DE927139C - Verfahren und Einrichtung zur Hydrolyse von zellulosehaltigem Material mit hochkonzentrierter Salzsaeure - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Hydrolyse von zellulosehaltigem Material mit hochkonzentrierter Salzsaeure

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DE927139C
DE927139C DED11873A DED0011873A DE927139C DE 927139 C DE927139 C DE 927139C DE D11873 A DED11873 A DE D11873A DE D0011873 A DED0011873 A DE D0011873A DE 927139 C DE927139 C DE 927139C
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    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Hydrolyse von zellulosehaltigem Material mit hochkonzentrierter Salzsäure Es ist bekannt, Holz und ähnliche Stoffe mit hochkonzentrierter Salzsäure zu verzuckern. In der Technik: bedient man sieh hierzu einer Batterie von etwa 14 bis 18 Diffuseuren, die durch ein kompliziertes Netz von Ringleitungen miteinander verbunden sind. Während des Betriebes findet in den vorderen Diffuseuren Verzuckerung und in den hinteren Auswaschung der Salzsäure aus dem übriggebliebenen Restbestandteil des Holzes, dem Lignin, statt. Bei diesem in Fachkreisen unter dem Namen Rheinau-Verfahren bekannten Batterieverfahren ist die Leistung einer Anlage im wesentlichen durch die Zeitfolge bei der Diffuseurfüllung bedingt und kann in der Praxis über etwa 5 Stunden je Diffuseur nicht gesteigert werden. Innerhalb dieser Zeit muß der vorderste leere Diffuseur in der Weise mit frischem Holz gefüllt werden, daß dieses beim Zulaufen durch einen oben auf den Diffuseur gesetzten Trichter ständig mit Salzsäure-Zuckerlösung angefeuchtet wird. Die Salzsäure-Zuckerlösung wird dann aus dem Unterteil des Diffuseurs wieder abgezogen und zur Abführung der Reaktionswärme durch einen Kühler wieder nach oben in den Fülltrichter zurückgepumpt. Nachdem der Diffuseur auf diese Weise mit angefeuchtetem Holz gefüllt ist, wird er noch mit Lösung beschickt und bleibt dann eine gewisse Zeit stehen. Hiernach wird die fertige, abzuziehende Säure-Zuckerlösung von- den nachfolgenden Diffuseuren hier aus dem frisch gemaischten Diffuseur verdrängt. Danach wird weitere Zuckerlösung aus diesem Diffuseur verdrängt und zur Anmaischung und Füllung eines neuen, inzwischen leer gewordenen Diffuseurs verwendet. Bei diesem Batterieverfahren ergeben sich Verweilzeiten des Holzes in der Säure von etwa 5o Stunden, wenn man nur die. Zuckerbatterie, und von etwa ioo Stunden, wenn man die ganze Batterie unter Einschluß der Waschbatterie berücksichtigt.
  • Weiterhin sind kontinuierlich verlaufende, in Türmen durchzuführende Verfahren vorgeschlagen worden, die aber noch nicht in die Technik übergeführt werden konnten.
  • Bei einem dieser Türmeverfahren wird das Holz mechanisch mit Hilfe von Transporteinrichtungen, wie Schnecken oder Kübelaufzügen, durch die Salzsäure gefördert. Nach einem anderen Vorschlag soll das Holz durch eigenen Auftrieb von unten nach oben durch die Salzsäure geführt werden: Hierbei läuft die hochkonzentrierte Salzsäure oben zu und die Zuckerlösung unten ab. Das Holz muß unten in die Flüssigkeit eingeführt und das Lignin oben abgezogen werden.
  • Die vorstehend erwähnten kontinuierlichen Verfahren vermeiden zwar den Nachteil der langen Verweilzeit des Holzes und die damit verbundenen hohen Apparaturkosten. Dafür haben sie aber unter anderem folgende Nachteile: i. Die apparative Ausgestaltung des Mechanismus zur Bewegung der Feststoffe in der hochkonzentrierten Salzsäure ist wegen der gleichzeitigen mechanischen und chemischen Beanspruchung der beweglichen Teile und ihrer Abdichtung sehr schwierig. Auch das Schwimmverfahren kommt ohne einen Drehmechanismus, der die Wandreibung des schwimmenden Gutes beseitigt, nicht aus.
