Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu scukrzania celulozy pod cisnieniem zapo- moca rozcienczonych kwasów.W patentach NrNr 10 259 i 18 254 o- pisano sposoby scukrzania celulozy zapo- moca rozcienczonych kwasów pod cisnie¬ niem polegajace na tern, ze przez materjal celulozowy przepuszcza sie okresowo na goraco i pod cisnieniem zakwaszone porcje wody i usuwa sie równiez okresowo po¬ wstajacy w ten sposób cukier z hydroliza- toraf dzieki czemu cukier ten nie przeby¬ wa zbyt dlugo pod dzialaniem kwasu i cie¬ pla i nie ulega niepozadanemu rozkladowi.Sposób wedlug wynalazku niniejszego stanowi udoskonalenie i dalsze rozwiniecie sposobów opisanych w patentach NrNr 10 219 i 18 254 i pozwala na jeszcze znacz¬ niejsze zmniejszenie niepozadanego rozkla¬ du wytworzonego cukru zapewniajac lep¬ sza wydajnosc lub otrzymywanie bardziej stezonych roztworów cukru. Wiadomo, ze nachodzacy przy hydrolizie rozklad cukru jest tern wiekszy, im dluzej cukier pozo¬ staje pod dzialaniem kwa^u*.^ to musi trwac bardzo krótko. Bardzo szybkie usuwanie cukru jest wprawdzie juz znane, wymaga jednak stosowania znacznych ilo¬ sci cieczy. Okolicznosc ta wplywa niepo¬ myslnie na oplacalnosc produkcji.Wynalazek niniejszy rozwiazuje to za¬ danie polegajace na dalszem skróceniu czasu oddzialywania kwasów na cukier bez powiekszania, w porównaniu ze sposobami dawniejszemi, ilosci powstajacej cieczy.Roztwór cukrowy pozostaje podczas przeprowadzania zabiegu scukrzania cze¬ sciowo w przestrzeniach posrednich pomie¬ dzy poszczególnemi wiekszemi lub mniej- szemi czastkami materjalu blonnikowego,frfc. jKfciilectzy czastkami drzctoa, czesciowo zas ciecz pozostaje wewnatrz wloskowa- tych por materjalu, z których szybkie usu¬ wanie jej jest trudne; Przy stosowaniu spo¬ sobów dawniejszych na wylugowanie rozJ tworu cukrowego z wnetrza czastek nlate- rjalu blonnikowego i przeprowadzenie go do glównej masy roztworu cukrowego kra¬ zacej okoloi czastek trzeba bylo stracic sto¬ sunkowo duzo czasu. Skrócenie czasu od¬ dzialywania, kwasu i szybkie a nieuszka- dzajace produktu usuwanie roztworu cu¬ krowego z naczyn wloskowatych czastek materjalu stanowia cel wynalazku niniej¬ szego.Stosujac do scukrzania celulozy znane sposoby uzyskuje sie do 80% teoretycznej ilosci cukru w postaci 4% -owego roztworu.Brakujace 20% nalezy w polowie zaliczyc na rachunek rozkladu cukru wewnatrz cza¬ stek materjalu surowego, w drugiej zas po¬ lowie — na rachunek rozkladu cukru przy przeplywie roztworu przez przestrzenie miedzy czastkami materjalu w hydrolizato- rze. Podane powyzej liczby nie sa stale; zaleza one miedzy innemi od gatunku drze¬ wa i wielkosci czastek.Zabiegi stosowane w mysl wynalazku niniejszego w celu skrócenia czasu pozo¬ stawania cukru pod dzialaniem kwasów polegaja na wielokrotnem i okresowem podnoszeniu i obnizaniu temperatury i ci¬ snienia, a równiez na wielokrotnej zmianie stezenia kwasu, w szczególnosci równiez i na tern, ze czas, w ciagu którego powstaja¬ cy roztwór cukrowy podlega dzialaniu kwasu i ciepla, zostaje w porównaniu z trwaniem calkowitej reakcji, t. j, z tym czasem, jaki potrzebny jest naogól do scu- krzenia blonnika, dobrany mozliwie ko¬ rzystnie. Oznacza to, co nastepuje: reakcja scukrzania zachodzi, gdy goracy kwas ply¬ nie w mysl wynalazku przez materjal, ale równiez i nastepnie jeszcze po splynieciu glównej ilosci kwasnej cieczy, a mianowi¬ cie pod dzialaniem czesci tejze cieczy* po¬ zostajacej jeszcze w porach. Chodzi wiec o to, by nie pozostawiac glównej ilosci roz¬ tworu w naczyniu reakcyjnem zbyt dlugo w warunkach sprzyjajacych rozkladowi, a równiez o mozliwie szybkie usuniecie z por pozostajacej w nich czesci roztworu.Okresowe obnizanie i podnoszenie tem¬ peratury i cisnienia w celu skrócenia cza¬ su oddzialywania kwasnej cieczy na cukier i powiekszenia wydajnosci cukru osiaga sie w sposób bardzo skuteczny przez dodawa¬ nie stosunkowo chlodnych porbyj kwasnej cieczy. Pod nazwa „porcja cieczy" w opi¬ sie niniejszym rozumie sie pewna ograni¬ czona ilosc cieczy o objetosci naogól mniej - szej od objetosci przerabianego materjalu blonnikowego. W mysl wynalazku niniej¬ szego temperatura poszczególnych porcyj cieczy jest nizsza o 10 — 20° od tempera¬ tury materjalu blonnikowego, do którego dodaje sie dana porcje.Wedlug sposobu stanowiacego przed¬ miot wynalazku niniejszego materjal blon¬ nikowy przebywa okresowo w spoczynku w stanie pólwilgotnym w srodowisku paro¬ wem. Pory zawieraja mniejsza lub wieksza ilosc cieczy zatrzymywana dzieki ich wlo- skowatosci. Jezeli przez: hydrolizator prze¬ plywa porcja cieczy o temperaturze znacz-' nie nizszej od temperatury przerabianego materjalu, to w obrebie zasiegu tej porcji cieczy nastepuje obnizka temperatury prze¬ rabianego materjalu, co wywoluje skutek nastepujacy.Temperatura przestrzeni pomiedzy po- szczególnemi czastkami materjalu, np. czastkami drzewa, obniza sie natychmiast, gdy tymczasem wnetrze czastek drzewa nie ulega tak szybko temu stygnieciu, wskutek czego czastki te sa na poczatku goretsze niz przestrzenie miedzy niemi. Poniewaz zachodzi tu dzialanie w naczyniu zamknie- tem, wiec obnizanie sie temperatury prze¬ strzeni miedzyczasteczkowych powoduje 0- czywiscie obnizke cisnienia w tych prze¬ strzeniach. Wobec tego zachodzi obok - 2 —spadku temperatury równiez i róznica mie¬ dzy cisnieniem we tyloskowatych porach czastek drzewa i cisnieniem w przestrze¬ niach miedzy poszczególnemi czastkami drzewa. Wskutek tego plynna zawartosc por (kwasny roztwór cukrowy) zostaje szybko wypchnieta z porów. Zawartosc ta miesza sie z glówna iloscia cieczy przeply¬ wajacej miedzy czastkami materjalu. W ten sposób cukier wytwarzajacy