Titel: Zellstoffgewinnung mit Hilfe des elektrischen Stromes.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 274 (S. 262–265)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj274/ar274039

C. Kellner's Zellstoffgewinnung mit Hilfe des elektrischen Stromes.

Mit Abbildung.

Zur Herstellung von Zellstoff aus rohen Pflanzentheilen erhitzt Carl Kellner in Podgora bei Görz (* D. R. P. Kl. 55 Nr. 46032 vom 14. Juli 1887) dieselben in geschlossenen Gefäſsen mit Stoffen, welche auf die Kruste des Holzes u. dgl. zersetzend wirken, und erzielt eine beständige Wiederbelebung dieser Stoffe durch gleichzeitiges Durchleiten eines elektrischen Stromes. Hierzu eignen sich besonders Metallchlorid- und namentlich Chlornatriumlösungen, da die Kruste des Holzes, Strohes, Espartos u.s.w. durch Chlor, sowie durch gewisse Sauerstoffverbindungen desselben, wie unterchlorige Säure, zersetzt werden.

Werden die aufzuschlieſsenden Pflanzenstoffe in zerkleinertem Zustande mit Chlornatriumlösungen in geschlossenen Gefäſsen erhitzt und gleichzeitig ein elektrischer Strom durch die Lösung geleitet, so bilden die an den Polen frei werdenden Stoffe, Chlor und Natrium, mit dem Wasser unterchlorige Säure und Natronhydrat.

Bei der Zersetzung der Krusten durch Chlor und unterchlorige Säure, sowie auch in Folge des Erhitzens der unterchlorigen Säure für sich, wird Salzsäure gebildet, welche mit dem Natronhydrat zusammen wieder Chlornatrium entstehen läſst, so daſs ein Kreislauf stattfindet und dieselbe Flüssigkeit ungeschwächt den ganzen Vorgang durchmacht. Bei 128° C. wird aus Holz eine schneeweiſse, seidenglänzende, ungeschwächte Faser erhalten.

Bei Ausführung des Verfahrens verwendet man mit Vortheil drei senkrechte, oben und unten verbundene Röhren, die in einer Ebene liegen. In die äuſseren Röhren münden unten die beiden Elektroden |263| und in diejenige seitliche Röhre, in welcher die beiden elektronegativen Jonen (Chlor, unterchlorige Säure) beim Erwärmen aufwärts steigen, Werden die betreffenden Pflanzenstoffe gefüllt. Die beim Erhitzen aufwärts gehenden, die Jonen und deren Zersetzungsproducte enthaltenden Flüssigkeiten treffen oben zusammen, worauf dieselben durch die mittlere Röhre wieder abwärts gehen. Beim Vorüberflieſsen an den Elektroden findet dann abermals eine Zersetzung des Chlorides statt. Sehr gute Erfolge lassen sich bei dieser Einrichtung durch Strom Wechsel erzielen, wobei dann auch der zweite seitliche Schenkel mit Holz u.s.w. gefüllt wird. Die Pflanzenstoffe unterliegen dann abwechselnd der Behandlung mit alkalischen und sauren Lösungen. Die gebildete Natronlauge wirkt hierbei auf die Krusten derart zersetzend ein, daſs dieselben beim Stromwechsel schnell gelöst werden.

Um z.B. aus Nadelholz weiſsen Zellstoff für die Papierfabrikation zu erhalten, wird das in den bekannten Holzschneidern zerkleinerte Holz in die Kocher gebracht und letztere geschlossen, worauf man Kochsalzlösung zuflieſsen läſst. Im Allgemeinen genügt eine 5 procentige Lösung; bei einer Temperatur von etwa 126° C. erhält man in ungefähr 3½ Stunden (von dem Zeitpunkte der erreichten Temperatur an gerechnet) aus Fichtenholz festen, weiſsen, für feinere Papiere verwendbaren Zellstoff.

