KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 55 (3)
PATENTNI SPIS
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 JUNA 1940
BR. 15624
Prof. Dr. Herbst VValter, Danzig - Oliva.
Postupak za dobijanje celuloznog brašna.
Prijava od 8 decembra 1938.	Važi od 1 jula 1939.
Predmet ovog pronalaska jeste postupak za dobijanje celuloznog brašna (praha) pomoču dalekosežnog ili potpunog razaranja celuloznih vlakana, čija se glavna odlika sastoji u torne, što se razaranje vlakana postiže bez znatne promene ostalih osobina celuloze.
Po postupku po pronalasku dobiveno celulozno brašno je podesno kao stočna hrana i kao dietna hrana ili kao dodatak ovoj, dalje kao sredstvo za upijanje i kon-zervisanje hranljivih tečnosti i vodom bogatih sredstava za stočnu i ljudsku ishranu (melase od šečerne repe, mleka, krvi, dži-gerice, mesa i t. sl.), kao inosilac i sredstvo za razblažavanje medikamenata, farmace-utskih preparata, materija za nasladu i mi-risnih materija u obliku tableta ili praha, kao puder kao i za različite tehničke svrhe.
Pokušaji, da se celuloza prevede u oblik brašna jedrno pomoču mehaničkog uticaja, nisu dali zadovoljavajuče rezultate. Na-protiv mogu celulozna vlakna da se lak o više ili manj e dalekosežno razore na taj način, što se materijal izlaže intenzivnem tretiranju kiselinama. Ova je mogučnost odavno poznata i tehnički se iskoriščuje, da bi se mešovite tkainne oslobodile od pa-muka (celuloze) (Postupak karbonisanja).
Ali produkti bez strukture i nerastvor-ljivi u vodi koji postaju pri uticaju kiseli-na na celulozu nisu više celuloza i ponaša ju se u hemijskom i fizičkom pogledu drukčije no ova. Oni se označuju sa „hi-droceluloza“ i opisuju se kao mase sasta-va u vidu peska do sastava sličnog drum-skoj prašini koje se mogu rastrljati, i koje su veoma otporne prema vrelim kiselina-
ma i alkalijama, deluju ne redukujuči i la-ko se rastvaraju u vreloj l°/o-noj kalijevoj lužini. Ovo se ponašanje objašnjava time, što kod hidroceluloze nisu u pitanju produkti degradovanja več reversioni produkti celuloze.
Uostalom je hidroceluloza nasuprot celulozi dalekosežno nesvarljiva, ona ima sa-svim malu moč upijanja tečnosti i ponaša se u drugom fizičkom odnosu veoma slično kao ilovača; n. pr. u vodi se skuplja veoma zbijeno i zatirn obrazuje žilave skoro za vodu nepropustljive slojeve.
Iz svih ovih razloga hidroceluloza nije podesna ni kao stočna hrana ni kao dietno hranljivo sredstvo ni kao sredstvo za upijanje ili kao prah.
Stoga se tehnički problem sastojao u torne, da se struktura vlakana celuloze ko-ja smeta pomenutim ciljevima upotrebe dalekosežno ili potpuno otkloni, a da se materijal uostalom bitno ine promeni.
Po pronalasku se ovo postiže veoma jakim smanjenjem inače za razaranje celuloznih vlakana potrebnog intenziteta uticaja kiseline u vezi sa kakvim podesnim mehaničkim tretiranjem materijala.
Kod dodira sa kiselinima celulozna vlakna več duže vreme pre svoga raspadanja postaju tako nežna i drobljiva, da po ispi-ranju i sušenju u odgovarajuči jako dej-stvujučim uredajima za mlevenje, ako i ne potpuno, a ono ipak u dovoljnoj meri za mnoge ciljeve mogu biti rastrljana. Prema torne dobivena brašna su mešavine iz hidroceluloze i celuloze koja se sastoji iz izmrvljenih vlakana i ponašaju se torne odgovarajuči, t. j. istina več povoljnije no
Din 15.—
hidroceluloza ali još ni-kako optimalno u smislu ciljeva koji se teže ovim pronalas-kom.
Potpuno po pronalasku rešenje problema sastoji se u torne, sastoji se u torne, što je nadeno da se celulozna vlakna več po srazmerno veoma kratkom uticaju kiseti-ne, za šta dolaze u obzir prvenstveno mineralne kiseline, kao n. pr. hlorovodonična kiselina, sumporna kiselina, sumporasta ki-selina i azotna kiselina, mogu praktično potpuno rastri jati, ako se mlevenje predu-zima u vlažnom stanju.
