RU2608999C2 - Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты - Google Patents
Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608999C2 RU2608999C2 RU2012154205A RU2012154205A RU2608999C2 RU 2608999 C2 RU2608999 C2 RU 2608999C2 RU 2012154205 A RU2012154205 A RU 2012154205A RU 2012154205 A RU2012154205 A RU 2012154205A RU 2608999 C2 RU2608999 C2 RU 2608999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specified
- liquid
- acid
- temperature
- fraction
- Prior art date
Links
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims description 60
- 238000010791 quenching Methods 0.000 title 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 97
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 88
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims abstract description 71
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 55
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 41
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims abstract description 15
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims abstract description 15
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 claims abstract description 15
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract 4
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 claims abstract 4
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract 3
- -1 C 6 monosaccharides Chemical class 0.000 claims description 102
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 claims description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 12
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 8
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 8
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 7
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000011122 softwood Substances 0.000 claims description 5
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 abstract 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 abstract 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 17
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 15
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- MNQZXJOMYWMBOU-VKHMYHEASA-N D-glyceraldehyde Chemical compound OC[C@@H](O)C=O MNQZXJOMYWMBOU-VKHMYHEASA-N 0.000 description 9
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N Glycolaldehyde Chemical compound OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 6
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 6
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 4
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QPRQEDXDYOZYLA-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-1-ol Chemical compound CCC(C)CO QPRQEDXDYOZYLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MSXVEPNJUHWQHW-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutan-2-ol Chemical compound CCC(C)(C)O MSXVEPNJUHWQHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MKJHXLKVZNDNDB-UHFFFAOYSA-N 2-phenyloctadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCC(C(O)=O)C1=CC=CC=C1 MKJHXLKVZNDNDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 3
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- CUBCNYWQJHBXIY-UHFFFAOYSA-N benzoic acid;2-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1.OC(=O)C1=CC=CC=C1O CUBCNYWQJHBXIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 3
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropionic acid Chemical compound OCCC(O)=O ALRHLSYJTWAHJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MXLMTQWGSQIYOW-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-2-butanol Chemical compound CC(C)C(C)O MXLMTQWGSQIYOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)O1 CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N isoamylol Chemical compound CC(C)CCO PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N pentan-2-ol Chemical compound CCCC(C)O JYVLIDXNZAXMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AQIXEPGDORPWBJ-UHFFFAOYSA-N pentan-3-ol Chemical compound CCC(O)CC AQIXEPGDORPWBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 239000001124 (E)-prop-1-ene-1,2,3-tricarboxylic acid Substances 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-QWWZWVQMSA-N D-arabinitol Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-N D-glucaric acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXKAIJAYHKCRRA-FLRLBIABSA-N D-xylonic acid Chemical class OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O QXKAIJAYHKCRRA-FLRLBIABSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000564 Raney nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000193448 Ruminiclostridium thermocellum Species 0.000 description 1
- 241000235342 Saccharomycetes Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 229940091181 aconitic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- GTZCVFVGUGFEME-IWQZZHSRSA-N cis-aconitic acid Chemical compound OC(=O)C\C(C(O)=O)=C\C(O)=O GTZCVFVGUGFEME-IWQZZHSRSA-N 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- MNQZXJOMYWMBOU-UHFFFAOYSA-N glyceraldehyde Chemical compound OCC(O)C=O MNQZXJOMYWMBOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 239000013462 industrial intermediate Substances 0.000 description 1
- BEJNERDRQOWKJM-UHFFFAOYSA-N kojic acid Chemical compound OCC1=CC(=O)C(O)=CO1 BEJNERDRQOWKJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZNJWVWKTVETCG-UHFFFAOYSA-N kojic acid Natural products OC(=O)C(N)CN1C=CC(=O)C(O)=C1 WZNJWVWKTVETCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004705 kojic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 229940040102 levulinic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPSSIOMAKSHJJG-UHFFFAOYSA-N neopentyl alcohol Chemical compound CC(C)(C)CO KPSSIOMAKSHJJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000000194 supercritical-fluid extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- GTZCVFVGUGFEME-UHFFFAOYSA-N trans-aconitic acid Natural products OC(=O)CC(C(O)=O)=CC(O)=O GTZCVFVGUGFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 1
