DE3335871A1

DE3335871A1 - Verfahren zur saeurehydrolyse von polysaccharidhaltigen stoffen

Info

Publication number: DE3335871A1
Application number: DE19833335871
Authority: DE
Inventors: Elmar Prof. Dr.rer.nat. 4172 Kerken Fick; Martin 4150 Krefeld Wischniewski
Original assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Current assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Priority date: 1983-06-16
Filing date: 1983-10-03
Publication date: 1985-04-11
Also published as: EP0151671A1

Description

Krefeld, den 28. September 198: O ₉₇3 _ _Th/ma _ _A 83/07

Deutsche Babcock Anlagen
Aktiengesellschaft
Duisburger Str. 375

4200 Oberhausen 1

Verfahren zur Säurehydrolyse von polysaccharidhaltigen Stoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie ist eine besonders vorteilhafte, zusätzliche Variante eines Verfahrens gemäß dem Anspruch 3

des Patents (Patentanmeldung P 33 21 706.8)

In dem Hauptpatent wird ein Verfahren zur Säurehydrolyse von polysaccharidhaltigen Stoffen, insbesondere zur Glueose-Gewinnung aus zellulosehaltigen Rohrstoffen, beschrieben, bei dem zur Hydrolyse der Hexosane Pyrophosphorsäure verwendet wird.

Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß sich Phosphorsäure, sowohl Pyro- als auch Orthophosphorsäure, kostengünstig durch Auslaugung mit einem organischen Lösungsmittel von den Hydrol.vseprodukten trennen und zurückgewinnen läßt. Darüber hinaus läßt sich Pyrophosphorsäure in Orthophosphorsäure überführen,- und umgekehrt-, was zusammen mit den unterschiedlichen Hydrolysiereigenschaften der beiden Säuren eine stufenweise Hydrolyse von Polysaccharid-Gemischen mit nur einem Katalysatorgrundstoff ermöglicht.

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Dies ist ein besonderer Vorteil bei der Verwertung von Naturzellulose, die sich überwiegend aus Hexosanen und Pentosanen ' aufbaut. Die entstehenden Hexosen und Pentosen fallen im

Prozeft getrennt an und können getrennt weiterverarbeitet j werden, zum Beispiel die Hexosen durch Vergären.

In dem Hauptpatent sind als besonders vorteilhafte Trennverfahren der Hydrolyse-Produkte von den Phosphonsäuren die Extraktion der Säuren mit Butanol und die Ausfällung der Glucosen mit Isopropanol geschildert.

Die vorliegende Erfindung stellt ein zusätzliches Verfahren der Trennung der Phosphorsäuren von den Hydrolyse-Produkten durch Auslaugung mit einem organischen Lösungsmittel zur Verfügung, das sich durch einen besonders hohen Grad der Lösungsmittel- und Phosphorsäuren-Rückgewinnung bei gleichzeitiger Verringerung der Kosten auszeichnet.

Aceton ist ein preisgünstiges Nebenprodukt mehrerer chemischer Produktionsverfahren. Durch seinen niedrigen Siedepunkt (56 ⁰C) läßt es sich von den Phosphorsäuren und gegebenenfalls auch von den flüssig vorliegenden Glucosen mit geringem Energieaufwand destillativ trennen. Falls erforderlich, können die flüssigen Glucosen ohne thermische Beschädigungen mehrmals mit Aceton gewaschen und so von letzten Phosphorsäureresten gereinigt werden.

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Die Patentansprüche 3 und 4 sind besonders vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, da sich gezeigt hat, daß die Ausfällung der Glucosen und die Trennung der Phosphorsäuren vom Aceton am effektivsten beim Vorliegen von reiner Orthophosphorsäure und in Abwesenheit von Wasser durchführen läßt.

Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels bezieht

sich auf das Ausführungsbeisoiel des Hauptpatents

(Patentanmeldung P 33 21 706.8).

Sie- dient der Erläuterung der Erfindung und enthält lediglich die vom Hauptpatent abweichenden Maßnahmen, ansonsten wird auf das Hauptpatent verwiesen.
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Das flüssige Gemisch aus Orthophosphorsäure, Hexosen und Wasser wird aus dem Reaktor 7 in einen Trennapparat 9 eingeleitet, wo ihm aus einem Sammelbehälter 10 Aceton zugemischt wird. Die Phosphorsäure löst sich in dem Aceton auf, dadurch trennen sich die Hexosen aus dem Gemisch ab, dies erfölet zunächst durch Absinken in sirupartiger Konsistenz. Nach einiger Zeit, die gegebenenfalls durch Zugabe von Kristallisationskernen verkürzt werden kann, kristallisieren die Glucosen und werden in einem Filter 11 von dem Aceton-Phosphorsäuregemisch getrennt. Es ist ebenfalls möglich, bereits den noch flüssigen Glucose-Sirup abzutrennen, und zur vollständigen Entfernung der Phosphorsäure mehrmals mit Aceton zu waschen. Die Acetonreste werden durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb von 56 ⁰C.

bei der noch keine thermischen Schädigungen der Glucose auftreten, entfernt.

-- 6

Das Aceton-Phosphorsäure-Geraisch wird anschließend in einen Destillationsapparat 12 eingeleitet, wo durch Erhitzen das Aceton aus der Phosphorsäure ausgetrieben wird. Durch den niedrigen Siedepunkt des Acetons (56 ⁰C) läßt sich die Destillation ohne großen Energieaufwand durchführen. Wieder verflüssigt wird das Aceton danach in den Sammelbehälter zurückgeführt, wo auch evtl. Verluste ersetzt werden. Die Phosphorsäure wird in den Behälter 2 zurückgeführt.

Das aus dem Reaktor 13 anfallende Gemisch aus Pentosen und Orthophosphorsäure wird einem Trennapparat 14 zugeführt, wo die Phosphorsäure von den Pentosen durch Zugabe von Aceton abgetrennt wird. Diese Trennung erfolgt analog zu dem vorhin für die Hexosen beschriebenen Verfahren.

Die Rückgewinnung des Acetons und der Phosphorsäure erfolgt ebenfalls entsprechend.

-X-

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Säurehydrolyse von polysaccharidhaltigen
Stoffen, insbesondere zur Glucosegewinnung aus zellulosehaltigen Rohstoffen,

- unter Verwendung von Pyrophosphorsäure zur Hydrolyse der Hexosane,

- wobei gegebenenfalls vor der Zugabe von Pyrophosphorsäure die Pentosane unter Verwendung; von Orthophosphorsäure zumindest teilweise hydrolysiert und zusammen mit der Orthophosphorsäure abgetrennt werden,

- und die Trennung der Pyrophosphorsäure und/oder der Orthophosphorsäure von den Hydrolyseprodukten durch Auslaugung mit einem organischen Lösungsmittel erfolgt,
entsprechend Patentanspruch 3 des Patents (Patentanmeldung P 33 21 706.8),

dadurch gekennzeichnet, daß nach der Hydrolyse die Hexosen und/oder Pentosen durch Zugabe von Aceton abgetrennt werden

PV J

.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aceton von der Phosphorsäure durch Destillation getrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pyrophosphorsäure vor der Zugabe von Aceton in Orthophosphorsäure überführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch vor der Zugabe von Aceton durch Zugabe von Pyrophosphorsäure Wasser unter Bildung von Orthophosphorsäure entzogen wird.

Patentbes chreibuns::