U najpovoljnijem slučaju je naime do-voljno samo 60 sekunada dugo bavljenje celuloze u 6%-noj hlorovodoničnoj kiseli-ni pri 100° C, da bi se njena vlakna ospo-sobila da se mogu u vlažnom, nabubrelom stanju rastri jati. Da je pri torne u pitanju manje kemijsko menjanje celuloze no laba-vljenje njene fizičke strukture, dobija se — nezavisno od kratkoče potrebnog trajanja tretiranja — iz činjenice, da se dodir celuloze sa ključajučom 6%-nom hlorovodoni-čnom kiselinom od 60 sekunada može čak smanjiti na ono vreme (manje od 10 sekunada!), -koje je potrebno, da se materija potpuno natopi, prožme, ako se odmah u nastavku preduzima neutralizacija upijene kiseline n. pr. rastvorom natrium karbonata. Prema torne se procesom neutralizova-nja potpomaže postajanje vlažnog stanja celuloze koje omogučuje rastrljavanje vla-kana.
Navedenim se tretiranjem celuloza u fi-zičkom odnosu menja samo malo a u he-mijskom pogledu se praktično uopšte ne menja. Usled toga mogu po pronalasku do-bivena celulozna brašna biti n. pr. od Strane marve (stoke) isto tako dobro svarena, t. j. biti degradovana u materije koje se mogu resorbovati kao i čista celuloza koja nije tretirana kiselinom, i koja ipak sa svoje strane kao sredstvo za ishranu praktično ne dolazi u obzir usled teškoča u ishra-ni uslovljenih vlaknastom strukturom, dok s druge Strane hidroceluloza može da se utroši kao hrana ali je — kao što je več izleženo — skoro nesvarljiva.
Uostalom se po pronalasku kiselinom tretirana celuloza odlikuje time, što ona pri sušenju, bez prethodno izvršenog ras-trljavanja vlažnih vlakana, dospeva u stanje koje je slično netretiranom suvom po-četnom materijalu, koji u velikoj meri is-ključuje razaranje vlakana mehaničkim sredstvima. Čak i tada, kad se tretiranje kiselinom celuloze vrši jačom koncentracijom kiseline, dužim trajanjem uticanja i u datoni slučaju pri visim temperaturama vrši 30 do 35 puta intenzivnije, no što bi to bilo potre-
bno, da bi se vlakna u vlažnom stanju učinila sposobnim za potpuno rastrljavanje, kad se n. pr. kuva sa tri puta jačom kiselinom 10 puta duže pri 100° C, mlevenje materijah u sušenom stanju u mlinovi-ma sa pločastim kamenjem ne daje brašna bez vlakana.
Usled toga se bitna odlika postupka po pronalasku sastoji u torne, što se tretiranje celuloze kiselinom izvodi znatno manje intenzivno, no što bi to bilo potrebno, da se razaranje vlakana omoguči mleve-njem u suvom stanju, i da se kiselinom prethodno tretirani materija! melje vlažno, kad treba da se postigne potpuno ili bar u velikoj meri razaranje vlaknaste strukture celuloze.
Kao što je navedeno, mogu pod utica-jem 6%-ne hlorovodonične kiseline pri 100° C celulozna vlakna biti več posle 60 sekunada osposobljena za rastrljavanje u vlažnom stanju. Ovaj najpovoljniji slučaj je pak obično dat samo pri tehnički čistoj, t. j. „meko kuvanoj" i beljenoj sulfitnoj celulozi. Da bi se u isto stanje dovele manje ineke ili ,,tvrdo kuvane“ sulfitne celuloze, natrijske celuloze, koje sadrže lignina ili čak i smole, druge celuloze ili celulozni materijah kao pamuk, lan, lika, slanine vrste i t. d., mora tretiranje kiselinom prema okolnostima biti do 10 puta intenzivnije izvedeno, t. j. umesto 1 minute mora 6°/o-na hlorovodonična kiselina pri 100° C uticati do 10 minuta. Takode pri torne razume se ima značaja sirovina iz koje je celuloza dobivena, i najzad i njeno stanje raspode-le; tako labavija celuloza, n. pr. celulozna vata dospeva brže u stanje sposobno za rastrljavanje pri vlažnom mlevenju no de-belela celulozna ljepenka.
Pošto kod tretiranja po pronalasku velikih celuloznih masa s jedne Strane po-stoje teškoče, da se koncentrisanost kiseline, temperature i reakciona vremena odr-žavaju jednakim u svima delovima materije, i veliki mlinski agregati prema iskustvu ne-maju stepen dejstva kao laboratoriumski mlinovi, a s druge strane prekoračenja minimalnih vremena za dva do tri puta veča vremena još ne donose znatne nezgode, može se u praktičnem fabrikacionom pogonu upotrebiti ova mogučnost, da se pre-korače minimalna vremena, da bi se dobila materija koja se u svima svojim delovima može dobro mleti i jednovremeno da se održava što je rnoguče nižini utrošak me-haničkog rada koji je potreban za rastrljavanje vlakana.
