NO168056B

NO168056B - PROCEDURE FOR PREPARING MICROCrystalline CELLULOSE WITH UNIFORM POLYMERIZATION DEGREE AND GLUCOSE FROM LIGNOCELLULOSE-CONTAINING MATERIAL.

Info

Publication number: NO168056B
Application number: NO855047A
Authority: NO
Inventors: Edward A Delong
Original assignee: Edward A Delong
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1991-09-30
Also published as: NO168056C; NO855047L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad og glukose fra lignocelluloseholdig material. The present invention relates to a method for producing microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization and glucose from lignocellulosic material.

Disse og ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av patentkravene. These and further features of the present invention appear from the patent claims.

Mikrokrystallinsk cellulose har en utstrakt anvendelse innen den farmasøytiske industri, næringsmiddelindustrien og innen industri vedrørende papir- og komposittmaterialer. Mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad utgjøres av en kjede med omtrent 250 glukosemolekyler i form av en mikrokrystall. I naturen er flere mikrokrystaller festet til hverandre og omgitt av amorf cellulose, idet de danner en cellulose-mikrofibrill. Dersom den amorfe cellulose fjernes, betegnes det resulterende produkt som mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad. Når lignocelluloseholdig material behandles som beskrevet i kanadiske patentskrifter nr. 1.096.374 og 1.141.376, oppdeles det dissosierte material ved at ligninet og xylanet fjernes, idet man oppnår en cellulosefraksjon med en lav polymerisasjonsgrad (320). Dette material kan omdannes til mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad og glukose, ved at cellulosen bløtes i en syreløsning, vannet fjernes, og den syre-impregnerte cellulosen tilbakeføres til reaktoren idet man tilfører høytrykksdamp (21,1-49,2 kg/cm<a>). Når i alt vesentlig alt materialet har nådd en temperatur på 215°C, slippes straks materialet ut til atmosfæretrykk. Man vil derved få dannet en blanding av mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad og glukose. Dersom den anvendte syreløsningen er svovelsyre og cellulose-temperaturen stiger til 234°C før den øyeblikkelige frigjø-ringen til atmosfæren, vil det i alt vesentlig dannes glukose. Microcrystalline cellulose is widely used in the pharmaceutical industry, the food industry and in the paper and composite materials industry. Microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization consists of a chain of approximately 250 glucose molecules in the form of a microcrystal. In nature, several microcrystals are attached to each other and surrounded by amorphous cellulose, forming a cellulose microfibril. If the amorphous cellulose is removed, the resulting product is referred to as microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization. When lignocellulosic material is treated as described in Canadian Patent Nos. 1,096,374 and 1,141,376, the dissociated material is broken down by removing the lignin and xylan, obtaining a cellulose fraction with a low degree of polymerization (320). This material can be converted into microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization and glucose by soaking the cellulose in an acid solution, removing the water, and returning the acid-impregnated cellulose to the reactor while adding high-pressure steam (21.1-49.2 kg/cm<a >). When substantially all of the material has reached a temperature of 215°C, the material is immediately discharged to atmospheric pressure. A mixture of microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization and glucose will thereby be formed. If the acid solution used is sulfuric acid and the cellulose temperature rises to 234°C before the immediate release to the atmosphere, glucose will essentially be formed.

I overensstemmelse med fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse anvendes det en reaktor som gir en eksplosiv senking av trykket ved fremstilling av mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad og glukose fra lignocelluloseholdig material. Inntil oppnåelse av de kanadiske patentskrifter nr. 1.096.374 og 1.141.376 som omfatter at lignin kan separeres fra cellulose og hemicellulose og det sådan fremstilte produkt, var det ingen kjent økonomisk gjennomførbar fremgangsmåte for helt å separere ikke nedbrutt og kjemisk reaktivt lignin og hemicellulose fra cellulose i lignocelluloseholdig material. Således har syrehydrolyse av lignocelluloseholdig biomasse inntil nå blitt utført ved at materialet behandles som et kompositt-material. In accordance with the method for the present invention, a reactor is used which provides an explosive lowering of the pressure in the production of microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization and glucose from lignocellulosic material. Until the issuance of Canadian Patent Nos. 1,096,374 and 1,141,376 which include the separation of lignin from cellulose and hemicellulose and the product thereof, there was no known economically feasible method for completely separating undegraded and chemically reactive lignin and hemicellulose from cellulose in lignocellulosic material. Thus, acid hydrolysis of lignocellulosic biomass has until now been carried out by treating the material as a composite material.

Ifølge fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse omfatter "lignocelluloseholdig material" slike plantevekst-materialer som havrekli, maisstengler, bagasse,•hvetehalm, havrehalm, bygghalm og trevirke fra forskjellige tresorter, i alt vesentlig løvtrær. Lignocelluloseholdig material består av de tre kjemiske hovedkomponentene lignin, hemicellulose og cellulose i følgende omtrentlige forhold, pluss aske og sporelementer: According to the method of the present invention, "lignocellulosic material" includes plant growth materials such as oat bran, corn stalks, bagasse, wheat straw, oat straw, barley straw and wood from various types of wood, mainly hardwoods. Lignocellulosic material consists of the three main chemical components lignin, hemicellulose and cellulose in the following approximate proportions, plus ash and trace elements:

Løvtrær: Deciduous trees:

Ettårig plantematerial (halm, bagasse, osv.): Annual plant material (straw, bagasse, etc.):

Cellulose og hemicellulose er begge karbohydrater. Cellulose er den kjemiske forbindelse som det finnes mest av i naturen, etterfulgt av hemicellulose og lignin på henholdsvis andre og tredje plass. Cellulose består av sukkermolekyler med seks Cellulose and hemicellulose are both carbohydrates. Cellulose is the most abundant chemical compound in nature, followed by hemicellulose and lignin in second and third place respectively. Cellulose consists of sugar molecules with six

karbonatomer (glukose). Xylan-bestanddelen av hemicellulosen (omtrent 70 %) i ettårige planter og løvtrær består hoved- carbon atoms (glucose). The xylan component of the hemicellulose (about 70%) in annual plants and deciduous trees consists mainly of

sakelig av sukkermolekyler med fem karbonatomer (xylose). Ligninet er et komplekst, amorft molekyl som består av mange av de kjemiske forbindelsene som finnes i olje og gass som fenol, benzen, propan osv. Den funksjon som disse tre materialer har i det lignocelluloseholdige kompleks er som følger: Kjernen i den lignocelluloseholdige fiber består i alt vesentlig av cellulose. Cellulose er skjelettet i fiber-strukturen. Den opptrer i form av krystallinske fibre som holder oppe strukturen av treet eller planten. made of sugar molecules with five carbon atoms (xylose). Lignin is a complex, amorphous molecule that consists of many of the chemical compounds found in oil and gas such as phenol, benzene, propane, etc. The function that these three materials have in the lignocellulosic complex is as follows: The core of the lignocellulosic fiber consists essentially of cellulose. Cellulose is the skeleton of the fiber structure. It appears in the form of crystalline fibers that hold up the structure of the tree or plant.