sie w po¬ rach zostaje usuniety i nie ulega rozklado¬ wi, któryby mu grozil w przypadku dluz¬ szego pozostawania w porach.Nastepna porcja cieczy zostaje ponow¬ nie wprowadzona pod wiekszem cisnieniem w czastki i miedzy czastki drzewa, przy- czem pory napelniaja sie ponownie ciecza i caly zabieg powtarza sie.Urzadzenie stosowane do przeprowa¬ dzania sposobu wedlug wynalazku niniej¬ szego nie rózni sie zasadniczo od urzadze¬ nia opisanego w patentach polskich Nr Nr 10 259 i 18254, poza niektóremi przyrza¬ dami dodatkowemi opisanemi ponizej.Przepuszczanie chlodniej szych porcyj cieczy hydrolizujacej posiada te jeszcze za¬ lete, ze przeplywaja one bardziej równo¬ miernie ze stosunkowo znaczna szybkoscia nie rozdzielajac sie na oddzielne strumie¬ nie, co posiada duze znaczenie. Przeplyw porcyj cieczy przez materjal blonnikowy mozna przyspieszyc równiez przez wywie¬ ranie na materjal ten nacisku zgóry zapo- moca pary, która posiada temperature wyz¬ sza od temperatury materjalu, a zatem i ci¬ snienie wieksze od panujacego w hydroli- zatorze. Zapomoca doprowadzanej pary ci¬ snienie w czesci górnej hydrolizatora moz¬ na podniesc o mniej wiecej 2 atmosfery, w porównaniu z cisnieniem w jego czesci dolnej. Pozwala to na przetloczenie w cia¬ gu kilku minut porcji cieczy przez warstwe stloczonego materjalu blonnikowego o wy- sokbsci okolo 10 metrów.Opisane powyzej stosowanie zimnych porcyj cieczy i podwyzszanie temperatury zapomoca pary o wiekszej preznosci, a za* tern i wyzszych temperatur ma ten skutek, ze hydrolizator w czesci górnej posiada temperature wyzsza niz w dolnej. Z tego powodu reakcja scukrzania przebiega w górnych warstwach materjalu szybciej niz w dolnych; zachodzi przeto niejednostajny rozklad celulozy, co wplywa ujemnie na ostateczne wyniki. Wade te mozna usunac przez wpuszczanie pary podczas przerw, t. j. w okresach czasu pomiedzy przetlacza¬ niem dwóch kolejnych porcyj zdolu do hy¬ drolizatora przez odpowiedni pierscien w dnie hydrolizatora lub przez umieszczony tamze filtr (opisany ponizej i przedstawio¬ ny na rysunku). Wdmuchiwanie pary zdo¬ lu ma na celu zapobiezenie przedwczesne¬ mu stygnieciu materjalu celulozowego i za¬ pewnieniu pozadanej róznicy pomiedzy temperaturami materjalu blonnikowego i cieczy hydrolizujacej. Chlodzenie materja¬ lu winno zachodzic jedynie w ograniczo- nem sasiedztwie porcji cieczy nie przeno¬ szac sie na miejsca dalsze.Dobrze jest wpuszczac pare zdolu rów¬ niez na poczatku wprowadzania porcji cie¬ czy do czesci górnej hydrolizatora. Dzieki temu porcja cieczy nie przenika odrazu do materjalu, zatrzymuje go bowiem wpu¬ szczana zdolu para. Po wpuszczeniu calej porcji cieczy do hydrolizatora wpuszczanie pary zdolu przerywa sie, a zgóry wprowa¬ dza sie pare o preznosci wiekszej.Oprócz zmian cisnienia i temperatury wytwarza sie z korzyscia róznice stezenia kwasu w czesci dolnej i górnej porcji cie¬ czy hydrolizujacej, mianowicie czesc dolna porcji jest mniej kwasna niz czesc górna, przyczem nalezy baczyc, aby przed wpro¬ wadzeniem porcji do hydrolizatora nie na¬ stapilo zmieszanie tych czesci, wskutek czego mniej kwasna czesc porcji cieczy u dolu odprowadza ze soba cukier, bardziej zas kwasna czesc porcji cieczy u góry przylega przewaznie do materjalu i w czasie przerw (jak to wyjasniono wyzej) — 3 —powoduje dalsze seukrzanie. Dolna mniej kwasna czesc nastepne) porcji cieczy hy- drolizujaccj styka sie wówczas z materja¬ lem, który wessal juz kwasniejsza czesc poprzedniej porcji cieczy, przyczem po¬ wstajaca wskutek tego róznica pomiedzy stezeniem cieczy wewnatrz czastek i steze¬ niem cieczy miedzy temi czastkami sprzy¬ ja usuwaniu z nich cukru, Ponadto stosowanie niejednakowo kwa¬ snych porcyj cieczy w sposób opisany po¬ wyzej zapewnia znaczna oszczednosc kwa¬ su, gdyz cukier jest odprowadzany zapo- moca ubogiej lub zupelnie wolnej od kwa¬ sów czesci porcji cieczy, która jako czesc dolna przeplywa poczatkowo przez mate- rjal reakcyjny, zmywajac niejako roztwór cukrowy z czastek, gdy bardziej naogól kwasna czesc górna porcji cieczy, przyle¬ gajac do czastek, pozostaje w nich. Od ste¬ zenia kwasu w czesci górnej porcji cieczy zalezy naogól szybkosc reakcji.Stosowanie rozmaitych stezen cieczy kwasnych moze sie odbywac równiez w ten sposób, ze zawartosc kwasu w porcjach cieczy powieksza sie, czyli, mówiac inaczej, kazda nastepna porcja cieczy posiada nie¬ co wiecej kwasu od poprzedniej porcji.Oba te zabiegi, a mianowicie przepu¬ szczanie porcyj cieczy posiadajacych nie¬ jednakowe stezenie kwasu w róznych swych czesciach oraz stosowanie kolejnych porcyj cieczy o coraz wiekszej zawartosci kwasu moga byc stosowane jednoczesnie.Porcje cieczy o zawartosci kwasu wiekszej u góry niz u dolu mozna oczywiscie zasta¬ pic dwiema porcjami, z których pierwsza zawiera malo kwasu lub zupelnie nie za¬ wiera kwasu, nastepna zas porcja posiada duzo kwasu, przyczem obie te porcje zale¬ ca sie wprowadzac kolejno z mala przerwa czasu. Stopniowe to zwiekszanie stezenia kwasowego porcyj cieczy moze zastapic calkowicie lub czesciowo podnoszenie tem¬ peratur opisane w patentach NrNr 10259 i 1S254.Sprawdzianem wlasciwego doboru wa¬ runków reakcji, a zwlaszcza wlasciwego podwyzszania temperatury i zwiekszenia stezenia kwasowego porcyj cieszy winno byc to, ze uzyskane roztwory cukrowe wy¬ kazuja stale mniej wiecej stezenie, albo ze stezenie maleje stopniowo i w sposób ciagly, tak mianowicie, ze stezenie cukru wynosi poczatkowo okolo 1%, a w miare scukrzania maleje stopniowo do Z%. Pod koniec scukrzania stezenie spada gwaltow¬ nie, po czem mozna poznac koniec reakcji.Stezenie roztworu cukrowego zalezy oczy¬ wiscie bezposrednio od" szybkosci