung der Säure-Konzentration nur teilweise die erhebliche Beschleunigung der vollständigen Zersetzung der Zellulose, die man infolge des Durchperlens von HCl-Gas erreicht.

Das verbleibende hindurchgeperlte HCl-Gas, das aus dem Bad austritt und dann den freien Raum des Reaktors DR oberhalb der Bäder BD und BD, anfüllt, wird kontinuierlich durch den

el O

Absauger 318 über das Rohr 317 aus dem Reaktor DR abgesaugt und dann über das Wiedereinleitungsrohr 319, das Dreiwegeventil 314 und das Speiserohr 315 wieder in diesen Reaktor eingeleitet. Diese Wiedereinleitung des HCl-Gases in den Zyklus wird im übrigen durch dieses Ventil 314 so reguliert, daß der Reaktor DR auf einem Druck unter dem atmosphärischen gehalten

- 37 -

030016/0868

29A05A7

wird, was die Entgasung der Säurebäder sowie die Wirkung aufgrund des Durchperlens des KCl begünstigt und außerdem das Entweichen von gasförmigem HCl in die Umgebung sattiosphäre verhindert.

Die mäßige Mischbewegung in den 3ädern kann auch einerseits mittels der Geschwindigkeit der Drehung der Trommel DR reguliert werden (die von einer nicht dargestellten Vorrichtung mit regulierbarer Geschwindigkeit angetrieben wird) und andererseits mittels der Durchflußmenge an in diesen Bädern durchperlendem MCl-Gas.

Dank der Mischbewegung werden alle imprägnierten,kontinuierlich der Trommel DR zugeführten Bruchteile der Substanz einem guten Kontakt einerseits mit der Säure dieser Bäder und andererseits mit dem durchperlenden KCl-Gas unterworfen.

Infolge dieser kombinierten wirkung der Mischung mit der Säure und dem durchgeperlten HCl-Gas erlebt die Lignozellulose-Substanz ein Aufschwellen und einen starken angriff durch die konzentrierte flüssige Säure, so daß die in ihr enthaltene Zellulose sich sehr schnell in dieser konzentrierten Säure zersetzt.

Die Einrichtung von mehreren 3ädern in Reihe, wie sie vorstehend beschrieben und in Fig. 3 dargestellt ist, erlaubt die Gewährleistung einer wirksamen Behandlung sehr groler .'■!engen verschiedener, ungleichmäßig bruchstückartiger Lignozellulose-Substanzen entsprechend der vorliegenden Erfindung.

- 33 -

030016/0868

- jar -

Diese Einrichtung der Bäder BD , 3D. und 3D in Kaskadanform

abc

ermöglicht es auch, die völlige Zersetzung der in allen Substanz-Bruchstücken enthaltenen Zellulose in drei aufeinanderfolgende Schritte aufzuteilen, bei denen diese Bruchstücke unterschiedliche Größen-Klassifikationen erleben, die jeweils von einem Bad zum folgenden immer enger bemessen 'verden.

Infolgedessen ist es nicht mehr so wesentlich, allein die feinen Restteilchen aus dem ersten Dad BD zu entfernen,

da Bruchstücke von mittlerer Größe, die möglicherweise durch Ausschütten aus diesem ersten Bad entfernt werden, in den folgenden Bädern BD, und 3D eine vollständige Zersetzung erfahren können.

Die Wahl einer ausreichend mäßigen Bewegung, um zu gewährleisten, dafl ein überwiegender Teil der Bruchstücke in dem Bad bis zu ihrer vollständigen Zersetzung zurückgehalten wird, ist daher in diesem ersten Bad BD nicht mehr eine so v/esent-

liehe Bedingung, da die drei in Kaskadenform angeordneten

Bäder BD bis BD geeigm
a c

Fällen zu gewährleisten.

Bäder BD bis BD geeignet sind, die völlige Zersetzung in allen

Eine solche Einrichtung mehrerer kaskadenförmiger Zersetzungsbäder erleichtert die Durchführung der vollständigen Zersetzung, wie sie in der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, und erlaubt, die Durchflußmenge an behandelter Trockensubstanz pro Volumeneinheit dieser Bäder zu erhöhen.