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 1
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
- C07H1/06—Separation; Purification
- C07H1/08—Separation; Purification from natural products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/02—Monosaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
- C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
- C07H3/06—Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
-
- 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
- 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
- C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
-
- 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
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- 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
-
- 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
- C12P2203/00—Fermentation products obtained from optionally pretreated or hydrolyzed cellulosic or lignocellulosic material as the carbon source
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к способам переработки лигноцеллюлозной биомассы. Предложенный способ включает подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей первую твердую фракцию целлюлозы и лигнина и первую жидкую фракцию; необязательно, разделение указанных твердой и жидкой фракций; смешение указанной твердой фракции с водой с образованием пульпы с предварительным нагреванием пульпы до 210°С-240°С при 225-250 бар; контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей вторую твердую фракцию лигнина и вторую жидкую фракцию растворимого С6 сахарида, выбранного из С6 моносахаридов, С6 олигосахаридов и их смесей; где указанная вторая реакционная жидкость включает сверхкритическую воду и, необязательно, диоксид углерода и находится при температуре, по меньшей мере, 374,2°С и давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; понижение температуры указанной пульпы ниже 140°С; необязательно кислотный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей С6 сахарид, выбранный из С6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей. Новый способ позволяет контролировать скорость гидролиза целлюлозы, понижать скорость разложения глюкозы, повышать содержание С6 моносахаридов и С6 олигосахаридов. 3 н. и 43 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл., 2 ил.
Description
Эта заявка устанавливает приоритет заявки на Патент США № 61/482382, зарегистрированной 4 мая 2011 года, содержание которой приводится в описании изобретения путем ссылки на нее.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к способам повышения выходов способных к сбраживанию C6 сахаров из лигноцеллюлозной биомассы. Более конкретно, оно относится к способам повышения выходов способных к сбраживанию C6 сахаров из лигноцеллюлозной биомассы путем применения многостадийного гидролиза целлюлозы и быстрого охлаждения с использованием или без использования кислоты.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны способы превращения лигноцеллюлозной биомассы в способные к сбраживанию C5 и C6 сахара. В ряде этих способов сначала получают олигомеры C5 и C6 сахаров, которые затем подвергают гидролизу с получением потоков способных к сбраживанию мономеров C5 и C6 сахаров. При осуществлении известных в настоящее время способов возникают проблемы, включающие, наряду с прочими, проблемы контролирования протекания процесса вследствие очень коротких времен пребывания в реакторе, которые приводят к образованию нежелательных продуктов разложения, таких как кислоты, которые ингибируют процесс брожения. Поэтому, было бы полезным разработать способы, которые можно было бы масштабировать, которые позволяли бы максимизировать образование мономеров и которые позволяли бы минимизировать образование продуктов разложения. Способы и композиции настоящего изобретения направлены на решение этих проблем, а также на решение других важных задач.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предлагает, наряду с прочим, усовершенствования способа, в результате которых улучшается контроль над протеканием реакции путем быстрого приведения взаимодействующих веществ к соответствующей температуре реакции и затем быстрого понижения температуры для остановки реакции с целью предотвращения образования нежелательных продуктов разложения.
В одном варианте осуществления, изобретение относится к способам повышения содержания C6 моносахаридов и C6 олигосахаридов, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, где способы включают:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже, чем приблизительно 140°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси.
В другом варианте осуществления, изобретение относится к способам контролирования скорости гидролиза целлюлозы, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно при 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже чем приблизительно 140°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси.
В еще одних вариантах осуществления, изобретение относится к способам снижения скорости разложения глюкозы, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар для времени пребывания от приблизительно 20 секунд до приблизительно 45 секунд;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно при 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже, чем приблизительно 140°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси.
