[go: up one dir, main page]

RU2573361C2 - Усовершенствованный способ извлечения сахаров из предварительно обработанного потока лигноцеллюлозной биомассы - Google Patents

Усовершенствованный способ извлечения сахаров из предварительно обработанного потока лигноцеллюлозной биомассы Download PDF

Info

Publication number
RU2573361C2
RU2573361C2 RU2013119637/12A RU2013119637A RU2573361C2 RU 2573361 C2 RU2573361 C2 RU 2573361C2 RU 2013119637/12 A RU2013119637/12 A RU 2013119637/12A RU 2013119637 A RU2013119637 A RU 2013119637A RU 2573361 C2 RU2573361 C2 RU 2573361C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soaking
biomass
zone
liquid phase
soaking zone
Prior art date
Application number
RU2013119637/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013119637A (ru
Inventor
Пьеро ОТТОНЕЛЛО
Симоне ФЕРРЕРО
Паоло ТОРРЕ
Франческо КЕРКИ
ФАВЕРИ Данило ДЕ
Луиш ОРИАНИ
Original Assignee
БЕТА РЕНЬЮЭБЛС С.п.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43739174&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2573361(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by БЕТА РЕНЬЮЭБЛС С.п.А. filed Critical БЕТА РЕНЬЮЭБЛС С.п.А.
Publication of RU2013119637A publication Critical patent/RU2013119637A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2573361C2 publication Critical patent/RU2573361C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0057—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Xylans, i.e. xylosaccharide, e.g. arabinoxylan, arabinofuronan, pentosans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Xylans, e.g. rhodymenans; Hemicellulose; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002—Xylose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/007—Separation of sugars provided for in subclass C13K
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30—Defibrating by other means
    • D21B1/36—Explosive disintegration by sudden pressure reduction
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/02—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with water or steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)