  • 2. Die nach der eigentlichen Hydrolyse im Lignin verbleibenden großen Salzsäuremengen sollen nach dem bisher am weitesten entwickelten Schwimmverfahren zunächst abgepreßt werden, was eine wegen der mechanischen und chemischen Beanspruchung der Apparatur sehr kostspielige und reparaturanfällige Maßnahme darstellt.
  • 3. Der nach 2. nicht mechanisch entfernbare Säureanteil soll thermisch durch Verdampfen eines indifferenten Lösungsmittels aus dem Lignin entfernt werden, was mit hohen Energiekosten und Lösungsmittelverlusten verbunden ist.
  • q.. Im Laufe der Entwicklung des Schwimmverfahrens hat sich gezeigt, daß sich im Unterteil der Türme ein feiner, nicht schwimmfälliger Schlamm bildet, der auf #komplcizierte Weise entfernt und mit großem thermi.sdhem Energieaufwand von, Zucker und Säure befreit werden muß.
  • 5. Das Einbringen des Holzes in den Unterteil der mit Säure gefällten Reaktionstürme ist mit sehr erheblichen Schwierigkeiten verbunden, die bisher nicht in technisch befriedigender Weise gelöst werden konnten.
  • Au@s@ diesen Gründen .ist es bis heute nicht gelungen, die kontinnierlmehenVerfahrengroßtechnisch nutzbar zu machen.
  • In der Patentschrift 391 969 ist ein Verfahren zur Hydrolyse der Zellulose in Holz u. dgl. mit hochkonzentrierter Salzsäure und nachfolgender Auswaschung beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die sich bei der Auswaschung der mit Salzsäure behandelten pflanzlichen Stoffe ergebenden Lösungen geringerer Salzsäurekonzentration durch das bei der Verarbeitung der hochkonzentrierten Kohlehydratlösung entfallende Salzsäuregas auf den Konzentrationsgrad der Lösesäure-gebracht und als solche im Prozeß benutzt werden, während die bei der Verarbeitung der hochkonzentrierten Kohlehydratlösung neben dem Salzsäuregas entfallende schwächere Salzsäure als Waschsäure bei der Fortsetzung des Prozesses zum Auswaschen der mit der hochkonzentrierten Säure behandelten Stoffe verwendet wird. Zur Durchführung des Verfahrens werden vier Lösebehälter I, II, III und IV verwendet, die zur Aufnahme von Sägespänen dienen und durch Leitungen a derart miteinander verbunden sind, daß jeder Behälter an seinem unteren Ende entleert und an seinem oberen Ende mit dem Inhalt des vorausgegangenen Behälters durch die Leitungen a beschickt werden kann. Der Betrieb der Anlage ist etwa wie folgt geschildert: Die konzentrierte Lösesäure wird aus dem Behälter b in den Behälter I eingeleitet, wo man sie die gewünschte Zeit, beispielsweise 3 Stunden beläßt, wobei die Zellulose vollständig aufgelöst werden soll. Nach der vorgesehenen Reaktionsperiode wird die Zelluloselösung von hoher Salzsäurekonzentration aus dem Behälter I in den Behälter II übergeführt, wo sie Sägespäne vorfindet, deren Kohlehydrate bereits teilweise herausgelöst sind. Auch in diesem Behälter bleibt die Flüssigkeit während der vorgesehenen Arbeitsperiode von beispielsweise 3 Stunden und gelangt dann in den Behälter III, der mit frischen Sägespänen beschickt ist. Hieran anschließend ist gesagt, daß die Überführung der Lösungen aus einem Reaktionsbehälter in den anderen durch Verdrängung vermittels Flüssigkeiten von geringerem spezifischem Gewicht als demjenigen der in dem Reaktionsbehälter befindlichen Lösung erfolgt.