reakcji, ta zas znowu od temperatury i stezenia kwasowego porcyj cieczy. Sposób wedlug wynalazku przeprowadza sie przez pod¬ wyzszanie temperatury i zwiekszanie steze¬ nia kwasowego cieczy tak, aby stezenie u- zyskiwanych roztworów cukrowych malalo w kazdym razie wolniej, niz wówczas gdy warunki reakcji pozostaja niezmienne.Objetosc porcyj cieczy musi stac w pewnym okreslonym stosunku do calkowi¬ tej objetosci materjalu obrabianego.Przy okreslaniu objetosci porcyj cieczy w stosunku do objetosci materjalu nalezy kierowac sie wskazówkami nastepujacemi Zaczyna sie od przepuszczania szcze¬ gólnie wielkiej porcji cieczy1, przy której obliczaniu nie nalezy pomijac wilgotnosci materjalu. Na tonne suchej substancji drzewnej nalezy przy pierwszej obróbce uzyc okolo 1 m3 cieczy: przy materjale suchym — nieco wiecej, a przy wilgotnym — nieco mniej. Nastepna ilosc cieczy mo¬ ze byc o Vs mniejsza; podczas1 scukrzania porcje cieczy mozna zmniejszac jeszcze bardziej, przyczem nie nalezy zapominac, iz objetosc materjalu w hydrolizatorze stopniowo maleje wskutek scukrzania blon¬ nika i odprowadzania roztworu cukrowe¬ go. Pod koniec scukrzania mozna rów¬ niez skracac okresy czasu pomiedzy po- szczególnemi obróbkami.Roztwory cukru otrzymane tyto sposo^- — 4 —bem moga zawierac wyzszy cukier, np. cel- lobiozer która przez dodatkowa hydrolize mozna rozlozyc na glukoze, przyczem hy¬ drolize mozna przeprowadzic przez opóz¬ nienie chlodzenia otrzymanych roztworów cukrowych.Roztwory cukru otrzymane wedlug ni¬ niejszego sposobu posiadaja te wlasci¬ wosc, ze stosowanie dodatkowej hydrolizy pierwszych odcieków zwieksza wydatnie zawartosc cukru, stosowanie hydrolizy srodkowych odcieków daje gorsze wyniki, a stosowanie hydrolizy odcieków konco¬ wych daje znikome wyniki. Wobec tego stosuje sie dodatkowa hydrolize przede- wszystkiem przy pierwszych odciekach. Do¬ datkowa hydrolize mozna przeprowadzac jeszcze w dolnej czesci hydrolizatora, a mianowicie mozna pozostawic porcje cieczy przez krótki czas np. przez 30 minut, sto¬ sujac temperature mniej wiecej 155° w obecnosci 0,4%-owego kwasu siarkowego.Inna odmiana sposobu polega na tern, ze ciecz, która ma sie poddac dodatkowej hydrolizie, wypuszcza sie z hydrolizatora, chlodzi ja do 100°C i przechowuje w tym stanie w zwyczajnych zbiornikach, np. ka¬ dziach drewnianych. Okazuje sie przytem, ze pierwsza mniej wiecej dziesiata czesc roztworu cukrowego o temperaturze 90 — 100° i zawartosci kwasu siarkowego, wyno¬ szacej 0,4%, wymaga hydrolizy dodatko¬ wej, trwajacej okolo 24 godzin, natomiast do przeróbki drugiej i trzeciej dziesiatej czesci wystarczaja juz okresy coraz to krótsze kolejno o kilka godzin. Czasy trwa¬ nia hydrolizy dodatkowej zaleza oczywiscie w znacznym stopniu od temperatury a tak¬ ze stezenia kwasu i sa mniej wiecej od¬ wrotnie proporcjonalne do stezenia kwasu.Hydroliza dodatkowa moze sie odbywac równiez w specjalnych zbiornikach pod ci¬ snieniem w temperaturach ponad 100°C np. po jednogodzinnem ogrzewaniu do 145° prczy zawartosci kwasu siarkowego wyno¬ szacej 0,4%. ..-.¦¦ Jak juz Wspomniano\ hydroliza dodiat- kowa daje dobre wyniki, zwlaszcza przy za¬ stosowaniu jej do pierwszej polowy wy¬ tworzonego roztworu cukrowego, natomiast przy zastosowaniu jej do drugiej polowy nie przynosi znaczniejszego pozytku, a ewentualnie jest nawet szkodliwa, wobec czego mozna ja stosowac tylko do prze¬ róbki pierwszej polowy otrzymanego roz¬ tworu cukrowego.Po ukonczeniu hydrolizy dodatkowej mozna bez przeszkód przystapic do zobo¬ jetnienia, przesaczania i chlodzenia brzecz¬ ki. Chlodzenie brzeczki mozna przeprowa¬ dzic w znany sposób zapomoca wymiany ciepla ze swieza woda przeznaczona do u- zycia przy hydrolizie.Jak sie okazalo szkodliwy rozklad cu¬ kru nalezy od stosunku czasu pozostawania cukru pod dzialaniem odczynników do cal¬ kowitego czasu traktowania celulozy. Bez¬ wzglednego czasu pozostawania cukru pod dzialaniem odczynników, jak wykazuje praktyka, nie mozna dowolnie skracac, lecz ma on pewna najkorzystniejsza dlugosc.Szybkosc usuwania cukru z czastek mate- rjalu i z hydrolizatora posiada wiec natu¬ ralne granice. Jak wynika z doswiadczenia zaleca sie nadac scukrzaniu przez dobór warunków reakcji (niskiej temperatury i stezenia kwasu) przebieg tak powolny, aby czas trwania scukrzania wynosil ponad 12 godzin. Stosunek miedzy czasem pozosta¬ wania cukru pod dzialaniem odczynników a calkowitym czasem trwania reakcji staje sie dzieki temu korzystniejszy, a wydaj¬ nosc wieksza.Inny sposób, sluzacy do skrócenia czasu przebywania cukru wewnatrz czastek ma- terjalu, polega ha stosowaniu materjalu o krótkich wlóknach. O ile nie sa stosowane odpadki drzewne, jak trociny i t. d., i trze^ ba rozdrabniac polana, kloce i t. d., to oka¬ zalo sie korzystne rozdrabnianie drzewa za¬ pomoca tarników na plytki o krótkich wlók¬ nach, których dlugosc wynosi tylko kilka — 5 —milimetrów, a srednica plytek moze wyno¬ sic 1—2 cm. Plytki te uklada sie wówczas przy napelnianiu hydrolizatora poziomo, tak ze wlókna przybieraja polozenie mniej lub wiecej pionowe, pyzyczem przeplywa¬ jaca ciecz przenika przez nie bez trudu.Czas przebywania wytworzonego cukru miedzy czastkami materjalu doznaje przez to skrócenia, Aczkolwiek pociety materjal krótko- wióknisty stawia stosunkowo znaczny opór przeplywowi cieczy, to jednakowoz wyste¬ puje zjawisko nieoczekiwane, ze przy sto¬ sowaniu porcyj cieczy chlodnych przenika¬ nie zachodzi latwiej. Zjawisko to jest zwia¬ zane przypuszczalnie ze zjawiskiem skra¬ plania, rozpoczynajacego sie pod dziala¬ niem chlodnych porcyj cieczy.Urzadzenie do wykonywania sposobu wedlug wynalazku niniejszego jest przed* stawione