В других вариантах осуществления, изобретение относится к способам, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей; где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно при 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже, чем приблизительно 140°C; и
гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси; и
превращение путем брожения, каталитической реакции или их комбинации указанных C6 сахаридов в продукт брожения, продукт каталитической реакции или их смесь.
В дополнительных вариантах осуществления, изобретение относится к композициям, включающим:
глюкозу;
воду;
глицеральдегид; и
гликолевую кислоту;
где указанный глицеральдегид присутствует при содержании меньше чем приблизительно 13,0% глицеральдегида по массе, в расчете на общую массу композиции;
где указанная гликолевая кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 2,0% гликолевой кислоты по массе, в расчете на общую массу композиции; и
где указанную глюкозу получают из указанной лигноцеллюлозной биомассы с использованием сверхкритической или околокритической жидкостей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые приводятся для более детального понимания изобретения и являются составной частью описания изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием помогают объяснить основные положения изобретения. На чертежах:
на Фиг. 1 приведена принципиальная схема трехстадийного процесса гидролиза целлюлозы с быстрым охлаждением без использования кислоты в одном варианте осуществления изобретения.
На Фиг. 2 приведена принципиальная схема трехстадийного процесса гидролиза целлюлозы с быстрым охлаждением с использованием кислоты в одном варианте осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует иметь в виду, что, если не указано иначе, то используемые в изобретении следующие термины имеют приведенные далее значения.
Используемые в описании изобретения формы единственного числа включают и форму множественного числа, если в контексте однозначно не указано иначе.
Поскольку настоящее изобретение может быть осуществлено в различных формах, приводимое ниже описание нескольких вариантов осуществления следует рассматривать только в качестве примеров осуществления изобретения, и эти приведенные конкретные варианты осуществления не следует рассматривать в качестве ограничений изобретения. Заголовки приводятся только для удобства рассмотрения изобретения, и их никоим образом не следует считать в качестве ограничений последнего. Варианты осуществления, приведенные под любым заголовком, могут быть объединены с вариантами осуществления, приведенными под любым другим заголовком.
Если однозначно не указано иначе, то использование численных значений в различных количественных величинах, приводимых в этой заявке, следует считать приближенными значениями, то есть, как если бы перед минимальным и максимальным значениями внутри указанного интервала стояло слово "приблизительно". Следовательно, при небольших отклонениях от заявленной величины могут быть достигнуты практически такие же результаты, как и в случае заявленной величины. Кроме того, предполагается, что описываемые интервалы являются непрерывными и включают каждое значение между указанными минимальным и максимальным значениями, так же, как и любые интервалы, которые могут быть образованы с помощью таких значений. Кроме того, в описании изобретения приводятся все без исключения соотношения (и интервалы любых таких соотношений), которые могут быть образованы путем деления указанного численного значения на любое другое указанное численное значение. Соответственно, для специалиста в этой области является очевидным, что многие такие соотношения, интервалы и интервалы соотношений могут быть однозначно получены из приведенных в описании изобретения численных значений, и, во всех возможных случаях, такие соотношения, интервалы и интервалы соотношений представляют различные варианта осуществления настоящего изобретения.
Сверхкритическая жидкость представляет собой жидкость при температуре выше ее критического значения и при давлении выше ее критического значения. Сверхкритическая жидкость существует в ее "критической точке" или выше ее "критической точки", точки самой высокой температуры и давления, при которых жидкая и паровая (газовая) фазы могут находиться в равновесии друг с другом. Выше критического давления и критической температуры различие между жидкой и газовой фазами исчезает. Сверхкритическая жидкость обладает проникающими свойствами почти такими же, как у газа, и одновременно растворяющими свойствами жидкости. Соответственно, экстракция с помощью сверхкритической жидкости имеет преимущество, связанное с высокой проникающей способностью и хорошей растворяющей способностью.