Hemicellulosen og ligninet er tverrbundne for å danne en matriks som omgir cellulose-skjelettet og holder strukturen sammen på samme måte som harpiks i et fiberglass-kompositt-material. The hemicellulose and lignin are cross-linked to form a matrix that surrounds the cellulose skeleton and holds the structure together in the same way as resin in a fiberglass composite material.

Det er denne lignin/hemicellulose-matriksen som beskytter naturen mot angrep fra mikroorganismer. Matriksen gjør også materialet motstandsdyktig overfor vann. It is this lignin/hemicellulose matrix that protects nature against attack by microorganisms. The matrix also makes the material resistant to water.

I og med de kanadiske patentskrifter nr. 1.096.374 og 1.141.376 er det problem løst, som har forvirret vitenskaps-menn og ingeniører i mer enn ett århundre, angående hvordan de intermolekylære tverrbindinger mellom ligninet og hemicellulosen brytes uten å gi vesentlig nedbrytning av begge disse kjemiske forbindelser. Når de intermolekylære tverrbindinger i det lignocelluloseholdige material er brutt, er det relativt enkelt å oppdele materialet i de tre kjemiske hovedbestanddelene (lignin, hemicellulose og cellulose), ved å anvende milde organiske løsningsmidler eller svakt NaOH. Canadian Patent Nos. 1,096,374 and 1,141,376 solve the problem that has puzzled scientists and engineers for more than a century, as to how the intermolecular cross-links between the lignin and the hemicellulose are broken without significant degradation of both of these chemical compounds. When the intermolecular cross-links in the lignocellulosic material have been broken, it is relatively easy to split the material into the three main chemical components (lignin, hemicellulose and cellulose), by using mild organic solvents or weak NaOH.

Ved hjelp av de påfølgende trinn gjennomføres det en viderebehandling som omfatter at: (a) lignocelluloseholdig material i oppdelt, ubehandlet og fuktig tilstand fylles i en trykktank med et utløp med en ventil, (b) trykktanken fylles hurtig med damp med et trykk på 28,1-49,2 kg/cm<2> idet utløpet med ventil er lukket, for ved hjelp av høytrykksdampen å bringe i alt vesentlig alt det lignocelluloseholdige material opp til en temperatur i området fra 185 til 240°C i løpet av en tid under 60 sek., for å mykne de lignocelluloseholdige material termisk til en plastisk tilstand, og (c) utløpet med ventil åpnes så snart ovennevnte plastiske tilstand er oppnådd, og det lignocelluloseholdige material i ovennevnte plastiske tilstand drives ut fra trykktanken gjennom utløpet på en eksplosiv måte til atmosfæretrykk, slik at ovennevnte material strømmer ut fra utløpet i form av partikler med lignin deri omdannet til partikler som kan separeres fra cellulosen og hemicellulosen og som i alt vesentlig er i størrelsesorden fra 1-10 um, idet lignin, hemicellulose og cellulose i form av partikler foreligger sammen i adskilt form og med utseende som jord, idet hoveddelen av ligninet er termoplastisk og løselig i metanol eller etanol, og cellulosen er i form av krystallinske alfa-cellulosemikrofibriller som passende kan nedbrytes eller omdannes av mikroorganismer og enzymer, (d) ligninet ekstraheres fra blandingen ved anvendelse av et mildt organisk løsningsmiddel som etanol, metanol eller en svak NaOH-løsning ved romtemperatur og (e) det gjenblivende material i cellulose- og hemicellulose-fraksjoner separeres etter filtrering ved at hemicellulosen løses i en svak (1 vekt%) løsning av NaOH ved 50°-100°C, idet den valgte temperatur er avhengig av den ønskede ekstraksj onstid. With the help of the following steps, a further treatment is carried out which includes that: (a) lignocellulosic material in a divided, untreated and moist state is filled in a pressure tank with an outlet with a valve, (b) the pressure tank is quickly filled with steam at a pressure of 28 ,1-49.2 kg/cm<2> as the outlet with valve is closed, in order to bring substantially all of the lignocellulosic material up to a temperature in the range from 185 to 240°C over a period of time with the help of the high-pressure steam for less than 60 sec., to thermally soften the lignocellulosic material to a plastic state, and (c) the valved outlet is opened as soon as the above-mentioned plastic state is achieved, and the lignocellulosic material in the above-mentioned plastic state is expelled from the pressure tank through the outlet of an explosive way to atmospheric pressure, so that the above-mentioned material flows out from the outlet in the form of particles with lignin therein converted into particles that can be separated from the cellulose and hemicellulose and which essentially g is in the order of magnitude from 1-10 µm, since lignin, hemicellulose and cellulose in the form of particles exist together in separate form and with an appearance like soil, since the main part of the lignin is thermoplastic and soluble in methanol or ethanol, and the cellulose is in the form of crystalline alpha-cellulose microfibrils which can be suitably degraded or converted by microorganisms and enzymes, (d) the lignin is extracted from the mixture using a mild organic solvent such as ethanol, methanol or a weak NaOH solution at room temperature and (e) the remaining material in cellulose - and hemicellulose fractions are separated after filtration by dissolving the hemicellulose in a weak (1% by weight) solution of NaOH at 50°-100°C, the chosen temperature being dependent on the desired extraction time.

Alternativt kan trinnene (d) og (e) gjennomføres ved at: Alternatively, steps (d) and (e) can be carried out by:

(f) hemicellulosen ekstraheres fra hele det behandlede material med varmt (50°C) vann i to timer (g) ekstraheres ligninet ved anvendelse av et mildt, organisk løsningsmiddel som etanol, metanol eller en mild (0,1N) løsning av NaOH ved romtemperatur, som, etter filtrering, gir en fraksjon av meget ren cellulose. (f) the hemicellulose is extracted from the whole treated material with hot (50°C) water for two hours (g) the lignin is extracted using a mild organic solvent such as ethanol, methanol or a mild (0.1N) solution of NaOH by room temperature, which, after filtration, gives a fraction of very pure cellulose.