Abstract

В данном изобретении описан усовершенствованный способ извлечения сахаров на основе ксилана (C5) из биомассы. Усовершенствованный способ включает в себя ряд последовательных вымачиваний и промывок биомассы в отличие от проведения одностадийного вымачивания и промывки. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Уровень техники
В области переработки биомассы общепринятой практикой является превращение лигноцеллюлозной биомассы в этанол. Если биомасса представляет собой полисахарид-содержащую биомассу и является лигноцеллюлозной, часто применяют предварительную обработку или вымачивание, чтобы гарантировать, что структура лигноцеллюлозного содержимого окажется более доступной для ферментов, в то же время концентрации вредных, ингибирующих побочных продуктов, таких как уксусная кислота, фурфурол и гидроксиметилфурфурол, обычно являются высокими и создают проблемы при дополнительной переработке.
Вообще говоря, при более жестком режиме обработки целлюлозное содержимое материала является более доступным для ферментов. Фактор жесткости при обработке перегретым паром по технологии парового взрыва известен в научной литературе как Ro и является функцией времени и температуры обработки, выраженной в виде уравнения
Ro=t×e[(T-100)/14,75],
где температура T выражается в градусах Цельсия, и время обработки t выражается в общепринятых единицах. Формула также выражается в логарифмическом виде Ln (Ro), а именно
Ln(Ro)=Ln(t)+[(T-100)/14,75].
Обычно считается, что высокое значение Ro связано с высоким числом нежелательных побочных продуктов, таких как фурфурол, которые ингибируют гидролиз и ферментацию биомассы.
Поэтому существует потребность в жестком способе обработки с высоким общим Ro, который в то же время позволяет производить продукт с низким уровнем фурфурола и высокими выходами сахаров.
Сущность изобретения
В данной заявке описан способ вымачивания лигноцеллюлозной биомассы, содержащий стадии: A) введения исходного сырья лигноцеллюлозной биомассы в первую зону вымачивания; B) вымачивания исходного сырья лигноцеллюлозной биомассы в присутствии жидкости или паров жидкости в течение первого периода обработки и при первой температуре, соответствующей первому фактору жесткости условий вымачивания, приводящих к образованию первой жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров; C) отделения, по меньшей мере, части первой жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, от биомассы первого вымачивания; D) введения биомассы из первой зоны вымачивания во вторую зону вымачивания в присутствии жидкости в течение второго периода обработки и при второй температуре, соответствующей второму фактору жесткости условий вымачивания, приводящих к образованию второй жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, где второй фактор жесткости больше, чем первый фактор жесткости; E) отделения, по меньшей мере, части второй свободной жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, от биомассы второго вымачивания.
Дополнительно описано применение стадии третьего вымачивания и промывания путем введения биомассы из второй зоны вымачивания в третью зону вымачивания в присутствии жидкости в течение третьего периода обработки и при третьем температурном диапазоне, соответствующем третьему фактору жесткости условий вымачивания, приводящих к образованию третьей жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, где третий фактор жесткости больше, чем второй фактор жесткости; отделения, по меньшей мере, части третьей жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, от биомассы третьего вымачивания.
Дополнительно описано, что вымачивание и промывку можно проводить в ряде последовательных емкостей, одной и той же емкости или аппарате, и что зоны вымачивания могут располагаться друг над другом или на одной линии. Также описано, что способ может представлять собой непрерывный или периодический процесс.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлено схематическое изображение первого варианта осуществления способа. На фиг.2 представлено схематическое изображение второго варианта осуществления способа.
Подробное описание
В данном изобретении обнаружено, что когда обработку биомассы, в частности лигноцеллюлозной биомассы, проводят с применением ряда последовательных стадий вымачивания/гидролиза, полученный в результате общий фактор жесткости может быть очень высоким, что свидетельствует о длительном периоде нахождения при повышенных температурах в условиях различных фаз, однако количество извлеченного продукта является значительно более высоким, чем можно было бы ожидать.
Общая идея показана на следующем демонстрационном примере с фактором жесткости, определяемым формулой:
Ro=t×e[(T-100)/14,75]
с температурой T, выраженной в градусах Цельсия, и временем t, выраженным в общепринятых единицах, в случае меньше нескольких минут.
Формула также выражается в логарифмическом виде Ln (Ro), а именно
Ln(Ro)=Ln(t)+[(T-100)/14,75].
Когда применяется ряд последовательных стадий, общий фактор жесткости представляет собой сумму отдельных Ro для каждой стадии вымачивания.