Известные критические температуры и давления включают: для чистой воды, критическую температуру около 374,2°C и критическое давление около 221 бар; для диоксида углерода, критическую температуру около 31°C и критическое давление около 72,9 атмосфер (приблизительно 1072 фунт/квадратный дюйм). Околокритическая вода имеет температуру приблизительно 300°C или выше 300°C, и ниже критической температуры воды (374,2°C), и достаточно высокое давление для обеспечения нахождения всей жидкости в жидкой фазе. Докритическая вода имеет температуру меньше чем приблизительно 300°C и достаточно высокое давление для обеспечения нахождения всей жидкости в жидкой фазе. Температура докритической воды может быть больше чем приблизительно 250°C и меньше чем приблизительно 300°C, и во многих случаях докритическая вода имеет температуру от приблизительно 250°C до приблизительно 280°C. Термин "горячая вода под давлением" используется в описании изобретения взаимозаменяемо для воды, которая находится в критическом состоянии или выше ее критического состояния, или которая определяется в описании изобретения как околокритическая или докритическая, или при любой другой температуре выше приблизительно 50°C (предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 100°C), но ниже, чем докритическая, и при давлениях, при которых вода находится в жидком состоянии.
Используемая в описании изобретения жидкость, которая является "сверхкритической" (например, сверхкритическая вода, сверхкритический CO2, и другие) обозначает жидкость, которая может быть сверхкритической, если она присутствует в чистом виде при заданных значениях температуры и давления. Например, "сверхкритическая вода" обозначает воду, присутствующую при температуре, по меньшей мере, приблизительно 374,2°C и давлении, по меньшей мере, приблизительно 221 бар, независимо от того, является ли вода чистой водой или присутствует в виде смеси (например, воды и этанола, воды и CO2, и других). Таким образом, например, "смесь докритической воды и сверхкритического диоксида углерода" обозначает смесь воды и диоксида углерода при температуре и давлении выше температуры и давления критической точки для диоксида углерода, но ниже температуры и давления критической точки для воды, независимо от того, содержит ли сверхкритическая фаза воду, и независимо от того, содержит ли водная фаза какое-либо количество диоксида углерода. Например, смесь докритической воды и сверхкритического CO2 может иметь температуру от приблизительно 250°C до приблизительно 280°C и давление, по меньшей мере, приблизительно 225 бар.
Используемый в описании изобретения термин "непрерывный" обозначает процесс, который не прерывают в течение его времени осуществления или прерывают, приостанавливают или задерживают только на мгновение относительно времени осуществления процесса. Обработка биомассы является "непрерывной", когда биомассу вводят в аппарат без прерывания или без достаточно длительного прерывания, или когда для переработки биомассы не используется периодический процесс.
Используемый в описании изобретение термин "пребывает" обозначает промежуток времени, в течение которого данная порция или частица материала находится внутри реакционной зоны или внутри реактора. Используемый в описании изобретения, включая примеры и данные, технологический параметр "время пребывания", приводится для условий окружающей среды, и оно необязательно соответствует истинному времени пребывания.
Используемый в описании изобретения термин "практически не содержит" относится к композиции, имеющей меньше чем приблизительно 1% по массе, предпочтительно, меньше чем приблизительно 0,5% по массе, и более предпочтительно, меньше чем приблизительно 0,1% по массе заявленного материала, в расчете на общую массу композиции.
Используемый в описании изобретения термин "C1-C5 спирт" обозначает спирт, включающий от 1 до 5 углеродных атомов. Примеры C1-C5 спиртов включают, но этим не ограничивая, метанол, этанол, н-пропанол, изопропанол, н-бутанол, втор-бутанол, трет-бутанол, изобутанол, н-пентанол, 2-пентанол, 3-пентанол, 2-метил-1-бутанол, 2-метил-2-бутанол, 3-метил-1-бутанол, 3-метил-2-бутанол, и 2,2-диметил-1-пропанол. Могут быть использованы смеси одного или более из этих спиртов.
