DE32028C - Verfahren zur Entzuckerung der Melassen und anderer unreiner Zuckerlösungen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Beobachtung, dafs Zuckerlösungen von Sägespänen, geraspeltem oder geschliffenem Holz, Cellulose und anderen Faserstoffen, namentlich getrockneten Diffusionsrückständen derart aufgesaugt werden, dafs sich ein scheinbar trockenes Material ergiebt, welches den Zucker in den Zellen und Poren ungefähr in gleicher Weise festhält, wie natürliches zuckerhaltiges Pflanzenmaterial. Sind die Zuckerlösungen, wie z. B. Melassen, Stärkesyrup, Brennerei-Süfsmaischen, durch gelöste Salze, ■ Farbstoffe, Dextrin, Eiweifsstoffe etc. verunreinigt, so werden auch diese gelösten Verunreinigungen in die Zellen und Poren des genannten Materials aufgesogen.

Wenn nunmehr der Zucker aus dem so gewissermafsen reconstruirten festen, zuckerhaltigen Material mittelst heifsen und starken Alkohols extrahirt wird, dann werden, wie ich gefunden habe, ähnlich wie bei der Zuckerrübe, keine nennenswerthen Theile der genannten Unreinigkeiten, welche im heifsen, starken Alkohol unlöslich oder doch schwerer und später löslich sind als der Zucker, in den Extract mit übergehen. Damit ist die den Zweck des Verfahrens bildende Trennung des Zuckers.von dem Nichtzucker im wesentlichen bewirkt und die Gewinnung des ersteren gegeben. Es können jedoch, wenn die Zuckerlösungen besonders reichlich mit Salzen verunreinigt sind, wie die gewönlichen Rübenmelassen, die Raffineriemelassen und Colonialmelassen, der gröfste Theil dieser Salze in der Form der schwefelsauren Salze im wesentlichen nach der Methode von Marguerite

(s. Stammer Jahresbericht, Bd. 9, S. 318 f.; Bd. 12, S. 218 f.), die ich jedoch für den vorliegenden speciellen Zweck in einigen wesentlichen Punkten abändern und verbessern mufste, vorweg abgeschieden werden.

Im Nachstehenden schildere ich das auf vorstehende Beobachtungen ausgebildete Verfahren, indem ich als ein Beispiel die Entzuckerung der Rübenrohmelasse mittelst Sägespäne beschreibe.

Ich schicke hierbei das Verfahren der Vorabscheidung der Salze als schwefelsaure Salze als eine nicht unumgänglich nothwendige, aber bei der Entzuckerung der Melassen nützliche Operation voran.

I. Die Vorabscheidung der Salze als
schwefelsaure Salze.

Man scheidet nach Marguerite die schwefelsauren Salze aus der Melasse aus, indem man die letztere zunächst auf 47 oder 48⁰ B. concentrirt und dann in eine etwa gleiche Menge von 85procentigem Alkohol, dem zuvor 4¹^ bis 5 pCt.. Schwefelsäure von 66° B. beigemischt waren, unter gutem Umrühren einträgt. Die Trennung der gebildeten schwefelsauren Salze und sonstigen mechanischen Unreinigkeiten der Melasse von der übrigens noch stark verunreinigten dunkelbraunen Zuckerlösung geschieht mittelst Filterpressen unter einem Drucke von 5. bis 6 Atmosphären.

In dieser Form hat das Verfahren jedoch mancherlei Nachtheile.

a) Die schwefelsauren Salze sind auf das allerfeinste in der Zuckerlösung suspendirt. Bei Anwendung des gebräuchlichen Filtermaterials

(Prefstüchern, Filztüchern etc.) und des von Marguerite vorgeschriebenen hohen Druckes gehen nicht unerhebliche Theile dieser Salze durch die Maschen des Filtermaterials hindurch und verunreinigen nach wie vor unnöthig die Zuckerlösung.

b) Trotz des starken Druckes erhält man in der Filterpresse nicht feste Kuchen, sondern (s. z. B. bei Stammer, Bd. 12, S. 282) nur schlammartige Rückstände, woraus sich ergiebt, dafs eine vollkommene Trennung der Lösung von den suspendirten Stoffen nicht stattfindet, was einige Zucker- sowie Alkoholverluste bedingt.

c) Der Verbrauch an Filtertüchern ist, da dieselben durch die Säfte stark angegriffen werden, ein sehr grofser.