Сама по себе процедура вымачивания известна в данной области техники и относится к подаче лигноцеллюлозной биомассы с содержанием целлюлозы, по меньшей мере, 5 масс.% сухого вещества, и предпочтительно, по меньшей мере, 10 масс.% сухого вещества биомассы в зону вымачивания или реактор; введению пара, обычно водяного пара, и выдерживанию биомассы при температуре в течение установленного периода времени. Водяной пар добавляют в реактор для вымачивания в примерной пропорции от 0,5 кг пара/1 кг исходного сырья биомассы до 10 кг пара/1 кг исходного сырья биомассы, в зависимости от выбранного фактора жесткости. Вместо добавления водяного пара можно добавлять жидкую воду и нагревать до выбранных условий. В зоне вымачивания биомасса удерживается в присутствии водяного пара и воды в течение приблизительно от 30 минут до 3 часов или дольше, опять-таки в зависимости от требуемого фактора жесткости. Температура вымачивания может составлять от 100°С до 210°С или даже выше, хотя более высокая температура сопровождается уменьшением выходов. После вымачивания смесь твердых веществ/жидкости/водяного пара втекает в наклонный реактор, обычно находящийся при таком же давлении, как реактор для вымачивания. На этой стадии жидкая фаза извлекается с помощью разгрузочного шнека и втекает в наклонный реактор. Твердая биомасса переносится в наклонный реактор с помощью охлажденного конденсата или равномерно добавляемой воды, поступающей противотоком к потоку твердой фазы и извлекающей свободную жидкую фазу с растворенными ксиланами и производными ксиланов.
Примеры для сравнения CE-A и CE-C (см. таблицу 2)
В примере для сравнения CE-A лигноцеллюлозную биомассу вымачивали при указанной температуре в течение времени, указанного в таблице 1 (Условия вымачивания). Рассчитанный фактор жесткости для такой стадии составлял 20. На такой отдельной стадии извлекали только 6,94% ксиланов, присутствующих в поступающем сырьевом потоке. 87,89% оставалось в твердой фазе и 5,17% терялось, то есть превращалось в ряд нежелательных побочных продуктов.
В примере для сравнения CE-C то же самое исходное сырье вымачивали в условиях, указанных в таблице 1 для фактора жесткости 6802, намного более жестких, чем условия по примеру для сравнения CE-A. На одной такой стадии 65,05% ксиланов оставалось в твердой фазе и 18,92% извлекалось с жидкой фазой, хотя 16,03% ксиланов терялось в виде побочных продуктов.
Таблица 1
Условия вымачивания
Пример Температура
(°С)
Т		 Время (мин)
(t)		 Фактор жесткости Ro=t × e[(T-100)/14,75]
А и СЕ-А 100 20 20
В 140 30 452
С и СЕ-С 180 30 6802
Таблица 2
Примеры для сравнения
Пример Фактор жесткости Ro Ксилан в потоке твердой фазы (% ксилана в потоке твердой фазы в расчете на содержание ксилана в исходном сырье) Ксилан в потоке жидкой фазы (% ксилана в потоке жидкой фазы в расчете на содержание ксилана в исходном сырье) Потери ксилана (% ксилана, не попавший в поток твердой или жидкой фазы, в расчете на содержание ксилана в исходном сырье)
СЕ-А 20 87,89 6,94 5,17
СЕ-С 6802 65,05 18,92 16,03
В демонстрационном примере 2 (см. таблицу 3) осуществляли стадию CE-A, извлекали жидкую фазу с последующим осуществлением стадии CE-C. Как можно видеть из полученных данных, количество ксилана, извлеченное в поток жидкой фазы, было немного ниже, чем ожидалось (ниже количества, извлеченного при непосредственном суммировании CE-A и CE-C).
Неожиданно количество потерь ксилана в виде побочных продуктов составило только 11,68% в отличие от количества потерь 16,03% на отдельной стадии CE-C. Поскольку твердая фаза после вымачивания обычно проходит на стадию обработки перегретым паром (стадию парового взрыва) и стадию ферментативного гидролиза, ксилан, остающийся в твердой фазе, доступен для дополнительного извлечения.
В демонстрационном примере 2 объединены условия стадии вымачивания A, промывки и последующей стадии вымачивания C.
В демонстрационном примере 3 добавляли стадию с фактором жесткости в диапазоне между примерами A и C, названную стадией B. Таким образом, в демонстрационном примере 3 лигноцеллюлозную биомассу вымачивали в условиях примера A с извлечением потока жидкой фазы. Затем остающуюся твердую фазу обрабатывали в условиях стадии B с извлечением жидкой фазы. Затем остающуюся твердую фазу обрабатывали в условиях примера C и извлекали жидкую фазу. Как можно видеть в таблице 3 (демонстрационные примеры), по сравнению с отдельной стадией С потери ксилана были меньше, и 36,97% ксилана растворялось в жидкой фазе при количестве ксилана, остающемся в потоке твердой фазы, 47,91%.
Таблица 3
Демонстрационные примеры
Пример Фактор жесткости Ro Ксилан в потоке твердой фазы (% ксилана в потоке твердой фазы в расчете на содержание ксилана в исходном сырье) Ксилан в потоке жидкой фазы (% ксилана в потоке жидкой фазы в расчете на содержание ксилана в исходном сырье) Потери ксилана (% ксилана, не попавший в поток твердой или жидкой фазы, в расчете на содержание ксилана в исходном сырье)
WE-1
A+B		 472 76,77 13,25 9,98
WE-2
A+C		 6822 66,50 21,82 11,68
WE-3
A+B+C		 7273 47,91 36,97 15,12