  • Es handelt sich also keinesfalls um ein Verfahren, bei dem ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom durch das zellulosehaltige Material bewegt wird; die Flüssigkeit wird vielmehr in jedem Behälter 3 Stunden belassen. Zwar wird in der Patentschrift auf die Bedeutung der Verdünnung der Lösungen hingewiesen und ein Vorschlag zur Vermeidung dieser Verdünnung gemacht. Dieser Vorschlag hat sich aber in der Praxis nicht verwirklichen lassen. Wie der Patentinhaberin vorliegender Erfindung bekannt ist, hat sich das Verfahren nach Patent 391 969 praktisch nicht verwirklichen lassen. Neben verschiedenen Mängeln, wie Wärmeentwicklung beim Zusammenbringen des Holzes mit der Flüssigkeit u. dgl., hat sich die Salzsäure bei der Auswaschung nach der in der Patentschrift geschilderten Weise so stark verdünnt, daß die zurückgewonnene Säure nvr mit IHilfe eines komplizierten besonderen Arbeitsprozesses. zur Neuverzuckerung :hätte verwendet werden können.
  • Es sind zwar in der Patentschrift 391 969 einige Maßnahmen erwähnt worden, die auch bei vorliegender kontinuierlich verlaufender Kombinationserfindung benutzt werden. Auf diese einzelnen Merkmale wird, soweit sie in der beanspruchten Kombination mitbenutzt werden, kein Schutz begehrt.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein vollkontinuierlich arbeitendes Verfahren, das die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und darüber hinaus sehr erhebliche Vorteile bietet. Das neue Verfahren besitzt im Vergleich zu dem bekannten Batterieverfahren den Vorzug, daß nur ein verhältnismäßig geringer Reaktionsraum erforderlich ist, während es alle Vorzüge der bekannten kontinuierlichen Verfahren aufweist, ohne mit den Nachteilen derselben behaftet zu sein. Es werden insbesondere keine mechanischen Teile zur Durchführung des Verfahrens benötigt. Ein besonderer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht unter anderem darin, daß die Auswaschung des Lignins ohne störende Verdünnung der zu verdickenden Salzsäure durchführbar ist. Während beim Batterieverfahren etwa die -21/zfache ,Menge der theoretisch benötigten hochkonzentrierten Salzsäure angewendet werden muß und infolge der unvermeidbaren Wasserverdünnung über die Hälfte dieser Salzsäuremenge in Form einer nur mittelkonzentrierten Salzsäure aus der Waschbatterie abgezogen wird, die wieder aufkonzentriert werden muß, und außerdem die in den Säurekreislauf eingeführte Wassermenge mit sehr hohem thermischem Energieaufwand wieder ausgeschleust werden muß, kommt das vorliegende Verfahren praktisch mit der theoretisch erforderlichen Menge von hochkonzentrierter Salzsäure aus.
  • Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, die in einzelne Zonen unterteilte Flüssigkeitssäule kontinuierlich durch das ruhende Holz wandern zu lassen und den stationären Zustand der wandernden Flüssigkeitssäule dadurch zu erhalten, daß längs der turmartigen Reaktionsgefäße Zu- und Ablaufstutzen vorgesehen sind, durch welche geeignete Flüssigkeiten in bestimmte Zonen der wandernden Flüssigkeitssäule eingeführt und bestimmte Flüssigkeitsmengen aus gewissen Zonen abgeführt werden können.
  • Um eine ganz gleichmäßige, in bezug auf die Konzentration der einzelnen Zonen stationäre Bewegung der Gesamtflüssigkeitssäule zu sichern, müßte theoretisch eine unendliche oder sehr große Anzahl von Zu- bzw. Ablaufstutzen vorgesehen sein. Es hat sich aber gezeigt, daß die Erfindung praktisch mit einer verhältnismäßig geringen Zahl derartiger Stutzen verwirklicht werden kann. Das intermittierende Vorrücken des Säureflusses wird bei vorliegendem Verfahren durch eine Zwischenschicht von hochkonzentrierter, praktisch zuckerfreier Salzsäure das Umstellen der Strömungsrichtung vom vordersten zum nächst nachfolgenden Turm durch eine ausreichende Schicht an praktisch konzentrierter Zuckerlösung mit z. B. etwa ao bis 25 g Zucker je ioo cms Lösung ausgeglichen.
  • Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
  • Die Apparatur besteht z. B. aus vier Türmen A, B, C, D von je 345 1 Inhalt. Das Verhältnis von Durchmesser der Türme zur Höhe kann etwa i : io betragen. Jeder Turm ist oben und unten mit Zu- und Ablaufstutzen versehen, während außerdem auf die Höhe des Turmes gleichmäßig verteilte Stutzen seitlich angeordnet sind, z. B. zwei Stutzen, durch welche der Turm in drei Abschnitte von etwa gleicher Höhe unterteilt ist. Alle Stutzen sind mit Sieben versehen. Die Türme sind mit je etwa 81 kg vorhydrolysiertem getrocknetem Buchenholz beschickt. Der in Zonen unterteilte Flüssigkeitsstrom fließt (in Pfeilrichtung) kontinuierlich durch die Türme.
  • Das Holz wird in den vordersten Turm kontinuierlich so zulaufen gelassen, daß sich immer eine Holzschicht über der Flüssigkeitsoberfläche befindet, deren Höhe so bemessen ist, daß kein Chlorwasserstoffgas durch die Holzschicht in die Umgebung dringen kann.
  • In der Zeichnung sind die Operationen und Leitungsschaltungen kurz vor Ende der jeweiligen Operation dargestellt. Im stationären Zustand ergibt sich dann folgendes Bild: Im letzten Turm D läuft Waschwasser bis o.oo Uhr kontinuierlich mit 33,8 1/h zu. Gleichzeitig wird durch den unteren Seitenstutzen des Turmes D verdünnte Salzsäure kontinuierlich abgelassen, deren Konzentration anfänglich etwa 3 % beträgt und derartig absinkt, daß sie zum Schluss etwa 0,5 % H Cl enthält. Es werden etwa 11,61/h verdünnter Salzsäure in den Behälter F abgelassen und gleichzeitig in den Oberteil von Turm C etwa 9,41/h etwa 41o/oige Salzsäure zugeführt. Aus Turm C läuft laufend etwa a8,2 1/'h Lösung in den Unterteil von Turm B, während eine entsprechende Menge konzentrierter Zuckerlösung aus dem Oberteil von Turm Bin den Sammelbehälter E abfließt. Bis o.oo Uhr sind auf diese Weise 61 1 Salzsäure-Zuckerlösung von Turm B in den Sammelbehälter E abgeführt worden.
  • In Turm A ist bis o.oo Uhr bereits eine geeignete Menge Holz mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von etwa 6 kg/h zugelaufen. Um o.oo Uhr werden die Leitungen in der aus der Zeichnung unter »5 Uhr« ersichtlichen Weise umgestellt. Es läuft alles kontinuierlich mit derselben Geschwindigkeit weiter. Dabei füllt sich Turm A bis zum untersten Seitenstutzen, wonach wieder etwa 61 1 Säure-Zuckerlösung in den Sammelbehälter E abgezogen werden. Das Ende dieser Operation ist aus der Zeichnung ersichtlich. Um 5.oo Uhr werden `die Leitungen neuerdings umgestellt, ohne daß sich sonst am Zu- und Abfluß von Wasser, Säure, Zuckerlösung oder Holz etwas ändert. U m io.oo Uhr wird der säurefrei gewaschene Turm D abgeschaltet. Das Waschwasser läuft dann zu Turm C. Der abgeschaltete Turm D wird entleert und, da inzwischen Turm A mit trockenem Holz gefüllt ist, von neuem kontinuierlich mit Holz gefüllt. Um 15.00 Uhr ist bereits wieder eine gewisse Holzschichthöhe im Turm D erreicht.
  • Zwecks Aushringens des Lignins wird in Turm D von unten her durch einen besonderen Stutzen Wasser eingeleitet, das oben durch einen großen Steinzeughahn durch eine Leitung mit etwa 8o mm Durchmesser abläuft. Der Wasserzufluß in den Unterteil des Turmes D wird langsam bis zu einer Wasserströmung von etwa 1,5 cm/Sek., auf den freien Turmquerschnitt gerichtet, gesteigert. Das Ligninbett dehnt sich dabei nach oben aus und läuft zum Teil durch die obere Ableitung ab. Danach wird unter zuströmendem Wasser langsam noch Luft zugesetzt, bis etwa auf i Volumen Wasser i Volumen Luft kommt. Hierbei wird fast das gesamte Lignin in kurzer Zeit aus dem Turm ausgespült. Geringe Mengen von größeren Ligninteilchen, die sich ohne große Erhöhung der zugeführten Wasser- und Luftmengen auf diese Weise nicht nach oben austragen lassen, werden durch eine untere Ableitung abgelassen, wobei aber Wasser und Luft unverändert von unten weiter zugeführt werden, bis der Turm von Lignin befreit ist.