Za mnoge ciljeve upotrebe celuloznih brašna mogu minimalna vremena tretiranja čak -biti prekoračena za četiri do deset
puta veči iznos, n. pr. tada, kad konačni produkat treba da ima srazmerno veliku gustinu i relativno malu moč upija-nja, za tečnosti. Ali i kod tako dugih reakcionih vremena ne postaju još nikakvi produkti koji pri suvom mlevenju daju brašna bez vlakana, pošto bi — kao što je več navedeno — za ovo bila potrebna vremena utica-nja koja odgovaraju više no 30 do 35-strukom iznosu minimalnih vremena.
Ipak pod datim uslovima (vrsta sirovi-ne, koncentrisanost kiseline, temperatura uticanja, željena kakvoča konačnog produkta) treba da se prethodnim ogledima kao optimalna utvrdena reakciona vremena održavaju što je moguče tačnije u fabri-kacionom pogonu, da bi se za izvesne obredene ciljeve dobila naročito podesna celulozna brašna u uvek jednakom kvaliteti!.
Pošto kod tretiranja velikih celuloznih masa održavanje veoma kratkih reakcionih vremena pruža tehničke teškoče, to se za praktični fabrikacioni pogon celishodno bira kakav podesan ekvivalenat napred o-pisanog tretiranja kiselinom. Ili se smanju-je koncentrisanosti kiseline ili njena temperatura uticanja ili oboje, da bi se na ovaj način dospelo do znatno dužeg trajanja tretiranja, koje se može bolje kontrolisati i može se održavati sa manjim procentual-nim greškanra.
Mogučnost za ovo se pruža iz sledečih odnosa:
Za proizvodenje stanja celuloze po pro-nalasku potrebno trajanje uticanja kiseline je obrnuto proporcionalno,
a)	pri istoj temperaturi jačini kiseline, pri čemu je svejedno koja je vrsta kiseline, naročito kod mineralnih kiselina;
b)	pri jednakoj jačini kiselina n-tom stepenu kakvoga broja koji se nalazi iz-meau 1,10 i 1,15, kad se za n uzmu svag-dašnje temperaturne razlike u Celziusovim stepenima sa odgovarajučim znakom.
Ako se dakle umesto kakve 6%-ne upo-trebi 1%-na hlorovodonična kiselina, to se pri 100° C u optimalmom slučaju potrebno najmanje trajanje tretiranja povečava od 1 minute na približno 6 minuta. Ako se osim toga temperatura uticanja smanji od 100° C na 75° C, to se najmanje trajanje tretiranja još produžuje, i to na prosečno 1% do 2 časa.
Po isteku svagda najpovoljnijeg vremena uticanja se kiselina ili neutrališe ili se ispira vodom, a po torne se celuloza ostav-ljanjem da se očedi, presevanjem ili cen-trifugisanjem oslobada od jednoga dela tečnosti i sa sadržinom vode od celishodno približno 50 do 75% se mehanički rastrija-va, n. pr. u mlinovima sa pločastim kame-
njem ili u konusnim mlinovima, Na ovaj način postali produkat koji je sličan nabu-breloin pšeničnom grisu može zatim neposredno, dakle vlažan, biti upotrebljen kao stočna hrana ili se presovati u briketne blo-kove ili ploče slične uljanim pogačama i u slučaju potrebe izlagati se sušenju, ili se može sušiti u postoječem obliku grisa i zatim upotrebiti ili po sušenju n. pr. dalje mleti u sitan prah u mlinovima sa ukrsnim udaranjem.
Ako za izvesne naročite ciljeve treba da se do-biju celulozna brašna, koja imaju još. izvesnu strukturu vlakana, t. j. da se delimično ili pretežno sastoje iz razlomljenih delova vlakana, to se ovo može postiči time, što se vlažno mlevenje celuloze po pronalasku tretirane kiselinom i zatim o-slobodene od kiseline izvodi sa samo malo pritegnutim mlinskim pločama (koturima), pri čemu se vlakna samo delimično rastr-ljavaju, ili što se materijal melje tek po izvršenom sušenju.
