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Verfahren zur Umwandlung von Zellulose oder zellulose hnlichen Substanzen in niedriger- molekulare Produkte.
Die Verfahren zur Behandlung von Holz mit konzentrierten Säuren zwecks Gewinnung von hydrolytischen Spaltprodukten, insbesondere Zucker oder zuckerhaltigen Stoffen, sind bekannt. Bei diesen Verfahren wird, wie gleichfalls bekannt, das Holz vor der Säurebehandlung getrocknet, um eine Verdünnung der konzentrierten Säure durch den Wassergehalt des Holzes zu vermeiden.
Ferner ist bekannt, Holz od. dgl. im naturfeuchten Zustande mit verdünnten Säuren zu befeuchten oder zu tränken und gemeinsam mit der Säure unter 105 C, vorzugsweise wesentlich unter 100 C, ganz oder teilweise zu trocknen, worauf die Umwandlungsprodukte entfernt werden. (Diese Trocknung kann vorzugsweise auch bei fallenden Temperaturen unter 1000 C durchgeführt werden. )
Es wurde nun gefunden, dass alle diese Verfahren wesentlich verbessert und ihnen vorgearbeitet wird, wenn das Ausgangsmaterial, als welches Zellulose oder zelluloseähnliche Substanzen, wie Abbauprodukte der Zellulose, z. B. Hemizellulose, sowie pflanzliche Stoffe im allgemeinen in Frage kommen, vor der Säurebehandlung einer kurzen Röstbehandlung unterworfen werden. Dieses Rösten kann z.
B. durch Erwärmen auf 110-2500 C durchgeführt werden, wobei bei Anwendung der höheren Temperaturen diese nur kürzere Zeit zur Anwendung gelangen als bei niederen Temperaturen.
Durch die erfindungsgemässe Röstbehandlung kann unter Umständen bereits ein Teil des Ausgangsmaterials in abgebauter und verdauliche und somit direkt verfütterbarer Form erhalten werden.
Dies kann geschehen durch Auswaschen oder Auskochen mit Wasser, verdünnten Säuren oder Laugen.
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vom Ausgangsmaterial an reduzierenden Substanzen. Hievon abgesehen wird durch die Röstbehandlung jedoch auf alle Fälle erreicht, dass das Ausgangsmaterial für die nachfolgende hydrolytische Behandlung derart vorbereitet wird, dass es diesem Aufschluss zugänglicher wird. Der an die Röstbehandlung sich anschliessende, an sich bekannte Abbau kann z. B. durch sauren Aufschluss mit verdünnten oder konzentrierten Säuren oder Lösungen saurer Salze oder Gemengen von Säuren und sauren Salzen oder mittels zelluloseabbauenden Substanzen, wie Kleinlebewesen, bewerkstelligt werden.
Hiedurch wird das der erfindungsgemässen Röstbehandlung unterworfene und nachher hydrolytisch aufgeschlossene Material in besserer Ausbeute und kürzerer Zeit abgebaut und auf billige Weise ein wertvolles Futtermaterial oder Ausgangsprodukt für die Gewinnung von Zucker, Alkoholen od. dgl. erhalten.
Es wurde ferner gefunden, dass die als Vorbereitung für den eigentlichen Aufschluss dienende, jedoch auch selbst bereits aufschliessend wirkende Röstbehandlung ihrerseits wiederum vorbereitet werden kann, dadurch, dass das Ausgangsmaterial vor der Röstbehandlung entweder mit verdünnten Säuren oder auch bloss mit Wasser behandelt wird. Hiedurch wird die Wirkung der hierauf folgenden Röstung erleichtert und verbessert. Bei der vorangehenden Behandlung mit verdünnten Säuren erfolgt die hierauf folgende Röstung bei vorzugsweise zirka 120-130 C. Wird jedoch mit Wasser vor der Röstung behandelt, so erfolgt die Röstung vorzugsweise bei zirka 180-200'C. Nach dieser Vorbehandlung mit verdünnten Säuren bzw. Wasser kann das Material zunächst getrocknet, um sodann erst geröstet zu werden.
Erfindungsgemäss kann auch eine Kombination der beiden zuletzt genannten, der Rastung vorangehenden Massnahmen ausgeführt werden, in dem z. B. das mit verdünnten Säuren behandelte, hierauf gegebenenfalls getrocknete und sodann geröstete Produkt nach allfälliger Entfernung der hiedurch bereits gebildeten Abbauprodukte neuerlich mit verdünnten Säuren behandelt und sodann wieder geröstet wird. Das mit verdünnter Säure vorbereitete und geröstete Material kann jedoch auch
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Process for converting cellulose or cellulose-like substances into lower molecular weight products.
The processes for treating wood with concentrated acids for the purpose of obtaining hydrolytic cleavage products, in particular sugar or substances containing sugar, are known. In these processes, as is also known, the wood is dried before the acid treatment in order to avoid dilution of the concentrated acid by the water content of the wood.
It is also known to moisten or soak wood or the like in the naturally moist state with dilute acids and to dry it together with the acid below 105 ° C., preferably substantially below 100 ° C., whereupon the conversion products are removed. (This drying can preferably also be carried out at temperatures falling below 1000 C.)
It has now been found that all of these processes are substantially improved and prepared for them if the starting material, as which cellulose or cellulose-like substances, such as degradation products of cellulose, e.g. B. Hemicellulose, as well as vegetable substances in general come into question, are subjected to a brief roasting treatment before the acid treatment. This roasting can e.g.
B. can be carried out by heating to 110-2500 C, when using the higher temperatures, these are only used for a shorter time than at lower temperatures.
As a result of the roasting treatment according to the invention, a part of the starting material can possibly already be obtained in a degraded and digestible form that can thus be directly fed.
This can be done by washing out or boiling with water, diluted acids or alkalis.
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from the starting material to reducing substances. Apart from this, however, the roasting treatment ensures that the starting material is prepared for the subsequent hydrolytic treatment in such a way that it becomes more accessible to this digestion. The subsequent to the roasting treatment, known per se, can, for. B. by acid digestion with dilute or concentrated acids or solutions of acidic salts or mixtures of acids and acidic salts or by means of cellulose-degrading substances such as small organisms.
As a result, the material subjected to the roasting treatment according to the invention and subsequently hydrolytically digested is degraded in better yield and shorter time and a valuable feed material or starting product for the production of sugar, alcohols or the like is obtained in a cheap way.
It has also been found that the roasting treatment, which serves as preparation for the actual digestion, but also already has an unlocking effect itself, can in turn be prepared in that the starting material is treated either with dilute acids or just with water before the roasting treatment. This facilitates and improves the effect of the subsequent roasting. In the previous treatment with diluted acids, the subsequent roasting takes place at preferably around 120-130 ° C. If, however, the treatment is carried out with water before roasting, the roasting takes place preferably at around 180-200 ° C. After this pretreatment with dilute acids or water, the material can first be dried and then roasted.
According to the invention, a combination of the two last-mentioned measures preceding the detent can be carried out in which z. B. the product treated with dilute acids, then optionally dried and then roasted, after any removal of the degradation products already formed, is treated again with dilute acids and then roasted again. However, the material prepared and roasted with dilute acid can also
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