Используемая в описании изобретения "лигноцеллюлозная биомасса или ее составная часть" относится к растительной биомассе, содержащей целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин из различных источников, включающих, но этим не ограничивая (1) сельскохозяйственные отходы (включая кукурузную солому и выжимки сахарного тростника), (2) сельскохозяйственные культуры, используемые в качестве источника энергии, (3) древесные отходы (включающие отходы древесины твердых пород, мягких пород, отходы лесопилок и целлюлозно-бумажных комбинатов, и (4) городские отходы, и их составляющие части, включающие, без ограничения, лигноцеллюлозную биомассу саму по себе, лигнин, C6 сахариды (включающие целлюлозу, целлобиозу, C6 олигосахариды, C6 моносахариды, C5 сахариды (включающие гемицеллюлозу, C5 олигосахариды и C5 моносахариды).
Используемый в описании изобретения термин "пульпа" относится к суспензии любой вязкости твердых частиц в жидкости.
Соответственно, в одном варианте осуществления, изобретение относится к способам повышения содержания C6 моносахаридов и C6 олигосахаридов, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар (для времени пребывания от приблизительно 20 секунд до приблизительно 45 секунд в конкретных вариантах осуществления);
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно при 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры меньше чем приблизительно 140°C, предпочтительно, меньше чем приблизительно 100°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси.
В другом варианте осуществления, изобретение относится к способам контролирования скорости гидролиза целлюлозы, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар (для времени пребывания от приблизительно 20 секунд до приблизительно 45 секунд в конкретных вариантах осуществления);
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры меньше чем приблизительно 140°C, предпочтительно, меньше чем приблизительно 100°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси.
В еще одних вариантах осуществления, изобретение относится к способам снижения скорости разложения глюкозы, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар (для времени пребывания от приблизительно 20 секунд до приблизительно 45 секунд в конкретных вариантах осуществления);
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей; где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно при 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры меньше чем приблизительно 140°C, предпочтительно, меньше чем приблизительно 100°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси.
В других вариантах осуществления, изобретение относится к способам, включающим:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 380°C, при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
понижение температуры указанной пульпы до температуры меньше чем приблизительно 140°C;
гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньше мономерных звеньев (относительно C6 олигосахаридов в указанной второй жидкой фракции), глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси; и
превращение путем брожения, каталитической реакции или их комбинации указанных C6 сахаридов в продукт брожения, продукт каталитической реакции или их смесь.
Такие продукты включают, например, этанол и бутанол, и их смеси.
Предпочтительно, чтобы способы изобретения осуществлялись непрерывно, хотя они могут осуществляться и в режиме периодических или полупериодических процессов.
Способы изобретения могут быть осуществлены в любом подходящем реакторе, включая, но этим не ограничивая, трубчатый реактор, реактор для ферментативного разложения (вертикальный, горизонтальный или наклонный) или другие подобные реакторы. Подходящие реакторы для ферментативного разложения включают систему реакторов, описанную в патентном документе US-B-8057639, содержание которого приводится в описании изобретения путем ссылки на него, включающую реактор для ферментативного разложения и установку для обработки паром.