Ich verfahre zur Vermeidung dieser Uebelstände in folgender Weise:

1. Statt 85 pCt. Alkohol nehme ich solchen von nur 50 bis 60 pCt. zur Verdünnung der Melasse oder eine entsprechende Menge Alkohol von circa 90 pCt. und Wasser und versetze dieselbe unter Umrühren mit einer höchstens dem Salzgehalt der Melasse entsprechenden Menge gewöhnlicher Schwefelsäure.

Diese Menge kann leicht durch einen kleinen Vorversuch bestimmt werden und ist lieber weniger als mehr zu nehmen. Die Menge des verdünnten Alkohols kann dann gröfser sein als die Menge der Melasse. Schon die gleiche Menge aber löst vollkommen den gesammten in der Melasse enthaltenen Zucker. Je gröfser die Verdünnung, desto leichter ist die Filtration, jedoch mufs auch eine zu starke Verdünnung vermieden werden, da die weitere Operation wieder dickere Massen verlangt und hierdurch unnöthig Arbeit verursacht würde.

Marguerite, welcher den Zucker aus der Lösung durch Auskrystallisiren aus hochprocentigem Alkohol nach Hinzufügung von 95 pCt. Alkohol und beträchtlicher Mengen gemahlenen Krystallzuckers zu gewinnen versuchte, durfte natürlich so stark verdünnten Alkohol nicht anwenden.

Allein auch im 50 bis öoprocentigen Alkohol sind die schwefelsauren Salze gröfstentheils unlöslich, und die geringen Mengen, welche etwa gelöst bleiben, werden bei'dem nachfolgenden Extrahiren der Sägespäne (s. unter III.) in den letzteren zurückgehalten.

Bei meiner Arbeit kann ich bequem den durch Ueberdestilliren wieder gewonnenen Alkohol verwenden, ohne denselben der Rectification zu unterwerfen. Das vorherige Eindicken der Melasse fällt bei mir fort. Es bilden sich sofort die schwefelsauren Salze, die sich allmälig sichtbar absetzen, sobald das Rührwerk steht.

2. Für die Filtration der Säfte, in welchen die abgeschiedenen Unreinigkeiten äufserst fein und schlammartig vertheilt sind, mufste ich auf ein ganz besonders' geartetes Filtermaterial Bedacht nehmen. Ich habe ein solches in der Anwendung von, möglichst gleichmäfsigen Stücken von Sämischleder gefunden, welche in die Rahmen der Filterpressen oder Nutschen eingespannt oder als Filtrirschläuche oder ähnlich verwendet werden. Dafs das Sämischleder für Flüssigkeiten durchlässig ist, ist bekannt. Es hat diese Eigenschaft aber in einem anderen Sinne" als die gebräuchlichen, oben genannten Filterstoffe. Das Leder saugt sich nämlich zunächst voll und zieht dann, je nachdem an der Durchlafsseite Wasser bezw. andere Flüssigkeit abläuft, neue, reine Flüssigkeit aus der zu filtrirenden Masse begierig ein, ohne, wie die Prefstücher, Filztücher etc., die geringsten, noch so feinen ungelösten Theile in seine Poren aufzunehmen oder gar durchzulassen. Es findet vielmehr eine reine Oberflächenfiltration statt, und diese ist bei dem vorliegenden Verfahren eine vollkommene und ausgezeichnete. Beim Durchschneiden des Leders, welches stark schmutzige oder schlammige Flüssigkeiten nltrirt hat, wird man es im Innern rein und höchstens durch Farbstoffe angefärbt finden, während sich die festen Bestandteile sämmtlich an der Oberfläche angelagert haben.