De oppnådde fraksjoner (kjemiske forbindelser) er svært rene og hovedsakelig i en såkalt naturlig eller ikke-nedbrutt form. Ligninet er amorft og vil lett nedbrytes kjemisk når det isoleres fra hemicellulose-matriksen. Det vil lett hydrolysere i en svak syreløsning ved eller under sin glasstemperatur på omtrent 125°C, idet den påkrevde temperatur er avhengig av fuktighetsinnholdet. Likeledes er også xylan-bestanddelen i hemicellulosen amorf og noe mer kjemisk robust enn ligninet. Xylanet vil ganske lett hydrolysere i en svak syreløsning ved en glasstemperatur på omtrent 165°C som også er avhengig av fuktighetsinnholdet. Den krystallinske bestanddel i cellulosen er på den annen side mer kjemisk robust og betydelig vanskeligere å hydrolysere enn de andre to, men den vil hydrolysere ganske raskt i en svak syreløsning ved eller like over sin glasstemperatur på 234°C. The obtained fractions (chemical compounds) are very pure and mainly in a so-called natural or non-degraded form. The lignin is amorphous and will easily break down chemically when isolated from the hemicellulose matrix. It will readily hydrolyze in a weak acid solution at or below its glass transition temperature of about 125°C, the required temperature being dependent on the moisture content. Likewise, the xylan component in the hemicellulose is amorphous and somewhat more chemically robust than the lignin. The xylan will hydrolyse quite easily in a weak acid solution at a glass transition temperature of approximately 165°C, which is also dependent on the moisture content. The crystalline component of the cellulose, on the other hand, is more chemically robust and considerably more difficult to hydrolyze than the other two, but it will hydrolyze quite rapidly in a weak acid solution at or just above its glass transition temperature of 234°C.

Når lignocelluloseholdig material som ikke er underkastet den eksplosive behandling hydrolyseres ved hjelp av syre som et kompositt-material, omsettes syren først med de mer følsomme amorfe (lignin og xylan) bestanddeler. Før den krystallinske cellulose hydrolyseres, nedbrytes bestanddelene som et kjemisk råstoff til noe som vanligvis kalles svartlut, og blandes inngående med glukosen og det oppstår toksisitet og et vanskelig separasjonsproblem. På grunn av at mikrostruk-turen av kompositt-materialet er resistent overfor vann og andre væsker, vil dessuten flis og annet ubehandlet råstoff motstå gjennomtrenging av syren og vil derfor være tilbøyelig til å hydrolysere fra utsiden av flisen mot sentrum. Derfor nedbrytes den glukose som først dannes fra utsiden av flisen før glukosen fra innsiden frigjøres. Dette er den egentlige årsak til at glukoseutbyttet ved syrehydrolyse av lignocelluloseholdige materialer inntil nå har vært begrenset til under 50 % av det teoretiske utbyttet. When lignocellulosic material that has not been subjected to the explosive treatment is hydrolysed using acid as a composite material, the acid is first reacted with the more sensitive amorphous (lignin and xylan) components. Before the crystalline cellulose is hydrolysed, the constituents are broken down as a chemical raw material into what is usually called black liquor, and mixed thoroughly with the glucose, resulting in toxicity and a difficult separation problem. Due to the fact that the microstructure of the composite material is resistant to water and other liquids, wood chips and other untreated raw materials will also resist penetration by the acid and will therefore be inclined to hydrolyze from the outside of the wood towards the centre. Therefore, the glucose that is first formed from the outside of the chip is broken down before the glucose from the inside is released. This is the real reason why the glucose yield by acid hydrolysis of lignocellulosic materials has until now been limited to less than 50% of the theoretical yield.

En cellulose-mikrofibrill utgjøres av en cellulose-mikrokrystall som er omgitt av og festet til den neste mikrokrystall ved et amorft område i cellulosen. Man har nå funnet at denne amorfe cellulose vil hydrolysere til glukose under mindre strenge hydrolysebetingelser med hensyn til tid, temperatur og syrekonsentrasjon enn det som kreves for å hydrolysere mikrokrystallen til glukose. Ved passende hydrolyseforhold har man derfor nå funnet at det er mulig å fremstille mikrokrystallinsk cellulose i en glukoseløsning. A cellulose microfibril consists of a cellulose microcrystal that is surrounded by and attached to the next microcrystal at an amorphous region in the cellulose. It has now been found that this amorphous cellulose will hydrolyze to glucose under less stringent hydrolysis conditions with regard to time, temperature and acid concentration than is required to hydrolyze the microcrystal to glucose. With suitable hydrolysis conditions, it has now been found that it is possible to produce microcrystalline cellulose in a glucose solution.

I overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for fremstilling av mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad og glukose fra lignocelluloseholdig material, ifølge hvilken: (i) lignocelluloseholdig material i oppdelt, ubehandlet og fuktig tilstand fylles i en trykktank med et utløp utstyrt med en ventil, (ii) trykktanken fylles raskt med damp med et trykk på 28,1-49,2 kg/cm<a>, for ved hjelp av høytrykksdampen å bringe i alt vesentlig alt det lignocelluloseholdige material opp til en temperatur i området fra 185°-240°C i løpet av en tid under 60 sek., for å mykne det lignocelluloseholdige material termisk til en plastisk tilstand, og (iii) så snart den ovennevnte plastiske tilstand er oppnådd, åpnes utløpet utstyrt med ventil og det lignocelluloseholdige material i ovennevnte plastiske tilstand drives ut fra trykktanken gjennom åpningen på en eksplosiv måte til atmosfæretrykk, slik at ovennevnte material strømmer ut av utløpet i form av partikler med lignin deri omdannet til partikler som kan separeres fra cellulosen og hemicellulosen og som i alt vesentlig i størrelsesorden fra 1-10 pi, idet lignin, hemicellulose og cellulose i form av partikler foreligger sammen i adskilt form og med utseende som jord, idet hoveddelen av ligninet er termoplastisk og løselig i metanol eller etanol, og cellulosen er i form av krystallinske alfa-cellulosemikrofibriller som passende kan nedbrytes eller omdannes av mikroorganismer og enzymer, idet fremgangsmåten er særegen ved at: (a) cellulosen i det partikkelformede material separeres fra ligninet og hemicellulosen, (b) den separate cellulose blotes i en syreløsning av minst en syre valgt fra gruppen bestående av svovelsyre, saltsyre og svovelsyrling inntil syreløsningen er helt fordelt i cellulosen, hvorpå fuktighetsinnholdet i cellulosen reduseres og det oppnås syreimpregnert cellulose med syrekonsentrasjon i området 0,05-2,0 vekt% med hensyn på cellulose, (c) den syreimpregnerte cellulose tilsettes til en trykktank med ventilåpning, (d) trykktanken fylles raskt med damp inntil det er oppnådd et trykk på 21,2-49,2 kg/cm<2> for ved hjelp av høytrykksdampen å bringe i alt vesentlig all den syreimpregnerte cellulose til en temperatur i området 185°-240°C i løpet av en tid under 60 sek., for derved å svekke de intramolekylære bindingene som binder glukoseenhetene sammen, for å danne cellulose, ved hydrolyse og termisk mykning, (e) utløpet utstyrt med ventil åpnes og den syreimpregnerte cellulose drives ut gjennom åpningen fra trykktanken til atmosfæretrykk, slik at de intramolekylære tverrbindinger i cellulosen brytes idet den hydrolyserte, syreimpregnerte cellulose depolymeriseres og det oppnås en blanding av cellulose og glukoseløsning derfra, hvorpå temperaturen i det ekstruderte material raskt reduseres til en temperaturunder 100°C for å forhindre videre depolymerisasjon av cellulosen og nedbrytning av glukosen og (f) den sure glukoseløsningen og celluloseresten nøytrali-seres. In accordance with the present invention, a method is provided for the production of microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization and glucose from lignocellulosic material, according to which: (i) lignocellulosic material in a divided, untreated and moist state is filled into a pressure tank with an outlet equipped with a valve, (ii) the pressure tank is quickly filled with steam at a pressure of 28.1-49.2 kg/cm<a>, in order to bring substantially all of the lignocellulosic material up to a temperature in the range of 185 °-240°C during a time of less than 60 sec., to thermally soften the lignocellulosic material to a plastic state, and (iii) as soon as the above-mentioned plastic state is achieved, the outlet equipped with a valve is opened and the lignocellulosic material in the above-mentioned plastic state is driven out of the pressure tank through the opening in an explosive manner to atmospheric pressure, so that the above-mentioned material flows out of the outlet in the form of particles with lignin therein converted into particles that can be separated from the cellulose and hemicellulose and which are essentially in the order of magnitude from 1-10 pi, as lignin, hemicellulose and cellulose in the form of particles exist together in a separate form and with an appearance like soil , the main part of the lignin being thermoplastic and soluble in methanol or ethanol, and the cellulose being in the form of crystalline alpha-cellulose microfibrils which can suitably be broken down or converted by microorganisms and enzymes, the method being distinctive in that: (a) the cellulose in the particulate material is separated from the lignin and hemicellulose, (b) the separated cellulose is soaked in an acid solution of at least one acid selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid until the acid solution is completely distributed in the cellulose, whereupon the moisture content of the cellulose is reduced and acid-impregnated cellulose with acid concentration is obtained in the range 0.05-2.0% by weight with respect to cellulose, (c) the acid impregnation treated cellulose is added to a pressure tank with a valve opening, (d) the pressure tank is rapidly filled with steam until a pressure of 21.2-49.2 kg/cm<2> is achieved in order to bring substantially all of the acid-impregnated cellulose to a temperature in the range of 185°-240°C for a time of less than 60 sec., thereby weakening the intramolecular bonds that bind the glucose units together, to form cellulose, by hydrolysis and thermal softening, (e) the outlet equipped with a valve is opened and the acid-impregnated cellulose is driven out through the opening from the pressure tank to atmospheric pressure, so that the intramolecular cross-links in the cellulose are broken as the hydrolyzed, acid-impregnated cellulose depolymerizes and a mixture of cellulose and glucose solution is obtained from there, after which the temperature in the extruded material is rapidly reduced to a temperature below 100°C to prevent further depolymerisation of the cellulose and breakdown of the glucose and (f) the acidic glucose solution and cellulo seresten is neutralized.

I overensstemmelse med fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse er det nå funnet at når metodene som er beskrevet i de kanadiske patentskrifter nr. 1.096.374 og 1.141.376 anvendes for lignocelluloseholdige materialer og cellulosen separeres fra sluttproduktet, er cellulosen i form av cellulose-fibriller med liten størrelse (20-50 um i diameter, og med en lengde på 1 eller 2 mm). Disse fibriller er ekspandert ved den eksplosive dekompresjon idet tomrom er tilbake der ligninet og hemicellulosen engang var og hvor syre valgt fra gruppen omfattende svovelsyre, saltsyre og svovelsyrling lett kan trenge inn. Det er videre funnet, at når cellulosen er fuktig vil en forbløting med syre trekke inn og dermed fordeles syren jevnt på hvert cellulosemolekyl i hele materialet. Problemet med cellulosens syretilgjen-gelighet og med oppnåelse av en jevn fordeling av syren gjennom hele cellulosen er derved løst. In accordance with the method of the present invention, it has now been found that when the methods described in Canadian Patent Nos. 1,096,374 and 1,141,376 are used for lignocellulosic materials and the cellulose is separated from the final product, the cellulose is in the form of cellulose fibrils with small size (20-50 µm in diameter, and with a length of 1 or 2 mm). These fibrils are expanded by the explosive decompression as voids are left where the lignin and hemicellulose once were and where acid selected from the group comprising sulfuric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid can easily penetrate. It has also been found that when the cellulose is moist, a pre-soaking with acid will draw in and thus the acid is distributed evenly on each cellulose molecule throughout the material. The problem with the cellulose's acid availability and with achieving an even distribution of the acid throughout the cellulose is thereby solved.