Es ist jedoch offensichtlich, dafl die Einrichtung von drei elementaren Bädern in Kaskadenform wie vorbeschrieben nur als Beispiel beschrieben wurde. Es versteht sich von selbst, daß

- 39 -

030016/0888

man das Zersetzungsbad zur Durchführung der Erfindung in irgendeine geeignete Anzahl von elementaren Bädern in Kaskadenform aufteilen kann.

Es ist ebenfalls festzustellen, daß das Durchperlen von iiCl-Gas wie vorbeschrieben es ermöglicht, die Menge und die Konzentration des flüssigen Hydrochloridgases, das erforderlich ist, um die vollständige Zersetzung der Zellulose zu gewährleisten, erheblich zu verringern.

Die folgenden Beispiele ermöglichen es, deutlicher die Ergebnisse darzustellen, die man bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Zersetzung der in den verschiedenen Lignozellulose-Substanzen enthaltenen Zellulose erzielen kann.

Beispiel 1

Die in diesem Fall behandelte bruchstückartige Lignozellulose-Substanz ist getrocknetes Getreidestroh, das aus Bruchstücken verschiedener Längen zwischen 0,5 und 2 cm besteht und dessen Gewichtszusammensetzung 25% Pentosane, 40% Zellulose und 20% Lignin aufweist.

Um die Behandlung durchzuführen, ist ein Bad von 600 cc Hydrochloridsäure mit Konzentration von 40% bei einer Temperatur von 20 C in eine Flasche mit bauchigem Boden gefüllt worden, die man an eine Einrichtung des Typs Rotavapor angeschlossen hat, mit der es möglich ist, dieser Flasche eine Drehbewegung zu erteilen.

- 40 -

030016/0868

29AQ5A7

Nachdem 100 g getrocknetes Getreidestroh in dieses Säurebad eingefüllt wurden, Iie3 man durch dieses in der der Drehbewegung unterworfenen Flasche enthaltene Bad HCl-Gas perlen. Dieses Hindurchperlen von HCl-Gas sowie diese Drehbewegung der Flasche erzeugen so eine innige Mischbewegung zwischen der Gesamtheit der Säure des Bades und dem eingefüllten Stroh.

Gleichzeitig hält man einen leichten Unterdruck oberhalb des in der Flasche enthaltenen Säurebades aufrecht, um die Entgasung dieses Bades während des Durchperlens des HCl-Gases zu fördern.

Die Konzentration des Säurebades wurde so bei Betriebstemperatur in Sättigungshöhe gehalten, d.h. während der Behandlung auf 40%.

Nach 10 bis 15 Minuten der beschriebenen Behandlung war die in dem Stroh enthaltene Zellulose vollständig in der Säure des Bades zersetzt, und man erhielt eine Aufschlämmung feiner unlöslicher Lignin-Teilchen.

Wenn man die Zersetzung des eingetauchten Strohs in einem 40%igen Hydrochlorid-Säurebad durchführt und nach und nach auf 30 C erhitzt, um die Entgasung durchzuführen, jedoch ohne Durchperlen von HCl-Gas, war dagegen eine Behandlungsdauer von 45 Minuten erforderlich, um ein entsprechendes Ergebnis, d.h. eine vollständige Zersetzung der in dem Stroh enthaltenen Zellulose und ihre Umwandlung in eine Aufschlämmung feiner Ligninteilchen in der Säure zu erreichen. In diesem Vergleichsversuch entsprach das Verhältnis Stroh/Säure dem im vorbeschriebenen Versuch.

- 41 -

0300 16/0863

Dieser Vergleichsversuch zeigt, daß die zur vollständigen Zersetzung der in dem Stroh enthaltenen Zellulose erforderliche Zeit dank der wirkung des Durchperlens mit HCl-C-as und der Entgasung des Bades um einen Faktor von 3 bis 4 verringert werden kann.

Wenn man die derart ernaltene Lignin-Saure-Aufschlimmung drei Stunden lang bei 30 C hielt, konnte man die Hydrolyse d<=r in der Säure zersetzten und aus der Hemicellulose und der ursprünglich in dem Stroh enthaltenen Zellulose stammenden Produkte vervollständigen. Ziae Analyse der Lösung, die sich aus dieser vollständigen Hydrolyse ergab, hat gezeigt, daß 90 bis 95% des Glucosepotentials dieses Strohs in der Säure zersetzt waren.