dla przykladu na rysunku.W czesci dolnej hydrolizatora / znaj¬ duje sie urzadzenie do wdmuchiwania pa¬ ry posiadajace postac narzadu pierscienio¬ wego 2; pomiedzy kolnierzem 3 hydroliza¬ tora a dolnym koncem stozka 4 znajduje sie wlasciwe zamkniecie, na rysunku nie u* widocznione. Narzad pierscieniowy 2 po¬ siada kanal pierscieniowy 5 i wychodzace zen, a uchodzace do wnetrza pierscienia kanaliki 6. Para doplywa z przewodu zasi¬ lajacego 7 przez zawór nastawczy 8. Obok urzadzenia tego zaleca sie równiez zasto¬ sowanie w celu wpuszczania pary filtru o- sadzonego w stozku hydrolizatora 1 i prze¬ znaczonego glównie do przesaczania odply¬ wajacego roztworu cukrowego. Filtr ten da¬ je sie z latwoscia oczyszczac. Sklada sie on z porowatych plyt przesaczajacych z ma¬ terjalu ziarnistego, kamieni, sztucznych zy¬ wic i t. d. odpornych na dzialanie kwasów.Porowate plyty zaleca sie wykonywac w ten sposób, aby posiadaly pory rozmaitej wielkosci* rozmieszczone tak, by najmniej¬ sze przypadaly na stronie wewnetrznej plyt, co najlepiej zapobiega, jak wiadomo, zatykaniu sie porów. Warstwa plytek prze-! saczajacych 9 spoczywa na warstwie 10, która jest wylozony hydrolizator. Zaleca sie wykonac w tej warstwie rowki i zlobki 11 tak, aby plytki przesaczajace nie przy* legaly na calej swej powierzchni do pod¬ kladu 10. Podklad ten mozna jednak rów¬ niez wykonac calkowicie plasko, a zastoso¬ wac wystepy na plytkach 9 lub zalozyc mie¬ dzy podkladem 10 i warstwa plytek 9 siat* ke. Daje to te korzysc, ze para wprowa¬ dzona miedzy warstwe okladzinowa 10 a plytki przesaczajace 9 latwiej moze prze¬ chodzic, a jednoczesnie kwas przenikajacy przez plytki 9 z równa latwoscia znajduje droge wyjscia. W scianach hydrolizatora znajduja sie pod plytkami przesaczajacemu otwory 12 przechodzace przez warstwe iO i dochodzace do warstwy plytek 9, przy- czem z otworami temi polaczone sa prze* wody rurowe 13 laczace sie z przewodem pierscieniowym 14. Z przewodem pierscie¬ niowym 14 polaczona jest nasada wyloto¬ wa 15 i rura 16 z zaworem zamykajacym 17, przez który mozna wpuszczac pare ru¬ ra 16 do przewodu 14, a ptzez to i do prze* wodów 13. W nasadzie wylotowej 15 umie-' szczone jest urzadzenie wziernikowe 18, które pozwala na stwierdzanie, czy z hy¬ drolizatora plynie jeszcze kwasna ciecz.To urzadzenie wziernikowe mozna umie¬ scic równiez w przewodach 13. Poniewaz brzeczka cukrowa ma sklonnosc do zasma- rowywania szkiel wziernikowych, przez co staja sie one nieprzezroczyste, przeto zale¬ ca sie stosowac szybki szklane 19, które wystaja do wnetrza przewodu rurowego 15 i sa stale oplakiwane przez prad brzeczki, wskutek czego szkla te pozostaja stale czy¬ ste, Urzadzenie dziala w sposób nastepu¬ jacy.Skoro obsluga przekonala sie patrzac przez okienko 18, ze z hydrolizatora nie plynie ciec?, to mozna otworzyc (odkrecic} albo zawór 8 albo tez obydwa zawory 8 i ._ 6 —17. Para, wchodzaca przez zawór 8 z dysz 6, przenika do wnetrza hydrolizatora, pod¬ czas gdy para przechodzaca przez zawór 17 przedostaje sie przez przewód doplywowy 16, przewód pierscieniowy 14, przez prze¬ wody 13, otwory 12 i przez kanaly 11 roz¬ dziela sie na cala powierzchnie stozka, przenika przez plytki przesaczajace, oczy¬ szczajac je jednoczesnie, i wchodzi do wnetrza hydrolizatora.Ladowanie i opróznianie hydrolizatora odbywa sie w sposób, opisany w patentach NrNr 10259 i 18254, Sposób wedlug wynalazku mozna zasto¬ sowac do scukrzania wszelkich materjalów celulozowych, a wiec drzewa, torfu i t. d., przyczem mozna go przeprowadzac stosu¬ jac dowolne kwasy i mieszaniny kwasowe, o ile tylko roztwór kwasu wykazuje dosta¬ teczne stezenie jonów wodorowych.Przytacza sie ponizej przyklad prze¬ prowadzania sposobu wedlug niniejszego wynalazku przy stosowaniu urzadzen opi¬ sanych w patentach NrNr 10 259 i 18 254.Uzyto: 5000 kg suchej substancji drzew¬ nej, 50 m3 wody, 400 kg 50%-owego kwa¬ su siarkowego (50 m3 0,4%-owego kwasu siarkowego). Scukrzanie prowadzono w wa- runkach nastepujacych; czas doprowadza¬ nia porcji cieczy wynosil 5 minut, a czas odplywu i przerwa w pracy wynosily po 20 minut. Ogólny czas» reakcji — 14 godzin.Przepuszczono? naogól 20 porcyj cieczy o objetosci zmniejszanej stopniowo od 5 m3 do 1,8 m3. Temperatura wzrastala od 150 do 190°C.Przeplyw porcyj cieczy przez hydroli¬ zator (z okresowemi przerwami 5 + 20 + + 20 = 45 minut) zachodzil w sposób na¬ stepujacy: temperatura wprowadzanej do hydrolizatora porcji cieczy wynosila zawsze o 20° mniej od temperatury w hydroliza-* torze przed wprowadzeniem porcji cieczy (temperatura w hydrolizatorze wzrasta w ciagu zabiegu, trwajacego kolo 14 godzin, od 150 do 190°). Podczas naplywania por¬ cji cieczy do hydrolizatora i nastepujacych potem 4 minut (czas1 doprowadzania) do czesci dolnej hydrolizatora wdmuchuje sie pare, dopóki temperatura, która pod dzia¬ laniem chlodnej stosunkowo porcji cieczy silnie opadla, nie podniesie sie ponownie do poziomu temperatury reakcji. Nastepnie wpuszcza sie za kazdym razem do czesci górnej hydrolizatora pare, dopóki cisnienie nie wzrosnie o mniej wiecej 2 atmosfery, dzieki czemu porcja cieczy zostaje przetló- czona przez materjal blonnikowy splywa¬ jac z wielka szybkoscia do czesci dolnej hy¬ drolizatora. Po zamknieciu górnego wpu¬ stu do pary cisnienie w hydrolizatorze wskutek stygniecia i skraplania sie pary spada szybko do cisnienia odpowiadajace¬ go temperaturze reakcji (150—190°G), poczem porcje cieczy spuszcza sie przez filtr osadzony w czesci dolnej hydrolizato¬ ra (czas odprowadzania).Osiagnieto wyniki nastepujace, w odnie¬ sieniu do suchej substancji drzewnej: 53% cukru redukujacego, wzglednie 43% cukru fermentacyjnego, wzglednie 