DE567237C

DE567237C - Verfahren zur Verwertung der Hemicellulosen bei der Zellstoffabrikation

Info

Publication number: DE567237C
Application number: DE1930567237D
Authority: DE
Inventors: Dr Roland Runkel
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1930-05-09
Filing date: 1930-05-09
Publication date: 1932-12-30

Description

Verfahren zur Verwertung der Hemicellulosen bei der Zellstoffabrikation In der Zellstoffindustrie kann die Verwertung der die Cellulose begleitenden Kohlehydrate, sogenannte Hemicellulosen, als nicht in befriedigender Weise gelöst angesehen werden.
In der Vergärung der Sulfitablaugen zum sogenannten Sulfitsprit ist zwar eine Verwertung gewisser Anteile der Hemicellulosen gefunden worden und auch vielerorts mit technischem und wirtschaftlichem Erfolg durchgeführt. Einer Ausdehnung dieser Verwertung ist jedoch durch die bekannte Beschränkung der Spiritusfabrikation eine verhältnismäßig enge Grenze gesetzt, so daß mit zunehmender Zellstoffproduktion der Nutzen dieser Verarbeitung immer mehr in den Hintergrund tritt.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine sehr einfache, unbegrenzt ausdehnungsfähige Verwertung von Hemicellulosen derart, daß sie zu erheblichen Anteilen im Zellstoff belassen werden und nachher mit zu Papier verarbeitet werden. Es ist also im Gegensatz zu den üblichen Zellstoffverfahren möglich, das Lignin vollständig herauszulösen. dabei aber erhebliche Anteile Begleit kohlehydrat dem Zellstoff zu erhalten.
Man erreicht dies auf dem Wege einer mehrstufigen Behandlung, welche gekennzeichnet ist durch eine sehr milde Einweichung, anschließende schonende Zerfaser ung und darauffolgende Stufenbehandlung mittels elementaren Chlors und Hypochlorits.
Gegenüber bereits bekannten Verfähren, welche eine Stufenbehandlung, zuerst mit Natronlauge oder Chlorkalk, daran anschließend Quetschung in Kollergängen und .schließlich Bleichung mit Chlorkalklösungen, vorsehen, zeichnet sich das vorliegende Verfahren dadurch aus, daß es nicht nur hinsichtlich Konzentration der Chemikalien in der ersten Beb.andlungsstufe, sondern auch hinsichtlich Zeitdauer dieser Behandlung -ein außerordentlich mildes Einweichen vorsieht und in der dritten Bebandlungsstufe an Stelle der ausschließlichen Arbeit mit Hypochlorit eine Behandlung zuerst mit elementarem Chlor, dann eine solche mit dünner Natronlauge und schließlich erst eine solche mit Hypochloriten setzt.
Auch die in der zweiten Stufe vorgenommene Zerfaserung wird in besonders schonend wirkenden Quetscbmaschinen, wie Stabmühlen, durchgeführt.
Bei einer derartigen Arbeitsmethode er-. gibt sich für alle Pflanzenrohstoffe eine wesentliche Steigerung der Ausbeute an technischem gebleichtem Zellstoff. Diese Steigerung ist auf die Erhaltung eines wesentlichen Anteiles der die Cellulose begleitenden Polysaccharide (Hemicellulosen ) zurückzuführen. Das Verfahren wird durch folgende Beispiele erIäutert: i. 2o9,5 g abs. trocken gedachte Fichtenholzhackspäne werden mit 48o g einer Natronlauge, welche 21 g Na O H enthält, 3 bis q. Stunden bei ioo° C behandelt. Das Material wird anschließend nach dem Abtrennen der überschüssigen Flüssigkeit in Quetschvorrichtungen, z. B. solchen mit losen Stäben (Stabmühlen), zerfasert. Dann wird das Fasermaterial gegebenenfalls nach einer Vorsortierung in eine alkalische Lösung von 149 NaOH in 300o ccm Wasser oder auch in 3ooo ccm Wasser allein gebracht und in diese Flüssigkeit unter Umrühren so lange Chlorgas eingeleitet, bis So ccm der Flüssigkeit i o bis i i ccm n-Natronlauge verbrauchen.
