DE570126C

DE570126C - Process for the saccharification of cellulose-containing substances, such as wood, with mineral acids

Info

Publication number: DE570126C
Application number: DEH127701D
Authority: DE
Inventors: Eduard Faerber; Friedrich Koch
Original assignee: HOLZHYDROLYSE AG
Current assignee: HOLZHYDROLYSE AG
Priority date: 1931-07-08
Filing date: 1931-07-08
Publication date: 1934-10-17

Description

Verfahren zum Verzuckern von cellulosehaltigen Stoffen, wie Holz, mit Mineralsäuren Wenn man cellulosehaltige Stoffe, wie Holz, nach bekannten Verfahren durch Aufschließen mittels Mineralsäuren verzuckert, so entsteht neben den löslichen Kohlehydraten eine in ihrer Höhe hauptsächlich von der Art des Pflanzenmaterials abhängige Menge Essigsäure. Nach der Erfindung wird diese Essigsäure für das Aufschließen der Cellulose nutzbar gemacht und dadurch der Aufwand an erforderlicher Säure wesentlich herabgesetzt. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Essigsäure so lange in den Aufschließungsvorgang zurückführt, bis ihre Konzentration stark angewachsen ist. Dann erst beginnt man damit, die neu entstehende Essigsäure an geeigneten Stellen des Verfahrens auszuscheiden und zu gewinnen.Process for the saccharification of cellulosic substances such as wood, with mineral acids If cellulosic substances, such as wood, are used according to known methods Saccharified by digestion using mineral acids, this results in addition to the soluble ones Carbohydrates one in their amount mainly on the type of plant material dependent amount of acetic acid. According to the invention, this acetic acid is used for digestion the cellulose made usable and thus the amount of acid required is significant degraded. This is achieved by so long the acetic acid in the Breakdown process back until their concentration has increased strongly. Only then do you begin to apply the newly formed acetic acid in suitable places out of the process and win.

Beispielsweise entstehen bei der Verzuckerung von Nadelholz mittels konzentrierter Salzsäure an Essigsäure etwa q. % von der angewandten Menge des trockenen Holzes. Die salzsauren Zuckerlösungen, die man beim Aufschließen mittels konzentrierter Salzsäure nach bekannten Verfahren gewinnt, enthalten etwa 3o0,to Zucker und ungefähr i,8% Essigsäure. Beim Eindampfen dieser Lösungen geht die Essigsäure größtenteils in das salzsaure Destillat über, das nach der Anreicherung mit H Cl-Gas wieder zum Aufschließen zurückgeführt wird. Indem man erfindungsgemäß die essigsäurehaltigen Abfallsalzsäuren der Holzverzuckerung in dieser Weise eine Zeitlang wieder zur Aufschließung neuer Holzmengen verwendet, erhält man Aufschließungsflüssigkeiten, deren Gehalt an Essigsäure allmählich immer höher wird. Die Essigsäure trägt, wie gefunden wurde, zur Erhöhung des Aufschließungsvermögens der .Salzsäure bei, und zwar so, daß für ¢ Teile Essigsäure, die in der Lösung vorhanden sind, i Teil Chlorwasserstoff in der sonst zur Aufschließung notwendigen Konzentration erspart werden kann. Wenn also die Essigsäure beispielsweise auf eine Konzentration von 12 Gewichtsprozent gebracht ist, so braucht diese Säure daneben niir 37 Gewichtsprozent H Cl zu enthalten, um in der Aufschließung gleichwertig mit einer an Essigsäure freien Salzsäure von 40 % H Cl zu sein. So verringert sich der Aufwand an Chlorwasserstoff, der zur Aufschließung notwendig ist, um etwa 8% der sonst im Umlauf befindlichen H Cl-Menge. Außerdem sind die Zuckerlösungen, die beim Aufschließen entstehen, wesentlich ärmer an H Cl als sonst. Dadurch wird ihre Haltbarkeit und die Beständigkeit des Zuckers beim Eindampfen dieser Lösungen wesentlich verbessert.For example, during the saccharification of softwood by means of concentrated hydrochloric acid to acetic acid about q. % of the applied amount of dry Wood. The hydrochloric acid sugar solutions, which you get when digesting by means of concentrated Hydrochloric acid obtained by known methods, contain about 3o0 to sugar and approximately i, 8% acetic acid. When these solutions are evaporated, most of the acetic acid goes in the hydrochloric acid distillate, which after enrichment with H Cl gas again to the Unlocking is returned. By according to the invention the acetic acid-containing Waste hydrochloric acids from the saccharification of wood in this way for a while to be broken down If new amounts of wood are used, digestion fluids and their content are obtained acetic acid gradually increases. Acetic acid has been found to to increase the disintegration capacity of. Hydrochloric acid, in such a way that for ¢ parts of acetic acid present in the solution, 1 part of hydrogen chloride in the concentration otherwise necessary for unlocking can be spared. if so the acetic acid, for example, to a concentration of 12 percent by weight this acid need also contain 37 percent by weight of HCl, to be equivalent in the digestion to a hydrochloric acid free of acetic acid of 40% H Cl to be. This reduces the amount of hydrogen chloride required for the digestion is necessary by about 8% of the otherwise circulating amount of HCl. aside from that the sugar solutions that arise during digestion are considerably poorer in H Cl than usual. This increases their shelf life and the persistence of sugar when Evaporation of these solutions significantly improved.

