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Verfahren zur Gewinnung von mit Wasserdampf flüchtigen Alkaloiden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von mit Wasserdampf flüchtigen
Alkaloiden, beispielsweise Nicotin, Coniin u. dgl., durch Wasserdampfdestillation
eines mit wässerigen Lösungen von Ätzalkalien, beispielsweise N atriumhydroxyd,
oder alkalisch reagierenden Salzen der Alkalimetalle, beispielsweise Trinatriumphosphat
u. dgl., angesetzten Breies der alkaloidhaltigen Pflanzenteile in einer Destillierkolonne
nach Patent 497 63o und besteht darin, daß ein Brei der Wasserdampfdestillation
unterworfen wird, der mindestens die doppelte, zweckmäßig aber eine wesentlich größere
Menge, beispielsweise -die zehnfache Menge und mehr. an alkalisch reagierenden Alkaliverbindungen
enthält, als zur Freimachung des Nicotins erforderlich sind. An Stelle des oder
neben dem Alkaliüberschuß kann man auch wasserlösliche oder neutrale Salze dem Destillationsgut
zusetzen, beispielsweise Natriumchlorid, Natriumsulfat, Calciumchlorid u. dgl. Die
Wirkung der überschüssigen Alkalien oder Salze besteht in einer Aussalzung der Alkaloide.
Sie sind in Salzlösungen oder Lösungen von Basen schwerer löslich als in Wasser.
Durch diese Aussalzung des Alkaloids wird die Austreibung mit Wasserdämpfen erleichtert.
Den vom Alkaloid befreiten Destillationsrückstand, der noch die nicht verbrauchten
freien Alkalien und die bei der Freimachung des Alkaloids gebildeten Salze sowie
gegebenenfalls noch die zugesetzten wasserlöslichen neutralen Salze und die durch
die Neutralisation erzeugten Salze enthält, kann man zur Herstellung eines neuen,
der Destillation zu unterwerfenden Breies verwenden, mitverwenden oder einem fertig
hergestellten Brei zusetzen.
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Es wurde nämlich gefunden, daß der Alkaloidgehalt des Wasserdampfes
bei der Wasserdampfdestillation einer alkaloidhaltigen Maische durch Erhöhung des
Alkalizusatzes wesentlich vergrößert werden kann. An und für sich genügt beispielsweise
bei Nicotin zur Freimachung von r Mol. Nicotin aus seinen Salzen schon der Zusatz
von r Mol. Ätznatron oder Ätzkali. In der Praxis hat man deshalb immer nur mit diesen
Mengen oder ganz geringen Überschüssen gearbeitet, weil die 1Ticotinausbeuten auch
bei derartigen Alkalimerigen befriedigend sind. Arbeitet man hingegen gemäß der
Erfindung, so erzielt man eine außerordentlich große Herabsetzung des
Dampfverbrauches,
weil die Nicotinkonzentration im Dampf wesentlich höher wird. Auf diese Weise gelingt
es deshalb beim Arbeiten gemäß der Erfindung, 1Ticotin quantitativ mit %" und selbst
weniger Dampfaufwand zu gewinnen als bei Verwendung von äquivalenten Mengen Alkali.
Beim Arbeiten mit einem derartig großen Überschuß von Alkali wie beim Verfahren
der Erfindung geht dieses Alkali nicht verloren, da der flüssige Anteil des Destillationsgutes
nach Entfernung der Pflanzenteile wieder zur Herstellung einer neuen, der Destillation
zu unterwerfenden Maische verwendet oder mitverwendet werden kann.
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Beispiele i. Ein etwa 20'1', Natriumhydroxyd mehr, als zur Freimachung
des Nicotins erforderlich, enthaltender Brei, bestehend aus Zoo g Tabakmehl mit
etwa 2,16'/, Nicotin, log
techn. Natronlauge von 20° B6 und 2 400 g Wasser,
wurde im Wasserdampfstrom destilliert. Der übergehende Wasserdampf enthielt im Mittel
o,o5 °/" Nicotin. Zum übertreiben des gesamten Nicotins wurden etwa 8
700 g Wasserdampf verwendet.
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2. Ein Brei, bestehend aus Zoo g Tabakmehl mit etwa 2,i6 °[" Nicotin,
6o g techn. Natronlauge von 2o° B6 und 2 400 9 Wasser, ergab bei der Wasserdampfdestillation
einen Brüden mit durchschnittlich 0,24'1" Nicotin. Zum Übertreiben des gesamten
Nicotins waren etwa i 8oo g Wasserdampf erforderlich, also fast 8o °/" weniger als
im Beispiel i. Der flüssige Anteil des Destillationsgutes kann wieder zum Ansetzen
eines frischen Breies verwendet werden, so daß ein Ätznatronv erlust nicht eintritt.