Das Fasergut wird dann von der Flüssigkeit getrennt und in- einer verdünnten Natronlauge, welche auf 31/2 1 Wasser etwa q. bis 5 g Natriumhydroxyd enthält, kurze Zeit extrahiert und nach abermaliger Abtrennung der Flüssigkeit mit derselben Menge frischer verdünnter Natronlauge unter gleichzeitigem Einleiten von Chlorgas behandelt. Es wird ein rein weißer Zellstoff erhalten, wenn das Bad noch eben alkalische Reaktion zeigt.
Dieser Zellstoff fällt, absolut trocken gerechnet, in einer Ausbeute von 49 bis So 0`o (gegenüber 42 bis ¢q. % günstigenfalls beim Sulfitverfahrenl und mit einer Holzgummizahl von 9,6 01o gegenüber ¢,3 % beim Sulfitverfahren an. Entsprechend der Erhaltung des Pentosananteils der Begleitkohlehydrate liefert bei der Salzsäuredestillation dieser Zellstoff 5,3 01o Furfurol gegenüber 2,7 0110 Furfurol bei einem gebleichten Mitscherlich-Sulfitzellstoff aus Fichtenholz.
2. z i o g abs. trocken gedachte Buchenholzhackspänewerden wie im Beispiel i eingeweicht, -zerfasert und sortiert.
Die anschließende Chlorbehandlung erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel i derart, daß das Chloreinleiten unterbrochen wird, wenn So ccm der Flüssigkeit 8 bis 9 ccm n-Natronlauge verbrauchen. Die Weiterbehandlung erfolgt wie im Beispiel i.
Dieser Zellstoff fällt, abs. trocken gerechnet, in einer Ausbeute von 52,6 01o an gegenüber q.3 bis q.q. o/o bei Anwendung des normalen Sulfitverfahrens. Die Holzgunlmizahl bei Anwendung des neuen Verfahrens beträgt 22,4 % gegenüber 18.3 % bei dem Sulfitverfahren und 15,1 % bei dem Natronverfahren. Die entsprechenden Furfurolzahlen sind 14,8 %, 10,3 % und 9,9 %, welche bei der Berechnung auf Pentosan einen Pentosangehalt von 27,8 0,1o im gebleichten Zellstoff nach dem vorliegenden Verfahren, von 19,3 °/0 im gebleichten Zellstoff nach dem Sulfitverfahren und von 18,3 % nach dem Natronverfahren entsprechen.
Die in den Beispielen angeführten Zahlen beweisen die Erhaltung wesentlicher Celluloseanteile und die Ausbeutesteigerung gegenüber den üblichen Zellstoffverfahren.
Parallel mit dieser Ausbeutesteigerung tritt eine Festigkeitserhöhung ein, so tlaß z. B. bei dem bisher als minderwertig angesehenen gebleichten Buchenzellstoff Reißlängen des gebleichten Zellstoffes bis zu über gooo m erhalten werden.
Man muß also annehmen, daß bestimmte Anteile der Begleitpolysaccharide im Aufbau der natürlichen Cellulosefasern eine wesentliche Rolle spielen.
Es liegt also eine Verwertung von Hemicellulosen vor, welche in unerwarteter Weise die Rentabilität der Zellstoffabrikation zu erhöhen gestattet.

Claims

PATENTÜNSPRÜC13E: i. Verfahren, zur Verwertung. der Hemicellulosen bei der Zellstoffabrikation, bei welcher das Ausgangsmaterial in Form von Hackspänen o. dgl. mit milde wirkenden Chemikalien eingeweicht und mit schonend wirkenden Quetschvorrichtungen, z. B. Stabmühlen, zerfasert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Voreinweichung, ob warm oder kalt, in jedem Stadium nur bis zu einer Grenze durchführt, bei welcher die Hemicellulosen nur in unwesentlicher Menge leerausgelöst werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Einweichung zerfaserte Material bei einer kombinierten Behandlung mit oxydierenden oder chlorierenden Mitteln, wie z. B. elementarem Chlor -i- Natr onlauge, Salpetersäure o. dgl., ebenfalls nur so weit behandelt wird, daß die Hemicellulosen nur unwesentlich in Lösung gehen. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2 dadurch gekennzeichnet, daß schließlich mit einer die Hemicellulosenebenfalls schonenden Menge Hypochloritlösung nachbehandelt wird.