I noen utførelsesformer av frengangsmåten for den foreliggende oppfinnelse kan fuktighetsinnholdet i den syre-impregnerte cellulose reduseres til et nivå i området fra 20 til 80 vekt% av cellulosen. Dette kan oppnås ved hjelp av mekanisk av-vanning. Awanning forenkler oppvarming av cellulosen ved hjelp av damp og forhindrer tilstedeværelse av overskuddsmengde av vann i trykktanken. Foretrukket reduseres fuktighetsinnholdet så mye som mulig. Den av-vannede, syre-impregnerte cellulosen kan deretter fylles i er trykktank som er fylt med høytrykksdamp med et trykk mellom 21,1-49,2 kg/cm<2>, avhengig av fuktighetsinnholdet, for å bringe materialet til en temperatur fra 185° til 240°C i løpet av en tid under 60 sek., foretrukket under 45 sek. avhengig av temperatur og syrekonsentrasjon. Når den ønskede temperaturen er oppnådd, drives den syreimpregnerte cellulose ut i atmosfæren på en eksplosiv måte. Foretrukket filtreres enhver celluloserest fra glukoseløsningen. In some embodiments of the method of the present invention, the moisture content in the acid-impregnated cellulose can be reduced to a level in the range from 20 to 80% by weight of the cellulose. This can be achieved by means of mechanical dewatering. Awanning facilitates the heating of the cellulose by means of steam and prevents the presence of an excess amount of water in the pressure tank. Preferably, the moisture content is reduced as much as possible. The dewatered, acid-impregnated cellulose can then be filled into a pressure tank which is filled with high-pressure steam at a pressure between 21.1-49.2 kg/cm<2>, depending on the moisture content, to bring the material to a temperature from 185° to 240°C during a time of less than 60 sec., preferably less than 45 sec. depending on temperature and acid concentration. When the desired temperature is reached, the acid-impregnated cellulose is expelled into the atmosphere in an explosive manner. Preferably, any cellulose residue is filtered from the glucose solution.

I noen utførelsesformer av fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse der det nøytraliserte sluttprodukt er en blanding av glukose fra den amorfe bestanddel av cellulosen og mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad fra den krystallinske alfa-cellulosedel av cellulosen, impregneres cellulosen med syre ved en konsentrasjon på 0,05 til 1,0 vekt% (med hensyn på cellulose) og trykktanken fylles raskt med damp til et trykk fra 24,6 til 38,2 kg/cm<3> for å bringe den syre-impregnerte cellulose til en temperatur i området fra 200°-225°C i løpet av en tid under 60 sek., for deretter å bli drevet ut i atmosfæren på en eksplosiv måte. In some embodiments of the method of the present invention where the neutralized end product is a mixture of glucose from the amorphous component of the cellulose and microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization from the crystalline alpha-cellulose part of the cellulose, the cellulose is impregnated with acid at a concentration of 0.05 to 1.0% by weight (with respect to cellulose) and the pressure tank is rapidly filled with steam to a pressure of 24.6 to 38.2 kg/cm<3> to bring the acid-impregnated cellulose to a temperature in the range of 200 °-225°C during a time of less than 60 sec., to then be driven out into the atmosphere in an explosive manner.

Dersom oppnåelse av en blanding av glukose og mikrokrystallinsk cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad er ønskelig anvendes foretrukket saltsyre for å impregnere cellulosen og cellulosen behandles med damp ved et trykk i området fra 21,1 til 31,6 kg/cm<2>. Dersom det på den annen side ønskes oppnåelse av i alt vesentlig ren glukose, anvendes foretrukket svovelsyre for å impregnere cellulosen og cellulosen behandles med damp ved et trykk fra 28,1 til 49,2 kg/cm<2>. If obtaining a mixture of glucose and microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization is desired, preferably hydrochloric acid is used to impregnate the cellulose and the cellulose is treated with steam at a pressure in the range from 21.1 to 31.6 kg/cm<2>. If, on the other hand, it is desired to obtain essentially pure glucose, sulfuric acid is preferably used to impregnate the cellulose and the cellulose is treated with steam at a pressure of 28.1 to 49.2 kg/cm<2>.

I noen utførelsesformer av fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse der det nøytraliserte sluttprodukt er en blanding av glukose fra den amorfe cellulosebestanddel og mikrokrystallinsk alfa-cellulose med ensartet polymerisasjonsgrad fra den krystallinske alfa-cellulosedel av cellulosen, impregneres cellulosen med saltsyre til en syrekonsentrasjon på omkring 0,2 vekt% med hensyn på cellulose og trykktanken fylles hurtig med damp til et trykk på omkring 31,6 kg/cm<2> for å bringe den syreimpregnerte cellulose til en temperatur på omkring 215°C i løpet av en tid under 45 sek., for deretter å drive den ut i atmosfæren på en eksplosiv måte. In some embodiments of the method of the present invention where the neutralized end product is a mixture of glucose from the amorphous cellulose component and microcrystalline alpha cellulose with a uniform degree of polymerization from the crystalline alpha cellulose portion of the cellulose, the cellulose is impregnated with hydrochloric acid to an acid concentration of about 0, 2% by weight with respect to cellulose and the pressure tank is quickly filled with steam to a pressure of about 31.6 kg/cm<2> to bring the acid-impregnated cellulose to a temperature of about 215°C in a time of less than 45 sec. , then expelling it into the atmosphere in an explosive manner.

I enda en utførelsesform av fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse der det i alt vesentlig oppnås glukose, fylles trykktanken hurtig med damp til et trykk på 28,2-49,2 kg/cm<2>, for å bringe cellulosen, som er blitt impregnert med svovelsyre til en syrekonsentrasjon fra 0,5 til 1,5 vekt% med hensyn på cellulose til en temperatur i området fra 215° til 240°C i løpet av en tid under 60 sek., og deretter drive den ut i atmosfæren på en eksplosiv måte. In yet another embodiment of the method of the present invention where glucose is essentially obtained, the pressure tank is rapidly filled with steam to a pressure of 28.2-49.2 kg/cm<2>, to bring the cellulose, which has been impregnated with sulfuric acid to an acid concentration of from 0.5 to 1.5% by weight with respect to cellulose to a temperature in the range of from 215° to 240°C for a time of less than 60 sec., and then venting it to the atmosphere on a explosive way.

I andre utførelsesformer av fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse der det i alt vesentlig oppnås glukose, fylles trykktanken hurtig med damp til et trykk på omkring 45,7 kg/cm<2> for å bringe cellulosen, som er impregnert med svovelsyre til en syrekonsentrasjon på omkring 1,0 vekt% med hensyn på cellulose til en temperatur på omkring 234°C i løpet av en tid under 45 sek. Innholdet i trykktanken drives deretter ut i atmosfæren på en eksplosiv måte. In other embodiments of the method of the present invention where glucose is essentially obtained, the pressure tank is rapidly filled with steam to a pressure of about 45.7 kg/cm<2> to bring the cellulose, which is impregnated with sulfuric acid, to an acid concentration of about 1.0% by weight with respect to cellulose to a temperature of about 234°C during a time of less than 45 sec. The contents of the pressure tank are then expelled into the atmosphere in an explosive manner.