  • Um i5.oo Uhr herrscht in der Apparatur wieder derselbe Zustand wie um o.oo Uhr, mit dem Unterschied, daß die ganze Verzuckerungssäüle und Waschsäule um eine ganze Turmlänge vorgerückt ist. In der Zeit von i5.oo bis 2o.oo Uhr findet der gleiche Vorgang statt wie zwischen o.oo bis 5.00 Uhr.
  • Auf die vorstehend beschriebene Weise gelingt es, das Holz vollkommen zu verzuckern. Hierbei braucht keine Waschsäure abgezogen zu werden, abgesehen von den (als Chlorwasserstoff berechnet) unbedeutenden Mengen in Form von sehr dünner Salzsäure, die für Vorhydrolyse restlos verwendet werden kann.
  • Die starke Benutzungswärme, die beim Batterieverfahren bisher in kostspieliger Weise durch einen Säurekreislauf über Solekühler abgeführt werden mußte, bleibt bei vorliegender Erfindung als sehr kurze Wärmewelle immer an der Spitze der verdrängten Zuckerlösung und wird intermittierend mit der Säure-Zuckerlösung immer wieder aus dem Turmsystem abgeführt. Bei dem vorstehend gegebenen Beispiel erwärmen sich jeweils nur wenige Liter zu Beginn des Ablaufs der Säure-ZuckerlÖsung aus dem jeweiligen Stutzen bis auf etwa 35° C, während der Rest der abzuziehenden Säure-Zuckerlösung und der ganze sonstige Turminhalt nur eine Temperatur hat, welche etwa 23° C nicht übersteigt. Da die Säure-Zuckerlösung anschließend sofort kontinuierlich verdampft wird, finden bei vorliegendem Verfahren Schädigungen der an sich sehr wärmeempfindlichen Säure-Zuckerlösung nicht statt. Dies bedeutet einen großen Vorteil gegenüber dem bekannten Batterieverfahren, bei dem ohne den komplizierten Kühlungskreislauf ein ganzes Diffuseurvolumen während einer längeren Zeit der störenden Einwirkung hoher Temperaturen ausgesetzt wäre.
  • Die Erfindung läßt sich auch mit weniger oder mehr Türmen, z. B. drei oder sechs Türmen verwirklichen. Es hat sich aber gezeigt, daß sie in technischem Maßstab unter Verwendung von vier Türmen mit besonderem Vorteil durchführbar ist: Die turmartigen Reaktionsgefäße können eine oben und unten verjüngte Form besitzen. Das Verhältnis von Durchmesser der Türme zur Höhe kann i : ¢ biss i : io betragen. Je nach den, Bemessungen der Türme, insbesondere ihrer Höhe, können bis zu fünf und mehr gleichmäßig verteilte seitliche Stutzen vorgesehen sein. Im allgemeinen haben sich aber zwei seitliche Zu- und Abflußstutzen als ausreichend und vorteilhaft erwiesen.
  • Nach vorstehendem kann die Erfindung mit Vorteil derart ausgeübt werden, daß man in einer Reihe hintereinandergeschalteter turmartiger Gefäße in kontinuierlichem Strom innerhalb jedes Gefäßes von oben nach unten vom letzten Gefäß D her Waschwasser und vorzugsweise etwa in der Mitte der Gefäßreihe, z. B. in Turm C, etwa ¢i°/aige Salzsäure zuführt und vorzugsweise etwa im letzten Drittel der Gefäßreihe stark verdünnte Salzsäure und im ersten Gefäß A Salzsäure-Zuckerlösung ablaufen läßt. Die Abführung der Salzsäure-Zuckerlösung, die etwa 25 bis 30 g Zucker je ioo ccm Lösung enthalten kann, erfolgt dabei in einem solchen Volumen, daß es der im Holz eines Gefäßes enthaltenen Zellulose, auf Zucker umgerechnet, entspricht. Die Abfuhr der stark verdünnten Salzsäure erfolgt in einem Volumen, das der bei der kontinuierlichen Verdrängung durch Diffusions- und Vermischungsvorgänge gegen das Ende der Gefäßreihe gewanderten geringen H Cl-Menge entspricht, so daß im stationären Zustand ein scharfer Säurekonzentrationsabfall erhalten bleibt. Die Zufuhr an konzentrierter Salzsäure erfolgt in solchem Volumen, daß dieses die Chlorwasserstoffmenge der abgezogenen Salzsäure-Zuckerlösung und der abgezogenen stark verdünnten Salzsäure enthält, so daß der Chlorwasserstoffgehalt des ganzen Systems aufrechterhalten bzw. ergänzt wird. Die Zufuhr des Waschwassers findet in solchem Volumen statt, daß unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten zugeführten und abgezogenen Flüssigkeitsmengen ein neues, mit Holz beschicktes, zugeschaltetes Gefäß gefüllt und das erforderliche Votumen an Salzsäure-Zuckerlösung abgezogen werden kann.