Die Reinigung und Wiederbenutzung des Sämischleders ist daher viel leichter, als diejenige der Prefs- und FilztUcher, wozu noch der Vortheil der bedeutenden Haltbarkeit dieses Materials und der Unempfindlichkeit gegen schwachsaure Flüssigkeiten tritt.

Die schwefelsauren Salze bieten ein werthvolles Düngematerial dar.

Die nach der Filtration in der Zuckerlösung befindliche überschüssige Schwefelsäure wird mittelst Kalkhydrats abgestumpft.

II. Die Behandlung der Zuckerlösungen mit Sägespänen und anderen Faserstoffen.

Da aus.dem Gemenge der Zuckerlösung und der Sägespäne der Zucker mittelst heifsen Alkohols extrahirt werden soll, so ist es nöthig, die alkohollöslichen Bestandtheile des Holzes zuvor zu entfernen, indem man letztere mit heifsem Alkohol extrahirt.

Das so hergestellte Material kann sehr oft zu der folgenden Operation wieder benutzt werden.

Man mischt nun von den Sägespänen etc; so viel in die zu bearbeitende Zuckerlösung unter gutem Umrühren, bis sich das Ganze wie ein fast trockenes, weiches Pulver anfühlt. Die Menge des Sägemehls etc. richtet sich begreiflich nach der Verdünnung des Zuckersaftes. Ich habe es vortheilhaft gefunden, falls aus der Melasse zuvor nach Operation I. schwefelsaure Salze abgeschieden wurden, die

Lauge durch Abdampfen des Alkohols und event, weiter durch Einkochen auf circa 3 5 bis 40⁰ B. zu verdicken.

Wird das Einrühren der Sägespäne bei gewöhnlicher Temperatur vorgenommen, so dringt nicht die gesammte Melasse in die Poren und Zellen ein, vielmehr wird ein gewisser, wenn auch kleiner Theil an der Oberfläche der Pflanzentheilchen haften. Durch die in dieser Melasse enthaltenen Nichtzuckerstoffe würde schliefslich das Endproduct nach der Operation III. noch verunreinigt sein. Es ist daher erwünscht, diese Melasse auf ein möglichst geringes Mais zu reduciren oder vorweg wieder zu entfernen. . , .

Zum ersteren Zwecke ist es dienlich, die Melasse während des Eintragens der Sägespäne zu erhitzen und mit den reichlich hinzugefügten Sägespänen zu mischen. In diesem Falle findet das Aufsaugen der Zuckerlösung sammt ihren gelösten Unreinigkeiten in sehr vollkommener Weise statt, dergestalt, dafs das Sägemehlpulver nur geringe, nicht in Betracht kommende Mengen von Unreinigkeiten an der Oberfläche festhält.

Man kann jedoch auch vor der nun folgenden Operation der Extraction zunächst einmal das Melassepulver kurze Zeit mit heifsem Alkohol überströmen lassen und entweder aus diesem Alkohol, welcher im wesentlichen nur die umhüllende Melasse mechanisch abgewaschen hat, durch Abdestilliren desselben die Melasse wieder gewinnen, oder besser den Alkohol zu der obigen Operation I. der Abscheidung schwefelsaurer Salze aus einer neuen Melassemenge benutzen.

III. Extraction des Zuckers.
In jedem Falle haben wir die technisch in Betracht kommende Hauptmenge des Zuckergehaltes des Zuckersaftes ebenso wie die noch darin gelöst gewesenen Nichtzuckerstoffe in dem reconstruirten festen, zuckerhaltigen Material. Dasselbe läfst sich mittelst heifsen, starken Alkohols (ich wähle einen solchen von circa 80 bis 90 pCt. Tralles, bei Stärkezuckerlösungen, worin im wesentlichen nur Dextrin vom Zucker zu trennen ist, genügt schon 60 bis 7oprocentiger Alkohol) im Wege der regelrechten Auslaugung in gleicher Weise, wie bekanntlich die Zuckerrübe oder sonstige zuckerhaltige feste Körper extrahiren, während die in den Zellen aufgesogenen Nichtzuckerstoffe vom heifsen, hochgradigen Alkohol nicht mitgeführt werden. Es versteht sich von selbst, dafs je nach dem bekannten Lösungsvermögen des heifsen Alkohols für Zucker (s. z.B. Scheibler's Tabellen in der Zeitschrift des Vereins für Rübenzucker-Industrie, Bd. XXIL, S. 246) die Auslaugung bis zur Erschöpfung fortgesetzt bezw. wiederholt werden mufs.