27 litrów spi¬ rytusu ze 100 kg suchej substancji drzew¬ nej. Stezenie brzeczki: 5,3% cukru reduku¬ jacego oraz 4,3% cukru fermentacyjnego. PLThe present invention relates to a cellulose saccharification process with dilute acids. Patent Nos. 10 259 and 18 254 describe cellulose saccharification methods by means of a dilute acid saccharification process consisting in passing through the cellulose material periodically while hot. and under pressure, acidified portions of water, and the resulting sugar is periodically removed from the hydrolyzer so that the sugar does not stay too long under the action of acid and heat and does not undergo undesirable decomposition. the refinement and further development of the methods described in Patent Nos. 10,219 and 18,254, and allows to further reduce the undesirable decomposition of the sugar produced, providing better yields or obtaining more concentrated sugar solutions. It is known that the decomposition of sugar that occurs during hydrolysis is greater the longer the sugar remains under the action of the acid, this must last very shortly. While very rapid sugar removal is already known, it requires the use of considerable amounts of liquid. This circumstance adversely affects the profitability of production. The present invention solves the problem of further reducing the acid-to-sugar interaction time without increasing the amount of liquid produced, compared to earlier methods. The sugar solution remains partially in the saccharification process. intermediate spaces between the individual larger or smaller particles of the fiber material, frfc. It removes the particles of the silt, while the liquid remains inside the hair-like pores of the material, from which it is difficult to remove it quickly; A relatively long time had to be wasted when using the earlier methods to leach the sugar solution from the inside of the fiber particles and convert it to the main mass of the sugar solution around the particles. The aim of the present invention is to shorten the contact time, the acid and the quick and non-productive removal of the sugar solution from the capillary vessels of the material particles are the object of the present invention. Using known methods for the saccharification of cellulose, up to 80% of the theoretical amount of sugar is obtained in the form of 4% - The missing 20% should be accounted for in half of the distribution of sugar inside the raw material particles, and in the other half - in the calculation of sugar distribution in the flow of the solution through the spaces between the material particles in the hydrolyzer. The above numbers are not permanent; They depend, among other things, on the tree species and the size of the particles. The treatments used in the context of the present invention to reduce the time of sugar remaining under the action of acids consist of repeated and periodic raising and lowering of temperature and pressure, as well as multiple changes in the concentration acid, and in particular also the time during which the resulting sugar solution is exposed to acid and heat is compared with the duration of the overall reaction, i.e., with the time that is generally required for saccharification fiber, chosen as preferably as possible. This means the following: the saccharification reaction takes place when the hot acid flows through the material according to the invention, but also after the main amount of acidic liquid has flowed, namely under the action of some of the liquid that remains in the pores. . The point is therefore not to leave the main amount of solution in the reaction vessel for too long under decomposition conditions, and to remove any remaining solution from the pores as quickly as possible. Periodic lowering and raising the temperature and pressure to shorten the time. The effect of the acidic liquid on the sugar and increasing the sugar yield is very effectively achieved by adding relatively cool acidic liquids. The term "liquid portion" as used herein is understood to mean a limited amount of liquid, generally less than the volume of the treated fiber material. In the context of the present invention, the temperature of the individual portions of liquid is lower by 10-20 ° than the temperature According to the method of the present invention, the fiber material is periodically at rest in a semi-moist state in a steam environment. The pores contain more or less liquid which is retained by their hairiness. If a portion of the liquid flows through the hydrolyzer at a temperature significantly lower than the temperature of the processed material, then within the range of this portion of liquid, the temperature of the processed material decreases, which has the following effect. The temperature of the space between the individual particles of the material. , for example, with tree particles, he lowers immediately, while inside the particles Dr. because it does not cool down so quickly, as a result of which these particles are initially hotter than the spaces between them. Since the action takes place in a closed vessel, the lowering of the temperature of the intermolecular spaces actually causes a reduction in pressure in these spaces. Therefore, apart from the temperature drop, there is also a difference between the pressure in the silica pores of the tree particles and the pressure in the spaces between the individual tree particles. As a result, the liquid content of the pores (acidic sugar solution) is quickly pushed out of the pores. This content is mixed with the main amount of liquid flowing between the particles of the material. In