Kondensatet som er dannet når høytrykksdampen kommer i kontakt med relativt avkjølt celluloseholdig material fjernes foretrukket fra bunnen av trykktanken etter hvert som det dannes. The condensate formed when the high-pressure steam comes into contact with relatively cooled cellulosic material is preferably removed from the bottom of the pressure tank as it forms.

Enhver celluloserest kan behandles med enzymer for å omdanne den til glukose eller behandle den på nytt i trykktanken. Any cellulose residue can be treated with enzymes to convert it to glucose or reprocessed in the pressure tank.

Den vedlagte tegning illustrerer en utførelsesform av fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse. The attached drawing illustrates an embodiment of the method for the present invention.

Fig. 1 er et side-snitt av en trykktank med et utløp utstyrt med en ventil. Fig. 1 is a side section of a pressure tank with an outlet equipped with a valve.

I fig. 1 er det vist en trykktank 2 med et utløp utstyrt med en ventil som i den viste utførelsesform, er i form av en ekstruderingsdyse 6, et lukkeelement for dysen 30, en lukkeklaff for innløpsenden 8 og dampinnløpsåpninger 10-12. Trykktanken 2 har et innsnevringsparti 14 som står i forbindelse med en dyse 4 og innføringsåpninger 16 og 18 som anvendes for temperaturmålinger (ikke vist). In fig. 1 shows a pressure tank 2 with an outlet equipped with a valve which, in the embodiment shown, is in the form of an extrusion nozzle 6, a closing element for the nozzle 30, a closing flap for the inlet end 8 and steam inlet openings 10-12. The pressure tank 2 has a narrowing part 14 which is in connection with a nozzle 4 and introduction openings 16 and 18 which are used for temperature measurements (not shown).

Den fremre del av trykktanken 2 som inneholder utløpsdysen The front part of the pressure tank 2 which contains the outlet nozzle

4, er utstyrt med en flens 20 som er festet til et bøyd samlerør 22 som gradvis avtar i tverrsnitt i strømningsret-ningen. Det bøyde samlerør 22 har en hylse 24 for innføring 4, is equipped with a flange 20 which is attached to a bent collecting pipe 22 which gradually decreases in cross-section in the direction of flow. The bent collector pipe 22 has a sleeve 24 for insertion

av en spindel utstyrt med en flens 26. En pneumatisk drivsylinder 28 er festet til flensen 26 og har et lukkeelement 30 for dysen som er montert på en spindel 32 av en sylinder 28. En dreneringstank 31 for kondensatet har en ventilåpning 33 som tillater at kondensatet fjernes etter hvert som det dannes. of a spindle equipped with a flange 26. A pneumatic drive cylinder 28 is attached to the flange 26 and has a closing member 30 for the nozzle which is mounted on a spindle 32 of a cylinder 28. A drainage tank 31 for the condensate has a valve opening 33 which allows the condensate removed as it forms.

Den bakre ende 34 av trykktanken 2 er festet tettende til den sistnevnte ved hjelp av flenser 36 og 38 og har en lukkeklaff 8 for innløpsenden hengslet dertil ved hjelp av en hengsel 40, og tetning oppnås ved hjelp av en klemforbin-delse 42. Den bakre ende 34 har en sikkerhetsventil 44. The rear end 34 of the pressure tank 2 is attached sealingly to the latter by means of flanges 36 and 38 and has a closing flap 8 for the inlet end hinged thereto by means of a hinge 40, and sealing is achieved by means of a clamp connection 42. The rear end 34 end 34 has a safety valve 44.

Trykktanken som er vist i fig. 1 kan anvendes i forbindelse med fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse både i det innledende trinn hvor det oppdelte lignocelluloseholdige material behandles under trykk og drives ut fra trykktanken på en eksplosiv måte, og i det påfølgende trinn hvor de syreimpregnerte cellulosefibriller behandles under trykk og drives ut fra trykktanken på en eksplosiv måte. The pressure tank shown in fig. 1 can be used in connection with the method for the present invention both in the initial step where the divided lignocellulosic material is treated under pressure and driven out from the pressure tank in an explosive manner, and in the subsequent stage where the acid-impregnated cellulose fibrils are treated under pressure and driven out from the pressure tank in an explosive manner.

Ved bruk er lukkeklaffen 8 for innløpsenden åpen og trykktanken 2 fylles med lignocelluloseholdig material i oppdelt tilstand, idet lukkeelementet 30 stenger utløpsdysen 4. En stang (ikke vist) anvendes for å fylle det lignocelluloseholdige material i trykktanken 2. In use, the closing flap 8 for the inlet end is open and the pressure tank 2 is filled with lignocellulose-containing material in a divided state, with the closing element 30 closing the outlet nozzle 4. A rod (not shown) is used to fill the lignocellulose-containing material in the pressure tank 2.

Når trykktanken 2 er fullstendig fylt med lignocelluloseholdig material stenges lukkeelementet 30 ved hjelp av den pneumatiske drivsylinder 28, og lukkeklaffen 8 festes til den bakre enden 34 ved hjelp av klemforbindelsen 42, og deretter fylles trykktanken med damp med et trykk i området fra 28,1 til 49,2 kg/cm<2> og ved en temperatur som er tilstrekkelig til å øke temperaturen i det lignocelluloseholdige material til en temperatur i området fra 185° til 240°C, i løpet av en tid under 60 sek., for å mykne det lignocelluloseholdige material termisk til en plastisk tilstand ved tilførsel.av damp gjennom dampinnløpsåpningene 10-12 fra en dampkilde (ikke vist).. I innføringsåpningene 16 og 18 gjennomføres temperaturmålinger (ikke vist) som anvendes for å måle temperaturen av det lignocelluloseholdige material i trykktanken 2 for å bestemme når det lignocelluloseholdige material har oppnådd den valgte temperatur. When the pressure tank 2 is completely filled with lignocellulosic material, the closing element 30 is closed by means of the pneumatic drive cylinder 28, and the closing flap 8 is attached to the rear end 34 by means of the clamp connection 42, and then the pressure tank is filled with steam at a pressure in the range of 28.1 to 49.2 kg/cm<2> and at a temperature sufficient to raise the temperature of the lignocellulosic material to a temperature in the range of 185° to 240°C, during a time of less than 60 sec., to soften the lignocellulosic material thermally to a plastic state by supplying steam through the steam inlet openings 10-12 from a steam source (not shown). the pressure tank 2 to determine when the lignocellulosic material has reached the selected temperature.

