DE368399C - Verfahren zur Wiedergewinnung der Schwefelsaeure bei der Verzuckerung von Zellulose und zellulosehaltigem Material mit konzentrierter Schwefelsaeure - Google Patents

Description

• Verfahren zur Wiedergewinnung der Schwefelsäure bei der Verzuckerung von Zellulose und zellulosehaltigem Material mit konzentrierter Schwefelsäure. Die bekannten Verfahren, nach welchen Zellulose und andere kohlehydrathaltige Materialien durch konzentrierte Säuren verzuckert werden, sind unwirtschaftlich, da die zu ihrer Ausführung erforderlichen erheblichen Mengen von Säuren in Form; minderwertiger Produkte abfallen, welche deren Wiedergewinnung ausschließen.
• Die verwendete Schwefelsäure fällt dabei als wertloses Kalksulfat ab oder wird so verdünnt, daß die hohen Kosten der Konzentra tion jede Kalkulation umwerfen.
• Aus diesem Grunde ist auch das an sich bekannte Auslösen der Schwefelsäure mit Wasser aus der mit konzentrierter Säure behandelten Zellulosemasse unzweckmäßig, da die Säure dabei zu stark verdünnt wird und außerdem bei dieseln; Verfahren zum Abbau der Zullulose mit Schwefelsäure leicht in Wasser lösliche Zwischenprodukte entstehen.
• Auch das ebenfalls in der Literatur angeführte Auslösen der Schwefelsäure mit Alkohol stößt auf technische Schwierigkeiten, denn absoluter Alkohol ist kein technisch verwendbarer Stoff; schwächerer Alkohol aber löst auch manche Zwischenprodukte und würde in der Kälte in riesigen Mengen angewendet werden müssen, während er sich in der Hitze mit der Schwefelsäure unter Bildung von Äther zersetzt, was wieder auf einen großen Verbrauch von Alkohol hinausläuft. Demgegenüber besteht der technische Fortschritt des neuen, die Erfindung bildenden Verfahrens darin, daß bei ihm ein Mittel zum Auslösen der Schwefelsäure aus dem Reaktionsprodukt in Anwendung kommt, das r. die' Zwischenprodukte nicht löst und: 2. nicht durch Schwefelsäure der verwendeten Konzentration zersetzt wird.
• Dieses Mittel wird ferner-- in kleiner Menge in Anwendung gebracht, so daß wenig davon verbraucht wird, und kann leicht wiedergewonnen werden.
• Es wurde gefunden, daß als Extraktionsmittel verschiedene Äther, insbesondere Äthyläther, auch Gemische von Äthern verwendet werden können, soweit sie die oben angegebenen Bedingungen erfüllen.
• Die Möglichkeit, reit kleinen Mengen Äther auszukommen, ist durch Anwendung des Soxhlet'schen Extraktiionsverfahrens gegeben. Außerdem wurde gefunden, daß die in Betracht kommenden Äther, insbesondere Äthyläther, die Eigenschaft haben, Schwefelsäure der verwendeten Konzentration nur beschränkt zu lösen, so daß sich bei der Extraktion nach Soxhlet im Extraktionsgut gleich zwei Schichten bilden, von denen die eine hauptsächlich aus Äther bestehende nur wenig Schwefelsäure, enthält und nach Beendigung einer Extraktion für eine neue gleich weiter verwendet werden kann, während die andere hauptsächlich aus Schwefelsäure besteht, so daß aus dieser nur wenig Äther abdestilliert werden muß.
• Alle diese Extraktionsmittel haben nur kleine Verdampfungswärmen, und es ist nur wenig abzudestillieren, so daß das Abdestillieren nicht teuer kommt. Die zurückbleibende Schwefelsäure ist nach Ergänzung der Konzentration sofort wieder verwendbar.
• Was die weitere Hydrolyse der Zwischenprodukte anbelangt, so vollzieht sich diese in bekannter Weise. Man wird die Schwefelsäure nicht vollkommen extrahieren, sondern je nach dem Verfahren, das man anwenden will, einen größeren oder geringeren Teil zurücklassen und diesen dann zur Hydrolyse nach einem der bekannten. Verfahren verwenden.
• Durch das vorgeschlagene Verfahren ist die Schwierigkeit, an der bis jetzt die Zellulose-Verzuckerung scheiterte, beseitigt. Der technische Fortschritt besteht in der Möglichkeit, die Schwefelsäure durch Extraktion mit Äthern, insbesondere Äthyläther oder Gemischen von Äthern, billig wiederzugewinnen.