Iz celuloza zagadenih smolom ili sličnim materijama prema prednjim navodinra do-biveni celulozni preparati imaju osobinu koja je od smetnje za mnoge ciljeve, da po izvršenom sušenju pri višim temperaturama rdavo primaju vodu i takode ni po danima dugom potapanju u vodu, čak ni ku-vanjem ne mogu više ponovo biti dovedeni u kašasto stanje, koje su imali pre sušenja.
Ovo se ponašanje može po pronalasku sprečiti time, ili otkloniti time, što se materijal pre ili posle tretiranja kiselinom pomoču ispiranja alkalnim rastvorima, n. pr. razblaženom celishodno vrelom natrije-vom lužinom, rastvorom natrium karbonata ili drugim sredstvima koja rastvaraju smole oslobadaju od nečistoča ili (i) što se konačno sušenje koje se vrši posle vlažnog mlevenja ostvaruje pri temperaturama is-pod 75 do 80° C.'
Opisana osobina, da po izvršenom sušenju rdavo prima vodu i da se u njoj nedo-voljno razmekšava, postoji i kod celuloza, čija su vlakna usled uticaja kiselina koje sadrže sumpora kao sumporna kiselina ili sumporasta kiselina, n. pr. u procesu sulfit-nog kuvanja pri prisustvu slobodne sumpo-raste kiseline u vlažnonr stanju postala lomljiva. Nedovoljna sposobnost za upijanje i sposobnost za razmekšavanje takvih celuloza je, nezavisno od eventualnih nečistoča usled smolastih materija, prouzrokova-na prisustvom organskih jedinjenja koja sadrže sumpora.
Takvi celulozni preparati mogu po pronalasku time biti prevedeni u suve produkte koji se mogu lako ponovo razmekšati, što se
1.	suše,
2.	u razblaženim alkalnim rastvorima ponovo potapaju i celishodno u ovima se za kratko vreme zagrevaju,
3.	ispiraju se vodom i
4.	ponovo se suše.
Naravno da se intenzitet alkalnog tre-tiranja upravlja prema sastavu svagda po-stoječeg materijala, prema količini organskih jedinjenja koja sadrže sumpora a koja se naiaze u ovome, kao i prema torne, da li se pored ovih sadrže još i smole ili slične zagadujuče materije.
U svima slučajevima u kojima luženje vlažnog materijala razblaženim celishodno vrelim alkalnim rastvorima nije dovoljno da bi se posle sušenja dobili celulozni preparati koji se mogti opet lako razmek-šati, vodi ka uspehu kombinacija tretiranja alkalijama sa medusušenjem koje prethodi i koje je navedeno pod 1., pri čemu je dejstvo najbolje tada, kad se osušeni materijal izloži za izvesno vreme visokim temperaturama, do preko 100° C. Time se naime dobijaju celulozni produkti kod kojih se pod 4 navedeno završno sušenje može bez štete izvoditi pod visokim temperaturama, dok pri običnim temperaturama sušena i bez naknadnog zagrevanja kakvim alkalnim rastvorom tretirana materija samo tada daje konačni produkat koji se može ponovo dobro razmekšati, kad se završno sušenje vrši pri niškim temperaturama. Ipak se završnim sušenjem koje se vrši pri temperaturama ispod 75 do 80° C u svakom slučaju još poboljšava dejstvo opisanog naknadnog tretiranja.
Kod celuloza, koje sadrže smole i slične nečistoče ili organska jedinjenja koja sadrže sumpora, može izostati tretiranje alkalijama, kad sposobnost za upijanje i ponovno razmekšavanje sušenih konačnih produkata u pogledu na cilj upotrebe ili ne igra nikakvu ulogu ili kad po pronalasku kiselinom tretirani, z ati m od kiseline oslo-bodeni i u vlažnom stanju rastrljani materijal treba da se upotrebi bez sušenja, dakle vlažan, n. pr. kao stočna hrana.
Niže navedeni primeri izvodenja poka-zuju, kako se tretiranje kiselinom celuloze može komibinovati sa vlažnim i suvim mle-venjem kao i u datom slučaju sa tretira-njem alkalijama i medusušenjem.
Primer 1. — U trgovini uobičajena beljena, no ipak još male količine smola i t. sl. sadržavajuča sulfitna celuloza se kuva u 1%-nom rastvoru hlorovodonične kiseline 15 do 60 minuta pri 100° C, zatim se ispiranjem vodom oslobada od kiseline, i kuva se 15 minuta sa 0,5°/o-nim rastvorom natrium karbonata, ponovo se ispira
vodom, ponroču kakve preše po načinu pu-ža delimično oslobada od vode, zatim se sa sadržinem vode od približno 50 do 75°/o rastrljava u kakvom mlinu sa pločastim kamenjem do potpunog razaranja vlaknaste strukture celuloze, posle čega se na uobi-čajeni način sluši pri 100 do 110° C i naj-zad se n. pr. u kakvom aeroplanu (sa ukrs-nim udaranjem) dalje melje u sitan prah bez vlakana.