Så snart det lignocelluloseholdige material i trykktanken 2 har oppnådd den ønskede temperatur, settes den pneumatiske drivsylinder 28 i gang for å trekke tilbake lukkeelementet 30 og mere eller mindre øyeblikkelig åpne utløpsdysen 4 til atmosfæren slik at det lignocelluloseholdige material drives ut gjennom utløpsdysen 4 i plastisk tilstand og ved utdriv-ningstrykket. Det føres raskt ut i atmosfæren i løpet av millisekunder langs det bøyde samlerør 22. Denne plutselige frigivelse til atmosfæretrykk fører til at det lignocelluloseholdige material i plastisk tilstand drives ut på en eksplosiv måte idet det dannes et partikkelformet material med utseende som jord som farger fingrene brune og har en tilstrekkelig høy spesifikk vekt slik at det synker som sten i vann. As soon as the lignocellulosic material in the pressure tank 2 has reached the desired temperature, the pneumatic drive cylinder 28 is started to retract the closing element 30 and more or less instantly open the outlet nozzle 4 to the atmosphere so that the lignocellulosic material is driven out through the outlet nozzle 4 in a plastic state and by the expulsion pressure. It is rapidly discharged into the atmosphere within milliseconds along the bent header pipe 22. This sudden release to atmospheric pressure causes the lignocellulosic material in a plastic state to be expelled in an explosive manner, forming a particulate material with a soil-like appearance that turns the fingers brown and has a sufficiently high specific gravity so that it sinks like a stone in water.

Mens det bøyde samlerøret 22 ikke er absolutt nødvendig, har det den fordel at det utnytter noe av utdrivningskraften for å finfordele det lignocelluloseholdige material i tillegg til den finfordelingen som oppnås ved utdrivning. While the bent header 22 is not absolutely necessary, it has the advantage that it utilizes some of the expulsion force to finely distribute the lignocellulosic material in addition to the fine distribution achieved by expulsion.

Cellulosen separeres deretter fra det partikkelformede produkt ved hjelp av de metoder som er beskrevet over. Den bløtes deretter i en løsning av svovelsyre, saltsyre eller svovelsyrling og fuktighetsinnholdet reduseres. The cellulose is then separated from the particulate product using the methods described above. It is then soaked in a solution of sulfuric acid, hydrochloric acid or sulfuric acid and the moisture content is reduced.

Lukkeklaffen 8 for innløpsenden i trykktanken 2 åpnes deretter og trykktanken fylles med syreimpregnert cellulose idet lukkeelementet 30 og ventilen 33 er lukket. The closing valve 8 for the inlet end in the pressure tank 2 is then opened and the pressure tank is filled with acid-impregnated cellulose, while the closing element 30 and the valve 33 are closed.

Når trykktanken 2 er fullstendig fylt med syreimpregnert cellulose, lukkes lukkeelementet 30 ved hjelp av den pneumatiske drivsylinder 28 og lukkeklaffen 8 festes til den bakre ende 34 ved hjelp av klemforbindelsen 42. Deretter fylles trykktanken med damp med et trykk fra 21,2 til 49,2 kg/cm<2 >for å bringe cellulosen til en temperatur mellom 185° og 240°C i løpet av en tid under 60 sek., foretrukket under 45 sek., avhengig av fuktighetsinnholdet av materialet og pH i den syreløsning som er impregnert inn i cellulosen. Temperaturmålingene (ikke vist) i innføringsåpningene 16 og 18 anvendes for å måle temperaturen av den syreimpregnerte cellulose for å bestemme når cellulosen har nådd den valgte temperatur. When the pressure tank 2 is completely filled with acid-impregnated cellulose, the closing element 30 is closed by means of the pneumatic drive cylinder 28 and the closing flap 8 is attached to the rear end 34 by means of the clamp connection 42. Then the pressure tank is filled with steam at a pressure from 21.2 to 49, 2 kg/cm<2 >to bring the cellulose to a temperature between 185° and 240°C in a time of less than 60 sec., preferably less than 45 sec., depending on the moisture content of the material and the pH of the acid solution that is impregnated into the cellulose. The temperature measurements (not shown) in the inlet openings 16 and 18 are used to measure the temperature of the acid-impregnated cellulose to determine when the cellulose has reached the selected temperature.

Så snart cellulosen i trykktanken har nådd den ønskede temperatur åpnes utløpet som er utstyrt med en ventil og materialet drives ut fra trykktanken gjennom utløpet på en eksplosiv måte til atmosfæretrykk. As soon as the cellulose in the pressure tank has reached the desired temperature, the outlet, which is equipped with a valve, is opened and the material is driven out of the pressure tank through the outlet in an explosive manner to atmospheric pressure.

Den prosentandel syre som anvendes for impregnering vil avhenge av den anvendte temperatur, den tid som er nødvendig for å oppnå den valgte temperatur og fuktighetsinnholdet i den impregnerte cellulose. Uansett vil syrekonsentrasjonen ikke være større enn 2 % av den tørre vekt av materialet, og vanligvis mye mindre. Formålet er, ved hjelp av syrehydrolyse og varme å svekke de intramolekylære bindinger som binder glukoseenhetene sammen og gir cellulose. Kombina-sjonen av syrehydrolys_e og det mekaniske sjokk som oppstår ved den plutselige dekompresjon og utdrivning gjennom utløpet vil bryte disse bindinger, og det dannes en høy konsentrasjon av glukose samtidig som trykket reduseres til atmosfæretrykk, idet temperaturen i det ekstruderte material reduseres til under 100°C for å forhindre videre kjemisk hydrolyse. The percentage of acid used for impregnation will depend on the temperature used, the time required to achieve the selected temperature and the moisture content of the impregnated cellulose. In any case, the acid concentration will not be greater than 2% of the dry weight of the material, and usually much less. The purpose is, by means of acid hydrolysis and heat, to weaken the intramolecular bonds that bind the glucose units together and give cellulose. The combination of acid hydrolysis and the mechanical shock that occurs during the sudden decompression and expulsion through the outlet will break these bonds, and a high concentration of glucose is formed at the same time as the pressure is reduced to atmospheric pressure, as the temperature in the extruded material is reduced to below 100° C to prevent further chemical hydrolysis.