Данный пример показывает повышенную эффективность осуществления стадий вымачивания и промывки последовательным образом. Данный способ можно осуществлять в ряде последовательных емкостей, как изображено на фиг.1, где фактор жесткости постепенно увеличивается от одной емкости к другой либо в виде температуры, либо в виде времени обработки.
Что касается фиг.1, зоны вымачивания A, B, и C расположены в виде последовательного ряда. В них поддерживается своя соответствующая температура. В случае зоны A обработка зоны вымачивания A перегретым водяным паром осуществляется при температуре T1 и давлении P1 с биомассой, выдерживаемой в зоне при температуре TA в течение периода времени tA. Биомасса движется с помощью разгрузочного шнека Ad, перетекая в наклонный реактор (Ai), с извлечением при этом жидкой фазы LA.
После того, как биомасса была вымочена, она движется в следующую зону вымачивания, зону B, характеризуемую аналогично зоне A. В случае зоны B обработка зоны вымачивания В перегретым водяным осуществляется при температуре T2 и давлении P2 с биомассой, выдерживаемой в зоне при температуре TB в течение периода времени tв. Биомасса движется с помощью разгрузочного шнека Bd, перетекая в наклонный реактор (Вi), с извлечением при этом жидкой фазы LB.
Теперь биомассу, вымоченную и промытую в течение второго периода времени, посылают в третью зону вымачивания, зону C, характеризуемую аналогично зонам A и B. В случае зоны C обработка зоны вымачивания С перегретым водяным осуществляется при температуре T3 и давлении P3, с биомассой, выдерживаемой в зоне при температуре Tc в течение периода времени tc. Биомасса движется с помощью разгрузочного шнека Cd, перетекая в наклонный реактор (Сi), с извлечением при этом жидкой фазы LC.
Затем биомасса движется к компрессору для ее подготовки к обработке перегретым паром по технологии парового взрыва. Последняя зона имеет свой фактор жесткости, более высокий, чем фактор жесткости, по меньшей мере, одной из зон, расположенных в способе до нее.
Способ также можно осуществлять в одном вертикальном реакторе, состоящим из зон, таком как реактор, описанный в патентной заявке США 2008/0295981 (см. фиг.1 патентной заявки США 2008/0295981).
Адаптация способа для вертикальной колонны будет совершенно очевидна, как только специалист в данной области техники поймет, что множество промывок при постепенно увеличивающейся температуре значимо с практической точки зрения. На фиг.2 показаны типовые операции, осуществляемые в таком устройстве. Биомассу загружают в верхнюю часть емкости, проходящей внутри зоны A, где биомасса подвергается обработке при умеренных температурных условиях в присутствии водяного пара, вводимого при температуре T1 и давлении P1, и биомассу выдерживают при температуре TA в течение установленного периода времени tA, обычно с низким фактором жесткости. Жидкую фазу LA, содержащую ксилан, можно отделять от биомассы с применением отжимного сита, указанного диагональными линиями в нижней части зоны A, или любого другого устройства, а твердая фаза проходит в следующую зону - зону B.
В зоне B биомассу подвергают обработке в присутствии водяного пара, вводимого при температуре T2 и давлении P2, и выдерживают биомассу при температуре TB в течение установленного периода времени tВ; жидкую фазу LB, содержащую ксилан, можно отделять от биомассы с применением отжимного сита, указанного диагональными линиями в нижней части зоны B, или любого другого устройства, а твердая фаза проходит в следующую зону - зону C.
В зоне С биомассу подвергают обработке в присутствии водяного пара, вводимого при температуре T3 и давлении P3; и выдерживают биомассу при температуре Tc в течение установленного периода времени tC; жидкую фазу LC, содержащую ксилан, можно отделять от биомассы с применением отжимного сита, указанного диагональными линиями в нижней части зоны C, или любого другого устройства, а твердая фаза проходит в следующую зону или в данном случае на стадию прессования для приготовления к обработке перегретым паром по технологии парового взрыва.
Предпочтительно иметь фактор жесткости, который повышается с каждым вымачиванием.
После завершения стадии промывки потоки жидкой фазы можно собирать и подвергать дополнительной обработке. Затем твердую биомассу извлекают и обычно подают на стадию обработки перегретым паром по технологии парового взрыва, которую можно размещать в нижней части вертикального реактора.
В упомянутом выше варианте осуществления поток материала движется сверху вниз. Однако поток также может быть направлен снизу вверх, при этом присутствует устройство для извлечения жидкой фазы, отличающееся тем, что жидкость, обычно вода, движется противотоком навстречу потоку биомассы. Зоны можно компоновать горизонтально друг другу, и биомасса могла бы при этом двигаться в боковом направлении.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, одна из стадий промывки в способе имеет фактор жесткости, больше или равный фактору жесткости предыдущей стадии промывки.
Способ можно осуществлять в виде непрерывного процесса или периодического процесса.
Из примеров и вариантов осуществления должно быть очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, поскольку существует много вариаций изобретения.