  • Das Holz wird im vordersten Gefäß A kontinuierlich derart zulaufen gelassen, daß es eine genügend hohe Schutzschicht oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche bildet, die das Durchbrechen von Chlorwasserstoffgas in der Atmosphäre verhindert. Aus dem vordersten, von unten her mit Lösung gefüllten Turm B wird Salzsäure - Zuckerlösung zwecks Abführung der Reaktionswärme aus jedem der seitlichen Stutzen in einer hierfür geeigneten Menge abgezogen.
  • Im übrigen wird das Verfahren im allgemeinen derart durchgeführt, daß im vordersten Teil der Türme eine ausreichende Zone von etwa 1/2 bis i Turmlänge an konzentrierter Säure-Zuckerlösung, eine darauffoilgende ausreichende Verzuckerungszone, eine danach folgende kurze Zone mit praktisch zuckerfreier hochkonzentrierter Salzsäure, eine darauffolgende ausreichend bemessene Auswaschzone mit einem steilen Konzentrationsabfall und eine intermittierende, bis auf i Turmlänge anwachsende Zone von praktisch säurefreiem Waschwasser aufrechterhalten bleibt, die sich kontinuierlich durch die ruhende Holzsäule bewegt, indem man den Zu- und Abfluß von Waschwasser und Salzsäure immer an passender Stelle des gesamten Verzuckerungs- und Waschsystems vornimmt, in regelmäßigen Abständen bei der Säure und der Säure-Zuckerlösung um je einen Stutzen und beim Wäschwasser um einen ganzen Turm weiter nach vorn verlegt, und indem man die Durdhflußgeschwindi.gkeit so wählt, daß das Holz eine 8- bis 3ostündige, vorzugsweise etwa i5stündige Zeit in der Verzuckerun.gszone erfährt.
  • Beim Arbeiten mit vier Türmen erfolgt der Säurezufluß mit vorzugsweise je zwei Stutzen an einer Stelle, die von der Flüssigkeitsoberfläche des vordersten Turmes i bis 21/a Turmlängen, vorzugsweise 1=/s bis 2 Turmlängen, und der Abzug der Säure i2/s bis 2=/s Turmlängen, vorzugsweise 2 bis .2l/_ Turmlängen zurückliegt, und der Wasserzufluß wird vom vierten Turm oben auf den dritten Turm oben umgeschaltet, wenn der vorderste Turm etwa zu 2/s voll ist, so daß zur Entleerung des letzten Turmes genügend Zeit zurVerfügung steht und der kontinuierliche Holzzufluß nicht unterbrochen werden muß.
  • Eine aus vier Türmen A, B, C, D bestehende Apparatur und die Durchführung des Verfahrens mit Hilfe dieser Apparatur sind in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
  • Fig. i veranschaulicht die aus vier Türmen bestehende Apparatur. Jeder Turm ist mit seitlichen Stutzen versehen, durch welche der Turm in drei etwa gleich große Abteilungen unterteilt ist. F ist der Sammelbehälter für die aus der Apparatur abgehende Zuckerlösung. F ist ein Sammelbehälter für die beim Auswaschen des Ligninrückstandes aus dem Seitenstutzen des betreffenden Turmes kontinuierlich abgehende, starke verdünnte Salzsäure.