Beispiel 2

Man hat verschiedene pflanzliche Substanzen wie Stroh,Eagasse und Sägespäne (mit einem ?iassergehalt von etwa 10%) einer kontinuierlichen Zersetzungsbehandlung in einem Trornmelreaktor DR entsprechend der in bezug auf Fig. 3 oben beschriebenen Ausführungsform unterworfen mit einem Durchmesser von 60 cm, einer Gesamtlänge von 180 cm und einer Drehgeschwindigkeit von einer Umdrehung pro Minute.

Die ringförmigen Wände 327,328 und 329, die entsprechend den Flüssigkeitsspiegel der drei elementaren Bäder BD , BD, und BD in bezug auf den Boden dieser Trommel DR bestimmten, hatten eine abnehmende radiale Höhe von lo,9 bzw. 3 cm, wobei die Länge eines jeden Bades 60 cm und das Gesamtvolumen der drei Bäder ungefähr 50 Liter betrug.

- 42 -

0300 16 /0888

Kontinuierlich wurden anti Eingang dieses Trommelreaktors DR die zu behandelnde pflanzliche Substanz und 24 bis 3 7 Liter konzentrierte Hydrochloridsäure bei 27 bis 3O°C mit einer Cewichtskonzentration zwischen 39 und 40,5/i pro Stunde geliefert .

Das Verhältnis Substanz/Flüssigkeit in diesem Reaktor 2Ά V7'arde von Fall zu Fall entsprechend der Dichte der kontinuierlich gelieferten pflanzlichen Substanz auf einen ',/ert zwischen 1:6 und 1:10 angepaßt.

Zu gleicher zeit ließ man kontinuierlich am 3oden der drei Bäder 3D bis BD Hydrochloridgas perlen, das über die Durchperlrohre 316 bis 316 mit einer Gesamtdurchflußmenge von

el C

mehreren Litern pro Minute (6 bis lO 1) geliefert wurde, wobei diese Durchflußmenge so reguliert wurde, das ein Rühren der Flüssigkeit nahe der anzugreifenden Trockensubstanz erzeugt wurde.

Die kontinuierlich zum Drehreaktor DR gelieferte pflanzliche Substanz, die im ersten Bad BD imprägniert wurde, erfuhr

el

dort schnell eine Zersetzung und eine erhebliche Größenverringerung unter der kombinierten Einwirkung der Mischbewegung aufgrund der langsamen Drehung des Reaktors und des durch das Bad perlenden HCl-Gases. Die Bruchstücke mit verminderter Größe in Aufschlämmung in dem Bad wurden kontinuierlich durch Überfließen der Säure über die Ebene 303,

durch die Öffnung 334 (Fig. 3) entfernt, um dann das folgende Ead BD, ai durchlaufen, in dem die Zersetzung bis zur Entfernung in das letzte Bad 3D auf gleiche Weise stattfand,um dort die vollständige Zersetzung der Zellulose zu beenden.

- 43-

030013/0868

-VS-

Die kontinuierlich dem Reaktor DR zugeführte pflanzliche Substanz wird so in eine Aufschlämmung feiner Lignin-Teilchen umgewandelt, die kontinuierlich durch Überfließen in die Sammelkammer 338 entleert wird.

Unter den vorbeschriebenen Bedingungen lag die mittlere Verweildauer der pflanzlichen Substanz im Reaktor DR bis zur vollständigen Zersetzung der Zellulose in der Größenordnung von einer Stunde.

Es konnten Monomer-Zucker (Xylose und Glukose) aus der auf diese Weise in dem Reaktor DR erzeugten Lignin-Säure-Aufschlämmung gewonnen werden, zu diesem Zweck hielt man diese Aufschlämmung drei Stunden lang bei 3O°C in einem Reifebehälter 342, dann unterwarf man sie einer Trocknung durch Pulverisierung in einem heißen Gasstrom ("spray drying"), wodurch man eine pulverförmige Mischung aus Monomerzucker und Lignin erhielt.

Wenn man bei einem Vorgehen wie vorbeschrieben das Durchperlen von gasförmigem HCl wegläßt, wird die Zersetzung der Lignozellulose-Substanz unvollständig, und es lagert sich in der Kammer 338 eine Aufschlämmung von Lignin und in der konzentrierten Säure nicht zersetzten Lignozellulose-Teilchen ab.