this way, the sugar that builds up in the pores is removed and does not decompose, which would otherwise endanger it if it remains in the pores for a long time. The next portion of the liquid is reintroduced under greater pressure into the particles and between the particles of the tree. - why the pores are refilled with liquid and the whole procedure is repeated. The apparatus used to carry out the method according to the present invention does not differ substantially from the apparatus described in Polish Patent Nos. 10,259 and 18,254, except for some additional devices The passing of cooler portions of hydrolyzing liquid also has the advantage that they flow more evenly at a relatively high speed without separating into separate streams, which is of great importance. The flow of liquid portions through the fiber material can also be accelerated by exerting pressure on the material from above by means of steam, which is above the temperature of the material, and therefore at a pressure greater than that in the hydrolyzer. With the help of the steam supplied, the pressure in the top of the hydrolyzer can be increased by about 2 atmospheres compared to the pressure in the bottom. This allows a portion of the liquid to be pumped within a few minutes through a layer of compacted fiber material with a height of about 10 meters. The above-described use of cold portions of liquid and increasing the temperature by means of steam with greater pressure, and at higher temperatures has this effect. that the hydrolyzer in the upper part has a temperature higher than in the lower one. For this reason, the saccharification reaction is faster in the upper layers of the material than in the lower layers; therefore, there is an uneven distribution of cellulose, which has a negative impact on the final results. These disadvantages can be eliminated by introducing steam during the breaks, i.e. during the time periods between passing two consecutive portions of the capacity to the hydrolyzer through a suitable ring in the bottom of the hydrolyzer or through a filter placed therein (described below and shown in the drawing). The steam is injected into the choke to prevent premature cooling of the cellulosic material and to provide the desired difference between the temperatures of the cellulosic material and the hydrolyzing liquid. Cooling of the material should take place only in a limited vicinity of the liquid portion, and it does not travel further. It is good to let a few drops of liquid in the beginning of the introduction of the liquid portion into the upper part of the hydrolyzer. As a result, a portion of the liquid does not immediately penetrate into the material, as it is stopped by the vapor released. As soon as the entire amount of liquid has been introduced into the hydrolyzer, the admission of vapor is interrupted, and the tops are filled with a couple of higher velocity. Apart from changes in pressure and temperature, differences in the acid concentration in the lower and upper part of the hydrolyzing liquid, namely the lower part, are advantageously produced. the portion is less acidic than the upper portion, but be careful not to mix the portions into the hydrolyzer, so that the less acid portion of the liquid at the bottom drains the sugar, and the more acid portion of the liquid at the top it usually adheres to the material and during breaks (as it was explained above) - 3 - causes further seukering. The lower, less acidic part of the next portion of the hydrolyzing liquid then contacts the material which has sucked in the more acidic part of the previous portion of the liquid, with the resulting difference between the liquid concentration inside the particles and the concentration of the liquid between these particles. In addition, the use of unequally acid portions of the liquid as described above provides a significant saving in acid, as the sugar is drained off by means of a lean or completely acid-free portion of the liquid, which as the bottom portion is it flows initially through the reaction material, washing away as it were the sugar solution from the particles, while the more generally acidic top of the liquid, adhering to the particles, remains in them. The rate of reaction generally depends on the acid concentration in the upper portion of the liquid. The use of different concentrations of acidic liquids may also be such that the acid content of the liquid portions increases, or, in other words, each successive liquid portion has slightly more acid than the previous batch. Both of these operations, namely passing portions of liquids having unequal acid concentration in different parts, and the use of successive portions of liquids with an increasingly higher acid content, can be used simultaneously. than the bottom can of course be replaced with two portions, the first of which is low or no acid at all, and the next portion has a lot of acid, and both portions should be introduced sequentially with a small pause. This gradual increase in the acidic concentration of the portions of the liquid may replace, in whole or in part, the increase in temperature described in patents Nos. 10259 and 1S254. sugar consistently show more or less concentration, or that the concentration decreases gradually and continuously, namely that the sugar concentration is initially about 1%, and as saccharification gradually decreases to Z%. At the end of saccharification, the concentration drops sharply, after which the end of the reaction can be known. The concentration of the sugar solution depends, of course, directly on the rate of the