Primer 2. — Po tretiranju kiselinom kao u primeru 1 i po ispiranju ili neutrali-sanju materijala ovaj se suši i zatim se ili prvo melje u kakvom mlinu sa pločastim kamenjem a po torne u kakvom aero-mlinu ili se odmah melje u aero-mlinu, pri čemu se d obija brašno koje se pretežno sastoji iz kratkih, izlomljenih, komada vlakana i koje je sklono ka obrazovanju pahuljica.
Primer 3. — U običnom procesu sulfit-nog kuvanja u prisustvu slobodne sumpo-raste kiseline se celuloza, koja je „skuva-na“ do stanja koje po pronalasku omogu-čuje rastrljavanje vlakana vlažnim mleve-njem, posle ispiranja tečnosti za kuvanje delimično oslobada od vode pomoču kakve centrifuge, a zatim se prema primeru 1 vlažno melje, suši pri 110 do 120° C, i po sušenju se još za približno 15 do 30 minuta dugo održava na ovoj temperaturi, a po torne se kuva 15 minuta u 0,5°/o-nom rastvoru natrium hidroksida i po ispiranju lužine se ponovo suši.
Patentni zahtevi:
1.	Postupak za dobijanje celuloznog brašna, naznačen time, što se celuloza tako tretira razblaženom kiselinom, naročito mineralnim kiselinama, da ova s jedne Strane postaje u vlažnom, nabubrelom stanju ta-kva da se može rastrljati do gubitka svoje vlaknaste strukture i s druge Strane posle sušenja vršenog u nastavku za tretiranjem kiselinom i suvom mlevenju daje još pretežno iz vlaknastih razlomljenih komada sa-stoječa se brašna.
2.	Postupak po zahtevu 1, naznačen time, što se kiselinom tretirana celuloza ispiranjem vodom ili neutralisanjem oslobada od kiseline, a zatim se u vlažnom stanju, n. pr. u mlinovima sa pločastim kamenjem, rastrljava.
3.	Postupak po zahtevu 1 i 2, naznačen time, što se vlažnim mlevenjem dobiveni produkti suše i osušeni se melju dalje.
4.	Postupak po zahtevu 1, naznačen time, što se kiselinom tretirana celuloza o-slobada od kiseline ispiranjem ili neutralisanjem, a zatim se suši i suvo melje.
5.	Postupak po zahtevu 1, naznačen ti-
me, što se tehnički čista sulfitna celuloza kuva sa 1%-nim vodenim rastvorom 15 do 60 minuta dugo pri 100° C ili se podvrgava tretiranju kiselinom kemijski ekvivalentnem ovom tretiranju.
6.	Postupak po zahtev-u 1, naznačen time, što se sulfitne celuloze, natrijske celuloze, koje sadrže lignina, smole i druge nečistoče, druge celuloze ili celulozom bogati materijah, kao pamuk, lan, lika, slamne vrste kuvaju na 100° C sa 1%-nim vodenim rastvorom hlorovodonične kiseline do 10 časova dugo ili se podvrgavaju kakvom tretiranju kiselinom ekvivaletnom kemijski ovom tretiranju.
7.	Postupak po zahtevu 1 do 4, i 6, naznačen time, što se celuloze koje sadrže nečistoče pre ili posle tretiranja kiselinom podvrgavaju kakvom luženju alkalijama, n. pr. razblaženim celishodno vrelim rastvorom natrium hidroksida ili natrium karbonata.
8.	Postupak zo zahtevu 1 do 4, 6 i 7, naznačen time, što se luženje celuloze alkalijama preduzima po tretiranju kiselinom i izmedu tretiranja kiselinom i alkalijama u-ključuje sušenje materije oslobodene od kiseline.
9.	Postupak po zahtevu 1 do 4 i 6 do 8, naznačen time, što se izmedu tretiranja kiselinom i alkalijama sušeni materijal za iz-vesno vreme izlaže višim temperaturama, do preko 100° C.
10.	Postupak po zahtevu 1 i 6 do 9, naznačen time, što se kiselinom i alkalijama tretirani materijal izlaže kakvom završnom sušenju.
11.	Postupak po zahtevu 1 do 10, naznačen time, što se završno sušenje materi-jala tretiranog kiselinom i u datom slučaju alkalijama vrši pri temperaturama ispod 75 do 80° C.

.
. .
■ •
.
,

.
'
.......................................................................