Se/MP - 27 532

03001 6/0868

Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen teilweisen Zersetzung einer bruchstückartigen Trockensubstanz-Mischung mit einem löslichen und einem unlöslichen Anteil, wobei letzterer sich in dem Zersetzungs-Lösungsmittel in Form feiner Restteilchen in Aufschlämmung findet, dadurch gekennzeichnet, dad

a) man die Trockensubstanz mit dem Lösungsmittel befeuchtet, sie in ein Bad aus diesem Lösungsmittel taucht und sie einer mäßigen Mischbewegung aussetzt, die ihre Berührung mit der Gesamtheit des Lösungsmittels fördert, bis sie sich teilweise zersetzt und in der Gesamtheit des Bades die feinen Restteilchen in Aufschlämmung auftreten, wobei die Mischbewegung so geartet ist, daß im wesentlichen alle Bruchstücke der Substanz voll in die Flüssigkeit eingetaucht bleiben,

b) man dieses Bad kontinuierlich mit frischem Lösungsmittel und mit zu behandelnder bruchstückartiger Substanz mit solchen Durchflußmengen und unter solchen Bedingungen speist, daß die Bruchstücke der kontinuierlich in das Bad gelieferten und mit Lösungsmittel imprägnierten Trockensubstanz im wesentlichen voll im Bad eingetaucht verbleiben, und daß man kontinuierlich durch Überlauf-Abfließen dieses Bades den oberen Bereich der Lösung entfernt.

030016/0868

2. Verfahren zur kontinuierlichen Zersetzung der Zellulose einer Lignozellulose-Substanz, aufgespalten durch Behandlung mit einer Lösung aus konzentrierter Salzsäure, dadurch gekennzeichnet, daß

a) man die vorher mit konzentrierter Salzsäure imprägnierte Lignozellulose-Substaaz in ein Bad aus dieser Säure taucht, durch das man Kydrochloridgas hindurchperlen läßt, wobei man mäßig rührt, und daß man dieses Durchperlen und diese Mischbewegung in solcher Weise und während einer solchen Zeitdauer ausführt, die ausreichen, um im wesentlichen die gesamte in der eingetauchten Substanz enthaltene Zellulose in der Säure unter kombinierter Wirkung der Bewegung und des Hydrochloridgases zu zersetzen und so eine Aufschlämmung aus feinen Ligninteilchen in der Zersetzungsflüssigkeit der Zellulose zu liefern,

b) man dieses Bad kontinuierlich mit konzentrierter Säurelösung und zu behandelnder Lignozellulose-Substanz mit entsprechenden Durchflußmengen speist, wobei alle gelieferten Lignozellulose-Bruchstücke im wesentlichen voll in das Bad eingetaucht bleiben und man kontinuierlich durch Überlauf-Abfließen die Aufschlämmung aus auf diese Weise erzeugten und in dem oberen Bereich des Bades aufgeschlämmten feinen Ligninteilchen entfernt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Säurebad durch Durchperlen von gasförmigen HCl in einem geschlossenen Behälter bildet und daß man aus diesem kontinuierlich den Überschuß an im Verlauf dieses Durchperlens nicht gelöstem Hydrochloridgas entfernt.

03001 6/0888

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säurelösung des Bades in gesättigtem Zustand durch das Hydrochloridgas hält, das man kontinuierlich in dieses Bad perlen läßt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das außerhalb des Behälters abgesaugte Hydrochloridgas derart wieder einleitet, daß es einem wiederholten Durchperl-Zyklus in dem 3ad unterworfen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Behälter einen leichten Unterdruck aufrechterhält.

7. Vorrichtung zum kontinuierlichen zersetzen einer bruchstückartigen Trockensubstanz in einer Lösungsmittelflüssig keit, wobei die Substanz feine Restteilchen in Aufschlämmung in dem Lösungsmittel zurückläßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

a) eine Imprägniervorrichtung mit einer drehbaren waagerechten Hilfstrommel (IA), die eine senkrechte Wand (320) aufweist, welche ein Eingangsende dieser Trommel begrenzt und eine axiale Eingangsöffnung (321) zum Einführen der zu imprägnierenden bruchstückartigen Trockensubstanz aufweist; Mittel (304,306,308,323) zum Speisen mit Flüssigkeit, die es ermöglichen, dieser Hilfstrommel kontinuierlich eine regulierbare Menge

