136902. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vegyi továbbfeldolgozásra alkalmas cellulózaanyagok kitermelésére cellulózatartalmú nyersanyagokból szulfiteljárással
2 136.902 .mennyiségű SO2 felhasználódása közben szilárd ligninszulfonsav keletkezik. Az ilyen vegyületben tudvalevően 1 kénatom 40 szénatomhoz van kapcsolva. 105 C° feletti hőmérsékleten olyan ligninszulfonsav képződik, melyben 1 kénatom 20 szénatomhoz van kötve, mely azután a főzés további folyamán a hernicellulózával együtt kioldódik. Hogy a találmány szerinti eljárás értelmében a hemicellulózákat a -lignin kioldásától elkülönítve cukrosítsuk és távolítsuk el, nem-pufferezett, gyakorlatilag biszulfitionoktól mentes, célszerűen 0,25%-os és ennél nagyobb töménységű S02-oldatot alkalmazunk, előnyösen 80—120 C° hőmérsékleten és 0,2—10 légkörnyi túlnyomáson. Előnyösen 2—6 légkörnyi túlnyomáson dolgozunk. A hemicellulóza hidrolíziséhez szükséges legmagasabb hőmérsékletet (meredek főzési görbében) mintegy 1—IV2 óra alatt érjük el, és ezt a legmagasabb hőmérsékletet kb. két óra hosszat fenntartjuk. Az alkalmazott nyersanyag különböző cellulóza- és hemicellulóza-tartakna szerint az a cukortöménység, ameddig az előhidrolízist folytatjuk, szintén különböző. A cellulózanyersanyagnak a főzősavhoz való 1 : 4 aránya esetén fenyőfánál mintegy 20%, bükkfánál mintegy 30%-ig megy a cukor termelési hányada légkörszáraz fára számítva. A feltárást ezután összesen 4—6% S02 — és 0,2—1% lúg — (pl. CaO-) tartalmú főzőlúggal végezzük, miután az értékes hemicellulózásokat cukor oldat alakjában az előhidrolízis befejezte után közvetlenül a főzetből eltávolítottuk. A nem-pufferezett savval való előkezelés után következő szokásos szulfitfeltárás helyett kétszakaszos főzés is alkalmazható, mely esetben a második szakasz szulfittartalma nagyobb az első szulfit főzésénél. A főzést előnyösen folyamatosan végezzük. Ilyen eljárási módnak nagy átalakítási sebessége folytán különös előnyei vannak. A feltárási eljárás első részében a hemicellulózarészek messzemenő eltávolításával elérjük, hogy a rákövetkező szulfitfeltárás 92% alfacellulózatartalmú anyagot eredményez a közönséges szulfitfőzéssel elérhető 87—88%-kal szemben, a fagumitartalom pedig könnyen a közönséges szulfitfőzéssel elérhető érték felére csökkenthető. Előnyösen úgy dolgozunk, hogy a megadott töménységű vizes S02-oldatokat mintegy 75 C° hőmérsékleten a feltárandó nyersanyagot tartalmazó, előmelegítővel felszerelt főzőedényekbe vezetjük, mimellett a flottaarányt 1 : 3,5-re állítjuk be. Legfeljebb egy óra alatt a savelőhidrolízis kívánt legnagyobb hőmérsékletére hevítjük. E hőmérsékleten mintegy két órán át tartó főzés után a cukortartalmú lúgot nyomáskiegyenlítő tartályba eresztjük le, az elillanó SÜ2-t új S02-oldatok dúsítására újból a toronyrendszerbe vezetjük vissza és az S02-ben szegény cukoroldatot invertáljuk vagy pedig nem invertálva az elélesztősítéshez készítjük el. Egy második nyomótartályból friss, előmelegített, az előhidrolízis főzősiavoldatával azonos, vagy ennél nagyobb S02-tartalmú SO2-oldatot, amelynek hőmérséklete a hidrolízis legmagasabb