Claims (6)

1. Способ вымачивания лигноцеллюлозной биомассы, включающий стадии:
A) введения исходного сырья лигноцеллюлозной биомассы в первую зону вымачивания;
B) вымачивания исходного сырья лигноцеллюлозной биомассы в присутствии жидкости, которая представляет собой воду, или паров указанной жидкости, в течение первого периода обработки и при первой температуре, соответствующих первому фактору жесткости условий вымачивания, приводящих к образованию первой жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров;
C) отделения, по меньшей мере, части первой жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, от биомассы первого вымачивания;
D) введения биомассы из первой зоны вымачивания во вторую зону вымачивания в присутствии жидкости, которая представляет собой воду, в течение второго периода обработки и при второй температуре, соответствующих второму фактору жесткости условий вымачивания, приводящих к образованию второй жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, где второй фактор жесткости больше, чем первый фактор жесткости;
E) отделения, по меньшей мере, части второй жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, от биомассы второго вымачивания.
2. Способ по п.1, включающий дополнительные стадии:
введения биомассы из второй зоны вымачивания в третью зону вымачивания в присутствии жидкости, которая представляет собой воду, в течение третьего периода обработки и при третьем температурном диапазоне, соответствующих третьему фактору жесткости условий вымачивания, приводящих к образованию третьей жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, где третий фактор жесткости больше, чем второй фактор жесткости;
отделения, по меньшей мере, части третьей жидкой фазы, состоящей, по меньшей мере, из одного соединения, выбранного из группы, состоящей из уксусной кислоты, глюкозы, ксилозы и их растворимых олигомеров, от биомассы третьего вымачивания.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором вымачивание в каждой зоне вымачивания проводят в отдельной емкости.
4. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором зоны вымачивания находятся в одной емкости, и первая зона вымачивания расположена выше второй зоны вымачивания.
5. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором зоны вымачивания находятся в одной емкости, и первая зона вымачивания и вторая зона вымачивания расположены горизонтально друг другу.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором зоны вымачивания находятся в одной емкости, и первая зона вымачивания расположена под второй зоной вымачивания.
RU2013119637/12A 2010-09-29 2011-09-29 Усовершенствованный способ извлечения сахаров из предварительно обработанного потока лигноцеллюлозной биомассы RU2573361C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITTO2010A000794A IT1402202B1 (it) 2010-09-29 2010-09-29 Procedimento migliorato per recuperare zuccheri da un flusso di pretrattamento di biomassa lignocellulosica
ITTO2010A000794 2010-09-29
PCT/IB2011/054294 WO2012042498A1 (en) 2010-09-29 2011-09-29 Improved process for recovering sugars from a pretreatment stream of lignocellulosic biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013119637A RU2013119637A (ru) 2014-11-10
RU2573361C2 true RU2573361C2 (ru) 2016-01-20

Family

ID=43739174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119637/12A RU2573361C2 (ru) 2010-09-29 2011-09-29 Усовершенствованный способ извлечения сахаров из предварительно обработанного потока лигноцеллюлозной биомассы

Country Status (26)

Country Link
US (1) US9296830B2 (ru)
EP (1) EP2622127B1 (ru)
JP (1) JP5866365B2 (ru)
KR (1) KR20130121101A (ru)
CN (1) CN103180505B (ru)
AR (1) AR083123A1 (ru)
AU (1) AU2011309707B2 (ru)
BR (1) BR112013006641A2 (ru)
CA (1) CA2810975A1 (ru)
CL (1) CL2013000841A1 (ru)
CO (1) CO6690812A2 (ru)
CU (1) CU20130048A7 (ru)
DK (1) DK2622127T3 (ru)
ES (1) ES2516819T3 (ru)
IT (1) IT1402202B1 (ru)
MA (1) MA34615B1 (ru)
MX (1) MX339190B (ru)
MY (1) MY161404A (ru)
NZ (1) NZ609775A (ru)
PE (1) PE20140398A1 (ru)
PH (1) PH12013500470A1 (ru)
PL (1) PL2622127T3 (ru)
RU (1) RU2573361C2 (ru)
SG (1) SG189017A1 (ru)
UA (1) UA109450C2 (ru)
WO (1) WO2012042498A1 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9034620B2 (en) 2010-03-19 2015-05-19 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass to facilitate the production of ethanol
US10533203B2 (en) 2010-03-19 2020-01-14 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass
CA2824993C (en) 2011-01-18 2019-07-23 Poet Research, Inc. Systems and methods for hydrolysis of biomass
CN103842524A (zh) 2011-07-07 2014-06-04 波特研究公司 酸回收系统和方法
ITTO20130882A1 (it) * 2013-10-31 2015-05-01 Beta Renewables Spa Idrolisi di biomassa lignocellulosica senza enzimi o catalizzatori acidi
AU2015363792B2 (en) 2014-12-18 2018-05-10 Avantium Knowledge Centre B.V. Process for the production of solid saccharides from an aqueous saccharide solution
HRP20220454T1 (hr) * 2015-10-16 2022-05-27 Versalis S.P.A. Kontinuirani proces za predobradu lignocelulozne sirovine
EP3374315B1 (en) 2015-11-09 2019-08-21 Avantium Knowledge Centre B.V. Process for the production of a saccharide product from an aqueous solution
FR3053969B1 (fr) * 2016-07-18 2019-12-20 IFP Energies Nouvelles Procede de traitement de biomasse ligno-cellulosique par impregnation et explosion a la vapeur
US11409714B2 (en) 2019-06-21 2022-08-09 International Business Machines Corporation Evaluating pending object replication rules
SE2051477A1 (en) * 2020-12-17 2021-10-19 Valmet Oy Method and system for producing solid combustible material from biomass
DE102024113112A1 (de) * 2024-05-10 2025-11-13 Günter Betz Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Fasermaterial