Det oppnådde produkt nøytraliseres deretter ved hjelp av en passende base og filtreres for å fjerne celluloseresten som kan anvendes som beskrevet over, eller føres tilbake til trykktanken for ytterligere behandling, eller behandles ved enzymatisk hydrolyse for å fullføre omdannelsen til. glukose. The product obtained is then neutralized with a suitable base and filtered to remove the cellulose residue which can be used as described above, or returned to the pressure tank for further treatment, or treated by enzymatic hydrolysis to complete the conversion to. glucose.

I løpet av de første sek. etter at dampen er innført i reak- During the first sec. after the steam has been introduced into the reac-

toren, vil kontakten med det relativt kjølige cellulosemate- tor, the contact with the relatively cool cellulose feed

rial gi et flytende kondensat. Dette kondensat dekker mellom 10 og 30 % av det celluloseholdige material, avhengig av fuktighetsinnholdet og utgangstemperaturen for cellulose- rial give a liquid condensate. This condensate covers between 10 and 30% of the cellulosic material, depending on the moisture content and the exit temperature of the cellulosic

råstoffet, idet det på denne måte hindrer ordentlig behand- the raw material, since in this way it prevents proper treatment

ling av det nedsenkede cellulosematerial. Tanken 31 for fjerning av kondensatet, etter hvert som det dannes, ling of the immersed cellulosic material. The tank 31 for removing the condensate, as it forms,

forbedrer utførelsen av fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse. improves the performance of the method of the present invention.

Claims

1. Process for the production of microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization and glucose from lignocellulosic material according to which: (i) lignocellulosic material in a divided, untreated and moist state is filled into a pressure tank with an outlet equipped with a valve, (ii) the pressure tank is quickly filled with steam with a tap

28.1-49.2 kg/cm<2>, the outlet with valve being closed, in order to bring substantially all of the lignocellulosic material up to a temperature of the range from 185° to 240°C during a time of less than 60 seconds, to thermally soften the lignocellulosic material to a plastic state, and (iii) the outlet equipped with a valve is opened as soon as the above-mentioned plastic state is achieved, and the lignocellulosic material in the above-mentioned plastic state is expelled from the pressure tank through the outlet in an explosive manner to atmospheric pressure, so that the above-mentioned material flows out from the outlet in the form of particles with lignin therein converted into particles that can be separated from the cellulose and hemicellulose and which are essentially in the order of 1-10 µm, since lignin, hemicellulose and cellulose in the form of particles exist together in a separate form and with an appearance like soil, ie the main part of the lignin is thermoplastic and soluble in methanol or ethanol, and the cellulose is in the form of crystalline alpha-cellulose microfibrils which can suitably be broken down or converted by microorganisms and enzymes, characterized in that (a) the cellulose in the particulate material is separated from the lignin and hemicellulose, (b) the separated cellulose is soaked in an acid solution of at least one acid selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid until the acid solution is completely distributed in the cellulose, whereupon the moisture content of the cellulose is reduced and acid-impregnated cellulose is obtained with an acid concentration in the range of 0.05 -2.0% by weight with respect to cellulose, (c) the acid-impregnated cellulose is added to a pressure tank with an outlet equipped with a valve, (d) the pressure tank is rapidly filled with steam until a pressure of 21.1-49.2 is obtained kg/cm<2> in order to bring essentially all the acid-impregnated cellulose to a temperature in the range 185°-240°C in during a time of less than 60 sec., thereby weakening the intramolecular bonds that bind the glucose units together to form cellulose by hydrolysis and thermal softening, (e) the outlet equipped with a valve is opened and the acid-impregnated cellulose is expelled through the outlet from the pressure tank to atmospheric pressure , so that the intramolecular cross-links in the cellulose are broken as the hydrolyzed, acid-impregnated cellulose is depolymerized and a mixture of cellulose and glucose solution is obtained therefrom, after which the temperature in the extruded material is quickly reduced to a temperature below 100°C to prevent further depolymerization of the cellulose and breakdown of the glucose and (f) the acidic glucose solution and the cellulose residue are neutralized. 2. Procedure as stated in claim 1, characterized in that all the remaining cellulose is filtered from the glucose solution.

3..Procedure as stated in claim 1, characterized in that the moisture content in the acid-impregnated cellulose is reduced to 20-80% by weight with regard to cellulose before it is filled in the pressure tank.

4. Method as stated in claim 1, where the end product is a mixture of glucose from the amorphous component in the cellulose and microcrystalline cellulose with a uniform degree of polymerization from the crystalline alpha-cellulose part in cellulose, characterized in that the cellulose is impregnated with acid with a concentration of 0.05-1.0% by weight with regard to cellulose, and the pressure tank is quickly filled with steam until a pressure of 24.6-38.1 kg/cm is achieved<2> to bring the acid-impregnated cellulose to a temperature in the range 200-225°C during a time of less than 60 sec.

5. Method as stated in claim 1, where the end product is a mixture of glucose from the amorphous component in the cellulose and microcrystalline alpha-cellulose with a uniform degree of polymerization from the crystalline alpha-cellulose part in cellulose, characterized in that the cellulose is impregnated with hydrochloric acid in a concentration of about 0.2% by weight with respect to cellulose, and the pressure tank is quickly filled with steam until a pressure of about 31.6 kg/cm<2> is achieved to bring the acid-impregnated cellulose to a temperature of about 215°C during a time of less than 45 sec.

6. Method as stated in claim 1, where the end product is essentially glucose, characterized in that the pressure tank is quickly filled with steam up to a pressure in the range of 28.1-49.2 kg/cm<2>, in order to bring the cellulose, which is impregnated with sulfuric acid, to a concentration of 0.5-1.5% by weight with regard to cellulose, to a temperature in the range 215°-240°C during a time of less than 60 sec.

7. Method as stated in claim 1, where the end product is essentially glucose, characterized in that the pressure tank is rapidly filled with steam up to a pressure of about 45.7 kg/cm<2> to bring the cellulose, which is impregnated with sulfuric acid to a concentration of about 1% by weight with respect to cellulose, to a temperature of approximately 234°C in a time of less than 45 sec.

8. Method as stated in claim 1, characterized in that liquid condensate is removed from the bottom of the pressure tank as it forms.