reaction, and again on the temperature and acid concentration of the liquid portions. The method according to the invention is carried out by increasing the temperature. and increasing the acidic concentration of the liquid so that the concentration of the obtained sugar solutions decreases at least slower than when the reaction conditions remain unchanged. The volume of the liquid portions must be in a certain specific proportion to the total volume of the processed material. the portion of the liquid in relation to the volume of the material should be guided by the following instructions It begins with passing a particularly large portion of the liquid, for the calculation of which the moisture content of the material should not be disregarded. For ton of dry wood matter, use about 1 m3 of liquid for the first treatment: for dry material - a little more, and when wet - n a bit less. The next amount of liquid may be Vs less; during saccharification the liquid portion can be reduced even further, but it should not be forgotten that the volume of the material in the hydrolyzer gradually decreases due to saccharification of the fiber and discharge of the sugar solution. At the end of saccharification, the time intervals between each treatment can also be shortened. Sugar solutions obtained in tobacco in a manner that may contain higher sugar, e.g. cellobiozer, which can be broken down into glucose by additional hydrolysis, by hydrolysis can be carried out by delaying the cooling of the sugar solutions obtained. Sugar solutions obtained according to the present method have the property that the use of additional hydrolysis of the first leachates significantly increases the sugar content, the use of central leachate hydrolysis gives worse results, and the use of final effluent hydrolysis yields negligible results. Therefore, additional hydrolysis is mainly applied to the first leachates. Additional hydrolysis can be carried out in the lower part of the hydrolyzer, namely, it is possible to leave the liquid portions for a short time, e.g. for 30 minutes, at a temperature of about 155 ° C in the presence of 0.4% sulfuric acid. In such a way that the liquid to be subjected to additional hydrolysis is discharged from the hydrolyzer, it is cooled to 100 ° C and stored in this state in ordinary containers, for example wooden vats. It also turns out that the first tenth part of a sugar solution with a temperature of 90-100 ° and a sulfuric acid content of 0.4% requires additional hydrolysis, which takes about 24 hours, while the processing of the second and third parts the periods shorter and shorter by several hours are enough. The duration of the additional hydrolysis depends, of course, to a great extent on the temperature and also on the acid concentration, and is more or less inversely proportional to the acid concentration. Additional hydrolysis can also take place in special tanks under pressure at temperatures over 100 ° C. for example, after heating to 145 ° for one hour, the sulfuric acid content is 0.4%. ..-. ¦¦ As already mentioned, the post-reticular hydrolysis gives good results, especially when applying it to the first half of the sugar solution produced, while when applying it to the second half, it does not bring any significant benefit, and is possibly even harmful Therefore, it can only be used for the processing of the first half of the obtained sugar solution. After completion of the additional hydrolysis, it is possible to proceed without any problems to the neutralization, filtration and cooling of the wort. The cooling of the wort can be carried out in a known manner by exchanging heat with fresh water intended for use in hydrolysis. The deleterious decomposition of sugar has proved to be due to the ratio of the time the sugar remains under the action of the reagents to the total time of treatment of the cellulose. The absolute residence time of sugar under the action of the reagents, as shown in practice, cannot be arbitrarily shortened, but has a certain most advantageous length. The rate of sugar removal from the material particles and from the hydrolyzer thus has natural limits. Experience has shown that it is recommended to make the saccharification process so slow by selecting the reaction conditions (low temperature and acid concentration) so that the duration of saccharification exceeds 12 hours. The ratio between the residence time of the sugar under the action of the reagents and the total duration of the reaction thus becomes more favorable and the yield greater. Another way to reduce the residence time of the sugar inside the material particles is to use a material with short fibers. As long as wood waste such as sawdust and the like are not used and the logs, logs and the like need to be broken up, it has proved to be advantageous to chip the wood with short-fiber rasp, which are only a few - 5 millimeters, and the diameter of the plates may be 1-2 cm. These plates are then placed horizontally when the hydrolyzer is filled, so that the fibers assume a more or less vertical position, and the flowing liquid penetrates them easily. The time of the sugar produced between the particles of the material is shortened, although the cut material is short-grained. the relatively high resistance to the flow of the liquid, however, there is the unexpected phenomenon that when using portions of cold liquids, penetration occurs more easily. This phenomenon is probably related to the phenomenon of condensation, which begins with the action of cool portions of the liquid. The apparatus for carrying out the method according to the present