hőmérsékletének felel meg, adunk kiszorító- és mosófolyadékként a főzethez, és SO2-vel való elegendő dúsítás után újabb hidrolízishez használjuk fel. Ezután a főzési anyaghoz a hidrolízis hőmérsékletén levő, gyengén pufferezett biszulfittartalmú főzősavat vezetünk végső főzés céljából, mégpedig olyan összetételben, hogy az összes főzőlúg pl. 5—6% S02 -t és 0,4—1% (pl. CaO-t) tartalmazzon. Még kb. két óra hosszat 13 0—115 C° hőmérsékleten szulfonálunk és lehetőleg további két órán át a főzési hőmérsékletet a kívánt legnagyobb 130—145 C°-ig emeljük. Megfelelő feltárási idő esetén igen jól fonható cellulózaanyaggá főzhetünk. 1. példa: Tíz liter' 75 C° hőmérsékletre előmelegített vizes (0,5%-os) S02 -oldatot 30 mm hosszúságú fenyőszilánkokkal megtöltött, 12,5 liter űrtartalmú főzőedénybe" öntünk és egy órán keresztül 110 C° hőmérsékletre hevítjük. A főzőedénybe 2,4 kg légszáraz, azaz 2 kg légkörszáraz (20% nedvességtartalmú) fenyőfát töltöttünk. A lúgarány 1 : 5. Két és fél óra múlva a nyert, 7 liter, cukrot tartalmazó lúgot (70% lúgvisszanyerés) nyomáskiegyenlítő tartályba visszük. Az elillanó SÜ2-t újabb főzősav készítésére és dúsítására használjuk a hidrolízis céljaira. Az SC>2-ben szegény cukoroldatot kénsavval invertáljuk. A lúg cukortartalma 35 g/liter. Egy másik nyomóedényből 10 liter friss, előmelegített és az előhidrolízis főzősavával azonos S02 -tartalmú S0 2 -oldatot 110 C° hőmérsékletre felmelegítve, a még a főzőanyagban visszamaradt hidrolizátumok kiszorítására, valamint mosófolyadék gyanánt hozzávezetünk és egy fél óra múlva tartaléktartályba eresztünk le, hogy S02-gázzal újból telítve megint hidrolizáló folyadékot alkalmazhassunk. A cukortartalom 8,5 g/lit. A végső főzéshez előkészített, összesen 5,5% SO2 és 0,5% CaO-tartalmú főzősavat ugyancsak 110 C°-ra hevítjük fel és a mosófolyadék eltávolítása után közvetlenül bevisszük a főzőedénybe. Ezután 110 C° hőmérsékleten 2 óra hosszat nyugodni hagyjuk és további két és fél óra alatt a maximális 135 C° főzési hőmérsékletet érjük el. öt órán át tartó nyugalom után fonásra alkalmas cellulózaanyagot kapunk légkörszáraz fára számítva, fehérí tétlen állapotban, 43% termelési hányaddal, melynek alfacellulózatartalma 90% és fagumitartalma 2,5%. Mint a kiviteli példában is megadtuk, célszerű a hidrolizátum kiszorítását vizes, nem-pufferezett és azonos vagy nagyobb töménységű kénsavval végezni, miután ily módon forró kiszorító folyadék alkalmazása esetén a ligninnek Mgninsavas sók alakjában való oldódása kiküszöbölhető, ami biszulfittartalmú lúgok alkalmazása esetén nem volna lehetséges. Forró kiszorító folyadék alkalmazása ajánlatos, hogy a későbbi felhevítés kikerülhető legyen és ezáltal a feltárási időt lerövidítsük. A találmány szerinti munkamódot oly értelemben is megváltoztathatjuk, hogy az első szakaszban nem-pufferezett S02-oldattal kezdünk dolgozni és a főzési folyamat alatt adunk lúgot hozzá. A pentózánok maximális kioldásához szükséges töménységű cukoroldat nyerése után a főzési folyamatot megszakítjuk, az előhidrolizátumot elkülönítjük, majd ezt követőleg végezzük a a tulajdonképpeni feltárást. Ebben az esetben