  • Fig. ? veranschaulicht einen Einzelturm in vergrößertem Maßstab, der oben und unten konisch verjüngt ist, an seinem Unterteil mit einem Einlaß zur Einführung von Wasser und von Luft versehen ist und an seinem Oberteil mit einem Auslaß für das durch das Wasser und die Luft abgeführte Lignin versehen ist. Am Unterteil befindet sich noch ein Auslaß für nicht abgeschwemmtes Lignin.

Claims (1)

  1. PATEN TANSPRI,CHE: i. Verfahren zur Hydrolyse von zellulosehaltigem Material, z. B. Holz, mit konzentrierter Salzsäure, dadurch gekennzeichnet, daß durch die das zellulosehaltige ?Material im Ruhezustand enthaltende mehrteilige Aufschlußapparatur ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom geleitet wird, der aus praktisch gleichbleibenden Schichten, z. B. konzentrierter saurer Endzuckerlösung, einer Verzuckerungsschicht, einer Schicht frischer konzentrierter Salzsäure, einer Waschschicht und einer Wasserschicht besteht, und für praktisch gleichbleibendeKonzentration der einzelnen Schichten Sorge getragen wird, z. B. derart, daß Waschwasser und konzentrierte Salzsäure kontinuierlich an den Bedarfsstellen der Apparatur zugeführt wird und stark verdünnte Waschsäure kontinuierlich und saure Zuckerendlösung absatzweise aus der Apparatur abgeführt werden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in einzelne Zonen unterteilte Flüssigkeitssäule kontinuierlich durch das in hintereinandergeschalteten turmartigen Behältern ruhende Holz wandern gelassen wird mit der Maßgabe, daß der stationäre Zustand der wandernden Flüssigkeitssäule dadurch aufrechterhalten wird, daß durch an den einzelnen turmartigen Behältern; vorgesehene seitliche Stutzen einerseits bestimmte Flüssigkeiten in bestimmten Zonen der wandernden, Flüssigkeitssäuleeingeführt u@nd andererseits bestimmte Flüssigkeitsmengen aus bestimmten Zonen abgeführt werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die z. B. aus vier hintereinandergeschalteten turmartigen Behältern bestehende Aufschlußapparatur so betrieben wird, daß sich im vordersten Teil der Apparatur eine Zone von z. B. 1/2 bis i Turmlänge an konzentrierter Säure-Zuckerlösung, vor dieser eine Verzuckerungszone, vor dieser eine kurze Zone mit praktisch zuckerfreier, hochkonzentrierter Salzsäure, vor dieser eine Auswaschzone mit einem steilen Konzentrationsabfall und vor dieser eine intermittierende, z. B. auf eine Turmlänge wachsende Zone von praktisch säurefreiem Waschwasser befindet. d.. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ausbringung des ausgewaschenen Lignins das Ligninbett durch einen von unten nach oben gerichteten Wasserstrom aufgelockert, das Lignin durch einen am oberen Ende des turmartigen Behälters befindlichen Abfluß mit dem Wasser ausgetragen wird, dieser Vorgang durch Einführung von Luft in das unten einströmende Wasser unterstützt wird und der auf diese Weise nicht austragbare Rest an Lignin unter Weiterzuführung von Wasser und Luft durch eine an den Unterteil des turmartigen Behälters angeschlossene Ableitung entleert wird. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die hochkonzentrierte Salzsäure in der theoretisch erforderlichen Menge oder höchstens mit geringfügigem überschuß angewendet wird. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in dem vordersten turmartigen Behälter so zugeführt wird, daß sich immer eine Holzschicht über der Flüssigkeitsoberfläche befindet, deren Höhe so bemessen ist, daß kein Chlorwasserstoffgas in die Atmosphäre entweicht. 7. Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen i bis 6, bestehend aus drei bis sechs, vorzugsweise vier hintereinanderschältbaren turmartigen Behältern, die mit oberen, unteren und seitlichen Organen für die Einführung oder Ableitung von Flüssigkeiten versehen sind, wobei j eder Turm vorteilhaft mit zwei seitlichen Stutzen versehen ist, durch welche der Turm in drei Abschnitte von etwa gleicher Länge unterteilt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 716 288, 607 479, 391969, 382 463; französische Patentschriften Nr. 994834 9i6382.
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