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4152197A (en) * 1974-09-23 1979-05-01 Mo Och Domsjo Ab Process for preparing high-yield cellulose pulps by vapor phase pulping an unpulped portion of lignocellulosic material and a partially chemically pulped portion
WO1998014270A1 (en) * 1996-09-30 1998-04-09 Midwest Research Institute Hydrolysis and fractionation of lignocellulosic biomass
RU2223327C1 (ru) * 2002-08-09 2004-02-10 Орлова Валентина Сергеевна Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащего сырья, преимущественно отходов пивного производства
WO2009108773A2 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Andritz Inc. System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI58346C (fi) * 1979-12-18 1981-01-12 Tampella Oy Ab Foerfarande foer kontinuerlig foersockring av cellulosa av vaextmaterial
ES8201627A1 (es) * 1980-02-23 1981-12-16 Reitter Franz Johann Procedimiento e instalacion para la hidrolisis continua de hemicelulosas que contienen pentosanas de celulosa.
NZ209527A (en) * 1984-09-13 1988-10-28 Jack Tama Haigh Just Process for the continuous hydrolysis of cellulose-containing material
US4615742A (en) * 1985-01-10 1986-10-07 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Progressing batch hydrolysis process
US5424417A (en) * 1993-09-24 1995-06-13 Midwest Research Institute Prehydrolysis of lignocellulose
DE19916347C1 (de) 1999-04-12 2000-11-09 Rhodia Acetow Ag Verfahren zum Auftrennen lignocellulosehaltiger Biomasse
AU1584201A (en) 1999-11-02 2001-05-14 Waste Energy Integrated Sytems, Llc Process for the production of organic products from lignocellulose containing biomass sources
JP3802325B2 (ja) * 2000-08-23 2006-07-26 信行 林 植物系バイオマスの加圧熱水分解方法とそのシステム
AU2002328275B2 (en) * 2001-08-11 2008-03-06 Inbicon A/S Method for transfer of particulate solid products between zones of different pressure.
NZ515288A (en) * 2001-11-06 2003-07-25 Lignotech Developments Ltd Processing of ligno-cellulose materials with steam in a pressure vessel
BRPI0613681A2 (pt) * 2005-07-19 2010-07-13 Holm Christensen Biosystemer A método e aparelho para conversão de material celulósico para etanol
US7666637B2 (en) * 2006-09-05 2010-02-23 Xuan Nghinh Nguyen Integrated process for separation of lignocellulosic components to fermentable sugars for production of ethanol and chemicals
US9260818B2 (en) 2007-05-23 2016-02-16 Andritz Inc. Single vessel reactor system for hydrolysis and digestion of wood chips with chemical enhanced wash method
TW201040279A (en) * 2009-03-31 2010-11-16 Chemtex Italia S R L Improved biomass pretreatment process
ITTO20111219A1 (it) * 2011-12-28 2013-06-29 Beta Renewables Spa Procedimento migliorato di pre-impregnazione per la conversione di biomassa