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3. Ein Brei, bestehend aus Zoo g Tabakmehl mit etwa 2,16 "l" Nicotin,
Zoo g techn. Natronlauge von 2o° B6 und 2 400 g Wasser, ergab bei der Wasserdampfdestillation
einen Brüden von durchschnittlich o,68 "/" Nicotin. Zur Übertreibung des gesamten
Nicotins waren etwa 64o- Wasserdampf erforderlich. Gegenüber dem Beispiel i wird
deshalb eine Dampfersparnis von etwa 92 °/" erzielt. Der nicotinfreie Ablauf wird
durch Filtration oder besser durch Zentrifugieren in einer Überlaufzentrifuge von
den festen Teilchen befreit. Die abgeschleuderte braune, aber praktisch klare Lösung
enthält noch den größten Teil der Natronlauge und die an organische Säuren bei der
Freimachung des Nicotins gebundene Lauge in Form von Salzen. Diese Lauge kann direkt
zur Herstellung eines neuen Breies, gegebenenfalls unter Zusatz von etwas Natronlauge,
verwendet werden. Man kann aber auch durch Zusatz von Calciumoxyd zur Lauge die
Salze organischer Säuren zersetzen und dadurch auch das an die organischen Säuren
gebundene N atriumhydroxyd regenerieren, so daß praktisch sämtliches Natriumhydroxyd
wieder gewonnen und im Kreislauf dem Betrieb zugeführt werden kann.
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4. Ein Brei, bestehend aus Zoo g Tabakmehl mit etwa 2,z6 "j" Nicotin,
io g techn. Natronlauge von 2o° Be, 2 400 g Wasser und i oo g Natriumchlorid, wurde
im Wasserdampfstrom destilliert. Der Brüden enthielt durchschnittlich o,16 °/" N
icotin. Zum Übertreiben des gesamten Nicotins waren etwa 2 700 g Wasserdampf
erforderlich. Die Dampfersparnis betrug gegenüber Beispiel i durch den Zusatz von
ioo g Natriumchlorid etwa 70 °/". Der flüssige Anteil des Destillationsgutes kann
nach Abtrennung der festen Pflanzenteile wieder zum Ansetzen eines neuen Breies
verwendet werden, so daß kein Verlust an Natriumchlorid eintritt.
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5. Ein Brei, bestehend aus Zoo g Tabakmehl mit etwa 2,i6 °/" Nicotin,
6o g techn. Natronlauge von 2o° Be, ioo g Natriumchlorid und 2 q.oo g Wasser, ergab
bei der Wasserdampfdestillation einen Brüden von durchschnittlich 0,36 "/"
Nicotin. Zur Abtreibung des Nicotins waren etwa i i5o g Wasserdampf erforderlich.
Die Dampfersparnis gegenüber Beispiel i beträgt etwa 85 °J" und gegenüber Beispiel
e, wo ohne Salzzusatz gearbeitet wird, etwa 33 "/". Der flüssige Anteil des Destillationsgutes
kann ebenfalls wieder zur Herstellung eines neuen Breies verwendet werden, gegebenenfalls
nach vorheriger Zersetzung der Natronsalze organischer Säuren durch Zusatz von Calciumoxyd.
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Bei der Zersetzung alkaloidhaltiger Pflanzenteile mit Calciumhydroxyd
und Wasserdampfdestillation der erhaltenen Maischen hat man bereits verhältnismäßig
große Mengen Calciumhydroxyd zugesetzt. Dieser Zusatz konnte aber nicht die gleichen
Wirkungen wie bei der Erfindung hervorrufen, weil infolge der Anwesenheit beschränkter
Wassermengen nur ein geringer Teil des schwer löslicllen Calciumhydroxyds in Lösung
ging, und weil nur der gelöste Anteil in der Lage ist, das Alkaloid aus den Pflanzenteilen
frei zu machen. Die verwendeten Calciumhydroxydlösungen waren deshalb in Wirklichkeit
trotz Zusatz großer Mengen Hydroxyd nicht ein Basenüberschuß im Sinne der Erfindung,
die außerdem mit Ätzalkalien arbeitet, die nicht die Aufwendung so großer Mengen
Wasser erfordern wie Calciumhydroxyd, was, vom wärmetechnischen Standpunkt aus gesehen,
nicht vorteilhaft ist. So muß man beispielsweise bei Verarbeitung von Zoo g Tabakmehl
mit etwa 2,16 "4 Nicotin mit Calciumhydroxyd schon allein mehr als 2 40o g
Wasser
verwenden, um die lediglich zur Freimachung des Nicotins dienende Menge von Ätzkalklösung
zu erhalten.