• Zur Ausführung des neuen Verfahrens wird das Ausgangsprodukt z. B. in üblicher Weise mit konzentrierter Säure behandelt und der so erhaltenen Masse irgendeine Trockensubstanz, wie z. B. Sägespäne oder Holzmehl. zugesetzt, bis das Ganze beim Verreiben pulverförmigeBeschaffenheit zeigt. Aus dieser pulverförmigen Masse wird dann die Säure mixt Äther oder einem anderen der obengenannten Mittel extrahiert und der Wiederverwendung zugeführt.
• Die vom Hauptanteil der Säure befreite Masse wird der weiteren Hydrolyse unterworfen und sodann, falls Alkoholgewinnung ins Auge gefaßt wird, in bekannter Weise vorbereitet und vergohren. Soll Zucker gewonnen werden, so wird das Produkt der Hydrolyse in bekannter Weise mit Kalk neutralisiert und aus dem Filtrat der Zucker gewönnen.
• Ausführungsbeispiele. i. ioo Gewichtsteile genizhlenc Holzspäne werden irb bekannter Weise mit i 3o Gewichtsteilen 78prozentiger Schwefelsäure in Tier Kälte i bis 2 Stunden angerieben, hierauf in bekannter «'eise durch allmähliche, 2 bis 3 Stunden währende Temperatursteigerung unter fortwährendem Rühren auf etwa 70° C erwä reit und sodann in. bekannter Weise 3 bis 5 Stunden unter ständigem Rühren bei dieser Temperatur gehalten.
• Die so erhaltene knetbare Masse wird durch I3einiengung einer trockenen Substanz, wie z. 13. Sägespänen, aufgelockert und sodann der größte Teil der in derselben enthaltenen Schwefelsäure mit Äthyläther oder Gemischen von Ätbern in einem Soxhletapparat extrahiert.
• Die extrahierte Masse wird in bekannter Weise der Hydrolyse unterworfen, z. B. durch Hinzufügen von - ioo Gewichtsteilen etwa igprozentiger Schwefelsäure und Kochen anit dieser oder durch Verdünnen der zurückgelassenen, nicht extrahierten Schwefelsäure niit Wasser auf einen Gehalt von etwa ig Prozent und Kochen mit dieser oder auf einen Gehalt von z Prozent HZ S 0, und Erhitzen irn Autokl'aven.
• Der gewonnene Extrakt besteht aus zwei Schichten, von denen die untere viel Schwefelsäure und wenig Äther, die obere viel Äther und wenig Schwefelsäure enthält.
• Aus der unteren Schicht wird der Äther abdestilliert und die Schwefelsäure gegebenenfalls auf die erforderliche Konzentration gebracht und wieder verwendet. Ebenso wird der wiedergewonnene Äther (obere Schicht) wieder verwendet, und zwar gegebenenfalls direkt zu neuer Extraktion von Schwefelsäure.
• Sollten sich bei einzelnen Kombinationen von Lösungsmitteln die zwei Schichten nicht bilden, so wird so lange neue Masse weiter extrahiert, bis die Bildung erfolgt oder das Abdestillieren des Lösungsmittels lohnt.
• 2. Sägemehl wird mit 7oproientiger Schwefelsäure in bekannter Weise bei 2o° C etwa 2o Minuten lang angerührt.
• Die so erhaltene dickflüssige gelbliche Flüssigkeit wird sodann mit so viel Kieselsäure oder Sand. versetzt, bis eine knetbare Masse entstanden ist und sodann der größte Teil der in derselben enthaltenen Schwefelsäure mit Äthvläther oder Gemischen von Äthern im Soxhletapparat extrahiert.
• Die weitere Verarbeitung geschieht wie bei Beispiel i.
• 3. Eine wie bei Beispiel 2 bereitete Masse aus Sägemehl und 7oprezentiger Schwefelsäure wird unter Verwendung eines. Gemisches von 8o Gewinnteilen Äthyläther und 2o. Gewinnteilen l@Ietliylamyläther extrahiert und im übrigen wie beim Beispiel i verarbeitet.

Claims (1)

1. PATENT-ANsPRUcii: Verfahren zur Wiedergewinnung der Schwefelsäure bei der Verzuckerung von Zellulose und zellulosehaltigem Material mit konzentrierter Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptanteil der Säure nach Beendigung der ersten Phase der Reaktion aus denn Reaktionsgemisch mit Hilfe von Äthern, insbesondere Äthylätlier, oder Gemischen von Äthern extraliiert wird, worauf die zurückbleibende Masse mit Hilfe der darin zurückgelassenen Säure zwecks Alkohol- oder Zuckergewinnung in bekannter Weise hydrolysiert wird.