Verfahren zur Herstellung organischer Säuren aus Pentosen und Hex_
osen enthaltenden Lösungen Durch das Aufschließen cellulosehaltiger Pflanzenstoffe
entstehen Lösungen, die Pentosen und Hexosen enthalten. Diese sollen entweder unmittelbar
oder nach .dem Abtrennen eines Teiles der' Kohlenhydrate verarbeitet werden.Process for the production of organic acids from pentoses and hex_
osen-containing solutions By breaking down cellulose-containing plant substances
solutions are created that contain pentoses and hexoses. These should either be immediate
or after some of the carbohydrates have been separated off.
Wenn man die Pentosen in bekannter Weise durch Erhitzen mit Mineralsäure
in Furfuröl umwandelt, dann werden gleichzeitig Hexosen, teilweise unter Bildung
unlöslicher Ausscheidungen, zersetzt. Der Rest der Hexosenblieb bisher ohne Verwertbarkeit
zurück. Die unlöslichen Stoffe machen es praktisch unmöglich, die Gewinnung von
Furfurol ununterbrochen durchzuführen; sie sind ein, unerwünschter Ballast und verringern
dieAusbeute sowohl an Furfurol als auch an den aus den Hexosen gebildeten organischen
Säuren.If the pentoses are made in a known manner by heating with mineral acid
converted into furfural oil, then hexoses are formed at the same time, sometimes with formation
insoluble waste, decomposed. The rest of the hexoses have so far remained useless
return. The insoluble substances make it practically impossible to obtain
To carry out furfural continuously; they are an unwanted ballast and reduce
the yield of both furfural and the organic formed from the hexoses
Acids.
flach der Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Im Anschluß
an die Gewinnung von Furfurol durch Erhitzen mit Säure macht man die Flüssigkeit
alkalisch, erhitzt sie dann weiter und trennt die entstandenen organischen Säuren
.ab. Es ist bekannt, daß Hexosen beim Erhitzen mit Alkalien zum Teil in organische
Säuren übergehen. Neu ist jedoch die Erkenntnis, daß jene unlöslichen Ausscheidungen
durch Kocheninalkalischer Flüssigkeit in Lösung gehen und dabei aufgeschlossen werden.
Sie gehen in ähnliche Produkte über, wie sie durch Alkalien aus den Hexosen gebildet
werden. Außerdem wird der noch verbliebene Rest von Hexosen bei der alkalischen
Kochung völlig umgewandelt.According to the invention, these disadvantages are avoided. In connection
The liquid is used to obtain furfural by heating it with acid
alkaline, it then heats it further and separates the organic acids formed
.away. It is known that when heated with alkalis, some of the hexoses are converted into organic
Acids pass over. What is new, however, is the knowledge that these insoluble excretions
go into solution by boiling alkaline liquid and are digested in the process.
They pass over into products similar to those formed from the hexoses by alkalis
will. In addition, the remainder of the hexoses becomes alkaline
Cooking completely transformed.
Aus den in Wasser unlöslichen Stoffen und den Hexosen entstehen dabei
hauptsächlich Milchsäure und Lävulinsäure neben geringen Mengen von Essig- und Ameisensäure.
Man trennt diese Stoffe in an sich bekannter Weise voneinander, indem man z. B.
ansäuert, die flüchtigen Säuren abtreibt und die nichtflüchtigen extrahiert.The water-insoluble substances and the hexoses result from this
mainly lactic acid and levulinic acid, along with small amounts of acetic and formic acid.
These substances are separated from one another in a manner known per se by z. B.
acidifies, drives off the volatile acids and extracts the non-volatile ones.
Beispielsweise sei eine wäßrige Lösung mit 30/0 Pentosen und 2,50/0
Hexosen zu verarbeiten.
Man stellt ihre Acidität .auf o,8 bis i,5o,'o
Mineralsäure, als Salzsäure -gerechnet,
ein und erhitzt unter. Druck. Das dahei,-sex@t_
stehende Furfurol wird abdestilliert;: D J
bringt man, vorzugsweise ohne den lf@rf@`y
verringern, Natronlauge oder eine
alkalisch reagierende Lösung in solch-eren:°@'
in das Druckgefäß, daß die Flüssigkeit eine Alkalität 4entsprechend o,5%iger Natronlauge
erhält. Man erhitzt kurze Zeit, z. B. 20 Minuten bei i 5o', bis die Lösung wieder
homogen oder nahezu homogen geworden ist. Beim Abdrücken der Lösung setzt man ihr
wieder Säure zu und kondensiert die die flüchtigen Säuren enthaltenden Dämpfe zwecks
Gewinnung von Ameisen- und Essigsäure. Bei der nunmehr folgenden Extraktion der
gegebenenfalls weitereingeengten Lösung gewinnt man Milchsäure und Lävulinsäure.
Die Ausbeuten an diesen beiden Säuren sindungefährdoppelt so hoch als sonst; aus
ioo 1 der ohenerwähnten Ausgangslösung kann man nach dem Abdestillieren des Furfurols
birher ungefähr 3oo g Lävulinsäure und q.o g Milchsäure gewinnen; wenn man jedoch
die alkalische Kochung einschaltet, so gewinnt man ungefähr 7O0 g Lävulinsäure'und
fast ioog Milchsäure.For example, an aqueous solution with 30/0 pentoses and 2.50/0 hexoses is to be processed. Its acidity is set at 0.8 to 1.5o, mineral acid, calculated as hydrochloric acid, one and heated under. Pressure. Das dahei, -sex @ t_
standing furfural is distilled off ;: DJ
bring it, preferably without the lf @ rf @ `y
decrease, caustic soda or a
alkaline reacting solution in such-eren: ° @ '
into the pressure vessel so that the liquid has an alkalinity of 4.5% sodium hydroxide solution. It is heated for a short time, e.g. B. 20 minutes at i 50 'until the solution has become homogeneous or almost homogeneous again. When the solution is squeezed out, acid is added again and the vapors containing the volatile acids are condensed to obtain formic and acetic acid. In the extraction of the optionally further concentrated solution that now follows, lactic acid and levulinic acid are obtained. The yields of these two acids are about twice as high as usual; From 100 liters of the above-mentioned starting solution, after the furfural has been distilled off, about 300 g of levulinic acid and qo g of lactic acid can be obtained; but if the alkaline cooking is switched on, about 700 g of levulinic acid and almost 100 g of lactic acid are obtained.
Alle diese Operationen lassen sich konti-#huierlich durchführen. Die
Ausgangslösung ann z. B. eine Batterie von Druckgefäßen erchströmen, in der nacheinander
.die saure ''und die alkalische Kochung geschehen, die Destillationsprodukte getrennt
abgezogen werden und die kontinuierliche Extraktion angeschlossen wird.All of these operations can be performed continuously. the
Starting solution ann z. B. erchström a battery of pressure vessels in which one after the other
The acidic and the alkaline boiling are done, the distillation products are separated
withdrawn and the continuous extraction is connected.