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4152197A (en) * 1974-09-23 1979-05-01 Mo Och Domsjo Ab Process for preparing high-yield cellulose pulps by vapor phase pulping an unpulped portion of lignocellulosic material and a partially chemically pulped portion
WO1998014270A1 (en) * 1996-09-30 1998-04-09 Midwest Research Institute Hydrolysis and fractionation of lignocellulosic biomass
RU2194078C2 (ru) * 1996-09-30 2002-12-10 Мидуэст Рисерч Инститьют Гидролиз и фракционирование биомассы лигноцеллюлозы
RU2223327C1 (ru) * 2002-08-09 2004-02-10 Орлова Валентина Сергеевна Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащего сырья, преимущественно отходов пивного производства
WO2009108773A2 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Andritz Inc. System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013119637A (ru) 2014-11-10
EP2622127B1 (en) 2014-07-16
US9296830B2 (en) 2016-03-29
ES2516819T3 (es) 2014-10-31
CN103180505B (zh) 2016-06-29
WO2012042498A1 (en) 2012-04-05
US20130158253A1 (en) 2013-06-20
KR20130121101A (ko) 2013-11-05
CA2810975A1 (en) 2012-04-05
SG189017A1 (en) 2013-05-31
MX339190B (es) 2016-05-13
ITTO20100794A1 (it) 2012-03-30
CU20130048A7 (es) 2013-05-31
MA34615B1 (fr) 2013-10-02
JP5866365B2 (ja) 2016-02-17
DK2622127T3 (da) 2014-10-20
IT1402202B1 (it) 2013-08-28
NZ609775A (en) 2015-03-27
MY161404A (en) 2017-04-14
MX2013003252A (es) 2013-05-20
PH12013500470A1 (en) 2013-04-29
EP2622127A1 (en) 2013-08-07
UA109450C2 (uk) 2015-08-25
PL2622127T3 (pl) 2014-12-31
AR083123A1 (es) 2013-01-30
CN103180505A (zh) 2013-06-26
AU2011309707A1 (en) 2013-05-09
CO6690812A2 (es) 2013-06-17
AU2011309707B2 (en) 2015-07-30
BR112013006641A2 (pt) 2017-10-24
CL2013000841A1 (es) 2013-07-12
PE20140398A1 (es) 2014-04-03
JP2013541336A (ja) 2013-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2573361C2 (ru) Усовершенствованный способ извлечения сахаров из предварительно обработанного потока лигноцеллюлозной биомассы
US8618280B2 (en) Biorefinery process for extraction, separation, and recovery of fermentable saccharides, other useful compounds, and yield of improved lignocellulosic material from plant biomass
CN105392793B (zh) 改进的有机溶剂处理木质纤维素生物质的方法
JP7411567B2 (ja) リグノセルロースのバイオマスの処理方法
US10927497B2 (en) Methods for the production of high alpha-cellulose pulp
US8580329B2 (en) Dry-mill ethanol plant extraction enhancement
HRP20211743T1 (hr) Hidrotermalno-mehanička pretvorba lignocelulozne biomase u etanol ili druge produkte fermentacije
US20150259709A1 (en) Processes for producing fluff pulp and ethanol from sugarcane
CN105274894B (zh) 一种金属催化有机酸分离木质纤维素组分的方法
SE440086B (sv) Forfarande for utvinning av sockerarter, lignin och ev cellulosa ur lignocellulosahaltigt vegetabiliskt material
US20090308383A1 (en) Apparatus and method for hydrolysis of cellulosic material in a multi-step process to produce c5 and c6 sugars using a single vessel
US10253009B2 (en) One-step production of furfural from biomass
EP2928857B1 (en) Process for the isolation of levulinic acid and formic acid
US20140186898A1 (en) Processes for fractionating whole plants to produce fermentable sugars and co-products
CN102603927B (zh) 从小麦秸秆中制备木质素和半纤维素的方法
CN104988783B (zh) 预提取半纤维素的芦苇有机溶剂浆的制浆方法及其产品
CN105483184A (zh) 一种高产率低聚木糖的生产方法
US20110290238A1 (en) Apparatus and method for hydrolysis of cellulosic material in a two-step process
EP4549649A1 (en) Organosolv fractionation process for fractionating lignocellulosic biomass
CN109535440B (zh) 一种处理植物原料的方法
CN119463211A (zh) 一种利用有机溶液处理木质纤维素类生物质组分的分离方法
JP2016034256A (ja) バイオマス分解方法、糖類およびリグニン誘導体