invention is illustrated in the figure for example. In the lower part of the hydrolyzer / there is a device for blowing steam in the form of an annular organ 2; between the collar 3 of the hydrolyzer and the lower end of the cone 4 there is a proper closure, not shown in the figure. The annular organ 2 has a annular channel 5 and the exiting zen, and the channels 6 leading to the inside of the ring. Steam flows from the supply line 7 through the adjusting valve 8. In addition to this device, it is also recommended to use a filter for injecting steam. planted in a cone of hydrolyzer 1 and intended primarily to filter the outgoing sugar solution. This filter is easy to clean. It consists of porous permeating plates of granular material, stones, artificial resins, and hence acid-resistant. Porous plates are recommended to be made with different sized pores * arranged so that the smallest falls on the surface. on the inside of the plates, which is best to prevent clogging of the pores. The layer of plates against! The drip layer 9 rests on the layer 10 which is the liner of the hydrolyzer. It is recommended to make grooves and grooves 11 in this layer so that the seam plates do not stick to the subfloor over their entire surface 10. However, this subfloor can also be made completely flat, and the projections on the boards 9 can be used or between the primer 10 and the tiled layer 9 with mesh. This has the advantage that the vapor introduced between the cladding layer 10 and the traversing plates 9 can pass through more easily, while at the same time the acid penetrating the plates 9 finds an exit route with equal ease. In the walls of the hydrolyser there are openings 12 passing through the layer iO and reaching the layer of plates 9 under the plates, passing through the layer iO and reaching the layer of plates 9, with the connection with the holes there are pipe lines 13 connecting with the ring line 14. The base is connected to the ring line 14. an outlet 15 and a pipe 16 with a shut-off valve 17, through which a pair of pipe 16 can be introduced into the pipe 14, and through it into the pipes 13. In the outlet 15 there is a viewing device 18, which allows to determine whether acidic liquid is still flowing from the hydrolyzer. This sight glass device can also be placed in the lines 13. Since the sugar wort tends to grease the sight glasses, making them opaque, it is recommended to use glass panes 19, which protrude into the pipe 15 and are constantly covered by the current of the wort, so that the glasses remain constantly clean. The apparatus operates as follows Since the service staff found out by looking through the window 18 that no leakage is flowing from the hydrolyzer, then you can open (unscrew) either the valve 8 or both valves 8 and 6-17. Steam entering through valve 8 from nozzles 6 penetrates into the hydrolyzer, while steam passing through valve 17 passes through supply line 16, ring line 14, through lines 13, openings 12 and through channels 11 of the divider it covers the entire surface of the cone, penetrates through the piercing plates, cleaning them at the same time, and enters the interior of the hydrolyzer. Charging and emptying of the hydrolyzer is carried out in the manner described in patents No. 10259 and 18254. The method according to the invention can be used for saccharification cellulose materials, i.e. trees, peat, etc., can be carried out with any acid and acid mixture, as long as the acid solution has a sufficient concentration of hydrogen ions. An example of carrying out the method according to the present invention in the use of the present invention is given below. of devices described in patents Nos. 10,259 and 18,254. The following were used: 5000 kg of dry wood substance, 50 m3 of water, 400 kg of 50% acid sulfuric acid (50 m3 of 0.4% sulfuric acid). The saccharification was carried out under the following conditions; the liquid feed time was 5 minutes, and the drain time and work stoppage were 20 minutes each. Overall reaction time - 14 hours. Passed? generally 20 portions of the liquid with a volume reduced gradually from 5 m3 to 1.8 m3. The temperature increased from 150 to 190 ° C. The flow of liquid portions through the hydrolyzer (with periodic breaks of 5 + 20 + + 20 = 45 minutes) was as follows: the temperature of the liquid portion introduced to the hydrolyzer was always 20 ° lower than temperature in the hydrolyzer * before adding the liquid portion (the temperature in the hydrolyzer increases during the treatment, which lasts about 14 hours, from 150 to 190 °). As the liquid flows into the hydrolyzer and the subsequent 4 minutes (feed time), steam is blown into the bottom of the hydrolyzer until the temperature, which under the action of the relatively cool liquid portion has dropped sharply, returns to the reaction temperature. Steam is then admitted to the top of the hydrolyzer each time until the pressure rises by about 2 atmospheres, whereby a portion of the liquid is forced through the fiber material to run at great speed to the bottom of the hydrolyzer. After the upper steam inlet is closed, the pressure in the hydrolyzer, due to the cooling and condensation of the steam, drops quickly to the pressure corresponding to the reaction temperature (150-190 ° G), and the liquid portions are drained through the filter embedded in the lower part of the hydrolyzer (time The results were obtained for the dry wood substance: 53% reducing sugar, or 43% fermentation sugar, or 27 liters of spirit with 100 kg of dry wood matter. Wort concentration: 5.3% reducing sugar and 4.3% fermentation sugar. PL