Apparate zur Auslaugung des Zuckers und zur Wiedergewinnung und Wiederbenutzung des Alkohols sind in mannigfacher Ausführung bekannt. Ich bediene mich derjenigen Extractionsapparate, welche bei W eg elin und Hübner in Halle seit längerer Zeit zu haben sind, doch versteht es sich von selbst, dafs man auch beliebig anders gestaltete Apparate, z. B. Diffusionsbatterien, sowie die Extractionsapparate von Hänig oder Hart, D. R. P. No. 18922 und 19185, benutzen kann. Desgleichen bietet die Gewinnung des Zuckers aus der spirituosen Lösung keine Besonderheit, weshalb hierauf nicht weiter einzugehen ist.

Endlich ist es bekannt, dafs dieselbe Menge des durch Verdampfen und Verdichten wiedergewonnenen Alkohols immer aufs Neue zur Extraction des zuckerhaltigen Stoffes verwendet werden kann.

Wie ersichtlich, ist diese Operation nicht an sich als neu beansprucht, sondern nur in ihrer Anwendung auf künstlich reconstruirtes zuckerhaltiges, festes Pflanzenmaterial und wegen der Beobachtung, dafs hier die Nichtzuckerstoffe zurückbleiben.

IV. Behandlung der benutzten Sägespäne.

Die in dem Extractionsgefäfs befindlichen Sägespäne enthalten nunmehr die Nichtzuckerstoffe und einen Rest von Alkohol. Indem man das Sägemehl mit Wasser aufkocht und filtrirt,. gewinnt man die im heifsen Alkohol unlöslichen, im heifsen Wasser aber löslichen Substanzen und den Rest des Alkohols. Die Sägespäne etc. werden hierauf getrocknet (am besten und schnellsten mit Anwendung eines Vacuums) und können wieder benutzt werden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Das Verfahren, unreine Zuckerlösungen, z. B. Melassen, Stärkezuckerlösungen und Süfsmaischen, durch Vermischen mit Sägespänen oder sonstigem zerkleinerten Pflanzenmaterial, welches die Lösungen in die Poren und Zellen aufsaugt, in ein festes, zückerhaltiges Material behufs der Zuckergewinnung aus demselben umzuformen.

2. Die Vorbereitung des Sägemehls, oder sonstigen zerkleinerten Pflanzenmaterials zur Aufnahme unreiner Zuckerlösungen behufs Zuckergewinnung aus denselben, darin bestehend, dafs die alkohollöslichen Bestandtheile dieser Materialien durch heifsen Alkohol ausgezogen und getrennt werden.

3. Die Auslaugung des Zuckers aus dem durch Vermischen von unreinen Zuckerlösungen, z. B. Melassen, Stärkezuckerlösungen oder SUfsmaischen, mit zerkleinertem Holz oder anderem Fasermaterial reconstruirten festen,

zuckerhaltigen Pflanzenmaterial mittelst starken, heifsen Alkohols unter Zurücklassung der Nichtzuckerstoffe in dem extrahirten Material.

An dem Marguerite'sehen Verfahren der Abscheidung schwefelsaurer Salze aus den Melassen die Neuerung der Anwendung eines verdünnten Alkohols von 50 bis 6o° auf die nicht zuvor eingedickten Melassen an Stelle der Eindickung der Melasse auf 47 bis 48° B. und der Behandlung mit 85procentigem Alkohol.
Die Anwendung von Sämischleder als Filtermaterial für Zuckerlösungen, in welchen feste Körper staubfein oder schlammförmig suspendirt sind.