030 0 16/0 039

des flüssigen Lösungsmittels zum Imprägnieren und Zersetzen der bruchstiickartigen Substanz zuzuführen; Mittel (324), die es ermöglichen, auf dem Boden dieser Hilfstrommel (IA) ein Imprägnierbad (BI) zu bilden und dieses Bad und die Trockensubstanz am Boden dieser Trommel (IA) entlang vorzubewegen; Mittel (340), die das zyklische Eintauchen der bruchstückartigen Substanz in dieses Imprägnierbad (BI) ermöglichen; und mit einem Ausgangsende, das eine freie Ausgangsöffnung bildet, die den kontinuierlichen Austrag der imprägnierten bruchstückartigen Substanz zu gleicher Zeit wie das der Lösung aus dieser Hilfstrommel (IA) erlaubt,

b) eine drehbare, waagerechte Haupttrommel (OR) zur kontinuierlichen Zersetzung der imprägnierten bruchstückartigen Substanz, versehen mit einer ersten Querwand (326), die ein axiales Eingangsende (330) begrenzt, das mit dem freien Ausgangsende der Hilfstrommel (IA) verbunden ist, so daß die imprägnierte bruchstückartige Substanz und das Lösungsmittel durch ihre axiale Eingangsöffnung (330) kontinuierlich zusammen in die Haupttrommel (DR) abfließen können; und dadurch,

c) da β die waagerechte Haupttrommel (DR) in eine Vielzahl von Verbindungs-Abteilen (334 bis 336) unterteilt ist, die durch die erste ringförmige Querwand (326) am Eingang der Haupttrommel, durch mindestens eine querverlaufende Zwischenwand (327,328) und durch eine letzte Querwand (329), die ein Ausgangsende dieser Haupttrommel begrenzt, entsprechend begrenzt sind,

030U16/0868

d) daß die ringförmigen Querwände (326 bis 329) jeweils eine Axialöffnung (330 bis 333) aufweisen, deren Durchmesser von einer Wand zur anderen entlang der Haupttrommel (DR) größer wird dergestalt, daß das Lösungsmittel in den Abteilungen (334 bis 336) eine Vielzahl von kaskadenförmig angeordneten Bädern (BD bis BD )

a c

bilden kann, wobei der Überlauf eines jeden dieser sich in das folgende Bad ergießt und kontinuierlich durch ein letztes Überlauf-Abfließen aus der Haupttrommel an ihrem Ausgangsende abfließen kann;

e) und daß die Haupttrommel (DR) derart angeordnet ist, daß sie der imprägnierten bruchstiickartigen und in die Bäder (BD bis BD ) eingetauchten Substanz eine regulier-

el C

bare Mischbewegung erteilt, die es ermöglicht, die Bruchstücke dieser Substanz in enge Berührung mit dem Lösungsmittel im Inneren der Bäder zu halten, die aus der teilweisen Zersetzung dieser Bruchstücke sich ergebenden Restteilchen in Aufschlämmung zu halten und so diese feinen Teilchen kontinuierlich durch das Überlauf-Abfließen des Lösungsmittels zu entfernen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur kontinuierlichen Zersetzung der in einer bruchstiickartigen Lignozellulose-Substanz enthaltenen Zellulose, dadurch gekenn zeichnet, daß

a) die Mittel (304,306,308,323) zur Speisung mit Flüssigkeit derart angeordnet sind, daß sie der Hilfstrommel kontinuierlich eine regulierbare Menge konzentrierter Salzsäure zuführen,

030016/0ΘΘ8

b) die Haupttrommel (DR) rait der Hilfstrommel (IA)und mit einer an ihrem Ausgang angeordneten Sammelkammer (338) in Verbindung steht,

c) die Haupttrommel (DR) an eine Speiseeinrichtung (313 bis 316) für Gas angeschlossen ist, die das Durchperlen einer regulierbaren Menge Hydrochloridgas durch die Bäder hindurch ermöglicht, um die Zellulose unter der kombinierten Einwirkung des Gases und des Durchperlens sowie der regulierbaren Mischbewegung zu zersetzen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (317 bis 319,314) enthält, die es ermöglichen, HCl-Gas kontinuierlich aus der geschlossenen Kammer zu entfernen, das sich im Verlauf des Durchperlens nicht zersetzt hat, und das derart entfernte Gas wieder einzuleiten, wodurch es einem zyklisch wiederholten Durchperlen unterworfen wird.

Se/MP - 27 532

030018/0868