Wenn der Zustand erreicht ist, daß in der Aufschließungslösung die günstigste Menge Essigsäure vorhanden ist, so beginnt man, die aus neu aufgeschlossenem Material hinzukommende Essigsäure jeweilig aus dem Umlauf auszuschalten. Man entfernt sie beispielsweise aus dem Kondensat, das bei der Eindampfung der Holzzuckerlösungen entsteht, durch fraktionierte Destillation.When the state is reached that the the most favorable amount of acetic acid is available, one begins from Acetic acid added to newly digested material should be eliminated from the circulation. They are removed, for example, from the condensate that occurs when the wood sugar solutions are evaporated arises through fractional distillation.

Ein Teil der Essigsäure wird gebunden durch den nicht verzuckerbarenAnteil der cellulosehaltigen Materialien, da das Lignin durch stark essigsäurehaltige Salzsäure zum Teil acetyliert wird. Das ist für gewisse Verwendungszwecke des Lignins ein besonderer Vorzug. Man kann aber die darin gebundene Essigsäure auch abspalten, z. B. durch Erhitzen mit 2%iger Salzsäure unter Druck auf I 1O bis I20°. Part of the acetic acid is bound by the non-saccharifiable part of the cellulose-containing materials, since the lignin is partially acetylated by hydrochloric acid with a high concentration of acetic acid. This is a particular advantage for certain uses of the lignin. But you can also split off the bound acetic acid, z. B. by heating with 2% hydrochloric acid under pressure to I 10 to I20 °.

Es ist bereits bekannt, daß man cellulosehaltige Stoffe, wie Holz, anstatt mit Mineralsäuren auch 'mit organischen Säuren, wie Ameisensäure oder Essigsäure, aufschließen kann, wenn man diese in Gegenwart einer geringen Menge von Mineralsäuren (etwa 15 bis 20%) unter Erwärmen auf die cellulosehaltigen Stoffe einwirken läßt. Dabei wirkt. die hinzugefügte Mineralsäure als eine Art Katalysator. Die durch die organische Säure sonst eintretende Veresterung der Cellulose wird durch den Zusatz der verhältnismäßig geringen Menge Mineralsäure auf den Weg der Verzuckerung gelenkt. Zur Durchführung dieses Verfahrens sind sehr große Mengen organischer Säure erforderlich; man muß das Gemisch mehrere Stunden stehenlassen und daran anschließend noch einige Stunden auf 45° und mehr erhitzen. Dieses bekannte Verfahren ist also zeitraubend und teuer.It is already known that cellulosic substances such as wood, instead of mineral acids also 'with organic acids such as formic acid or acetic acid, can unlock if you have this in the presence of a small amount of mineral acids (about 15 to 20%) can act on the cellulosic substances while being heated. It works. the added mineral acid as a kind of catalyst. The through the Organic acid otherwise occurring esterification of the cellulose is caused by the addition the relatively small amount of mineral acid directed towards saccharification. Very large amounts of organic acid are required to carry out this process; the mixture must be left to stand for several hours and then a few more Heat to 45 ° and more for hours. This known method is therefore time consuming and expensive.

Im Gegensatz dazu wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, wie üblich, mit Mineralsäure bei gewöhnlicher Temperatur aufgeschlossen. Organische Säure wird nicht zugesetzt, sondern sie entsteht als Nebenprodukt bei der Aufschließung. Man läßt sie sich anreichern, um dadurch Mineralsäure zu er= sparen, und man kann schließlich noch einen Überschuß von Essigsäure gewinnen.In contrast, in the method according to the invention, such as common, digested with mineral acid at ordinary temperature. Organic Acid is not added, but is a by-product of the digestion. You can enrich it in order to save mineral acid, and you can finally gain an excess of acetic acid.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for saccharifying cellulose-containing Substances, such as wood, with mineral acids, characterized in that they are saccharified Leave the resulting acetic acid in the digestion liquid and gradually is enriched, whereupon the digestion with lower hydrogen chloride concentrations will be continued.

2. The method according to claim I, characterized in that the enriched digestion liquid in 100 parts 12 parts acetic acid and Contains 37 parts of hydrogen chloride.

3. The method according to claim I, characterized in that that the acetic acid bound in the saccharification residue is Eliminates dilute acids again and feeds them to the digestion liquid.