Das Kochen selbst geschieht in Kesseln, deren Innenflächen mit Blei o. dgl. ausgekleidet sind. Bewährt hat sich die abgebildete Einrichtung; die beiden feststehenden Kocher A und B sind Unten mit den Rohren I, oben mit den Rohren H verbunden und oben mit Füllöffnungen E und unten mit Entleerungsöffnungen versehen. Durchlöcherte Platten am oberen und unteren Ende verhindern, daſs Fasertheile vom Flüssigkeitsstrome mitgerissen werden und die Rohre verstopfen. Die beiden Rohre H vermitteln die Verbindung mit einem kleineren Zwischenkessel L, welcher ein Wasserstandsglas, Manometer, Sicherheits- und Entluftungsventil und ein durch das Ventil V abzusperrendes Rohr T trägt, dessen Verlängerung eine in einem Kühlbottich P liegende Kühlschlange bildet.

Textabbildung Bd. 274, S. 263

Der Kessel L endigt unten in einem Rohre K, welches bis unter |264| die Böden der Kocher führt und dann in die gabelförmigen Abzweigungen I ausläuft, welche, seitlich ansteigend, in die Böden der Kocher münden. In diese Rohre I sind bei M und N die beiden Elektroden R und S isolirt eingeführt. Die Kocher werden mit Holz gefüllt und so viel Kochsalzlösung eingelassen, daſs dieselbe im Wasserstandszeiger des Gefäſses L sichtbar wird, dann wird das Ventil V und alle Oeffnungen verschlossen und in die die Kocher durchlaufenden Heizrohre möglichst trockener Dampf eingelassen.

Da der Inhalt von A und B sich nun durch die Wärme ausdehnt, so steigt er durch H nach L, was weiter eine absteigende Strömung durch das Rohr K zur Folge hat. Beim Austritte aus K theilt sich die Flüssigkeit und steigt durch die Rohre I in der Pfeilrichtung wieder aufwärts, um von Neuem in die Kocher A und B einzutreten und diesen Kreislauf zu wiederholen. Beim Vorüberflieſsen der Flüssigkeit an den Elektroden tritt bei geschlossenem Strome die Zersetzung ein und vollziehen sich die früher erwähnten Nebenvorgänge. Tritt bei M der positive, bei N der negative Strom ein, so unterliegt die Kruste des in B befindlichen Holzes in Folge der Einwirkung des Chlors oder seiner Ableitungen einer starken Oxydation, während in A durch das aufwärts gehende Natron die in dem dort befindlichen Holze vorhandenen Harze u.s.w. verseift werden.

Die Ergebnisse der Zersetzung treffen sich (soweit sie löslich sind) im Hilfskessel L und wirken so auf einander, daſs als Enderzeugniſs wieder Chlornatrium gebildet wird, indem die von der Anode gebildete Chlorwasserstoffsäure die von der Kathode kommenden organischen Natronverbindungen zersetzt und unter Ausscheidung der organischen Stoffe die ursprüngliche Kochsalzlösung zurückbildet, während die ausgeschiedenen organischen Stoffe durch den immer wieder sich erneuernden Einfluſs des Chlors und seiner Verbindungen in solche Producte zerlegt werden, welche entweder in Lösung bleiben oder gasförmig entweichen.

Nachdem auf die beschriebene Weise ¼ bis ½ Stunde verfahren wurde, wird der Strom gewechselt. Hierbei wird durch abwechselnde Einwirkung von Chlor und Natron auf das Holz die Aufschlieſsung desselben beschleunigt. Man wiederholt daher den Stromwechsel öfter, bis der Zellstoff bloſsgelegt ist, was bei einer Temperatur der Kochflüssigkeit von etwa 126° C. nach 3 bis 3½ Stunden der Fall ist.

Die während des Kochens entwickelten, nicht wirksamen Gase, welche sich im Zwischenkessel L ansammeln, werden durch zeitweiliges Oeffnen des Ventils V in die Kühl- und Verdichtungsvorrichtung getrieben.

Wird in vorstehend beschriebener Weise gearbeitet, so erhält man aus dem Kessel, der am Schlusse des Verfahrens die Anode unter sich hatte, schneeweiſsen, für die feinsten Papierarten ohne Bleiche verwendbaren |265| baren Zellstoff, während das Erzeugniſs aus dem Kathodenkessel durch das am Schlusse des Verfahrens gebildete Alkali etwas gelblich gefärbt ist und nach dem Auswaschen mit einer sehr schwachen Chlorkalklösung behandelt werden muſs.

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