В конкретных вариантах осуществления, фракционированную лигноцеллюлозную биомассу получают путем контактирования указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода; где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и когда указанная первая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°C при давлении, достаточном для поддержания первой реакционной жидкости в жидкой форме. В конкретных вариантах осуществления, кислоту добавляют в виде водного раствора кислоты, который получают путем контактирования первой реакционной жидкости с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ; и/или получают путем контактирования первой реакционной жидкости с твердым кислотным катализатором. Кислота может представлять собой неорганическую кислоту или органическую кислоту, или кислоту, получаемую in situ. Неорганическая кислота включает, но этим не ограничивая: серную кислоту, сульфоновую кислоту, фосфорную кислоту, фосфоновую кислоту, азотную кислоту, азотистую кислоту, хлористоводородную кислоту, фтористоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, йодистоводородную кислоту. Органические кислоты включают, но этим не ограничивая, алифатические карбоновые кислоты (такие как уксусная кислота и муравьиная кислота), ароматические карбоновые кислоты (такие как бензойная кислота и салициловая кислота), дикарбоновые кислоты (такие как щавелевая кислота, фталевая кислота, себациновая кислота и адипиновая кислота), алифатические жирные кислоты (такие как олеиновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота), ароматические жирные кислоты (такие как фенилстеариновая кислота) и аминокислоты. В конкретных вариантах осуществления, предпочтительно, кислота представляла собой серную кислоту, хлористоводородную кислоту, фосфорную кислоту, азотную кислоту или их комбинацию. Газообразные соединения, которые образуют кислоту in situ, включают, но этим не ограничивая, SO2, CO2, NO2, HX (где X представляет собой Cl, Br, F, или I) или их комбинацию. Подходящие твердые кислоты включают, но этим не ограничивая, цеолиты, анионообменные смолы и их комбинации.
В конкретных вариантах осуществления, стадия понижения температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду. В конкретных вариантах осуществления, композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один C1-C5 спирт, предпочтительно, этанол, бутанол или их смеси. В конкретных вариантах осуществления, C1-C5 спирт (спирты) присутствуют при содержании меньше чем приблизительно 50%, в расчете на общую массу композиции.
В конкретных вариантах осуществления, стадия понижения температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту (добавляемую отдельно или получаемую in situ), где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции, предпочтительно, меньше чем приблизительно 0,5% по массе, более предпочтительно, меньше чем приблизительно 0,3% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции. В конкретных вариантах осуществления, композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один C1-C5 спирт, предпочтительно, ацетон, этанол, бутанол и их смеси. В конкретных вариантах осуществления, C1-C5 спирт (спирты) присутствует при содержании меньше чем приблизительно 50%, в расчете на общую массу композиции. Кислота может представлять собой неорганическую кислоту или органическую кислоту. Неорганическая кислота включает, но этим не ограничивая: серную кислоту, сульфоновую кислоту, фосфорную кислоту, фосфоновую кислоту, азотную кислоту, азотистую кислоту, хлористоводородную кислоту, фтористоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, йодистоводородную кислоту. Органические кислоты включают, но этим не ограничивая, алифатические карбоновые кислоты (такие как уксусная кислота и муравьиная кислота), ароматические карбоновые кислоты (такие как бензойная кислота и салициловая кислота), дикарбоновые кислоты (такие как щавелевая кислота, фталевая кислота, себациновая кислота и адипиновая кислота), алифатические жирные кислоты (такие как олеиновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота), ароматические жирные кислоты (такие как фенилстеариновая кислота) и аминокислоты. В конкретных вариантах осуществления, предпочтительно, чтобы кислота представляла собой серную кислоту, хлористоводородную кислоту, фосфорную кислоту, азотную кислоту или их комбинацию. Газообразные соединения, которые образуют кислоту in situ, включают, но этим не ограничивая, SO2, CO2, NO2, HX (где X представляет собой Cl, Br, F, или I) или их комбинацию.
В конкретных вариантах осуществления, пульпу предварительно нагревают до температуры от приблизительно 245°C до приблизительно 255°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар для времени пребывания от приблизительно 5 секунд до приблизительно одна минута.
В конкретных вариантах осуществления, вторая реакционная смесь имеет температуру от приблизительно 358°C до приблизительно 380°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
В конкретных вариантах осуществления, пульпу контактируют с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем приблизительно 5 секунд, предпочтительно, меньше чем приблизительно 2 секунды.
В конкретных вариантах осуществления, реакционную смесь охлаждают до температуры от приблизительно 260°C до приблизительно 280°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
В конкретных вариантах осуществления, вторую жидкую фракцию, состоящую из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей, подвергают гидролизу с образованием C6 моносахарида, выбранного из группы, состоящей из глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей. Подходящие методы осуществления гидролиза включают ферментативные методы (включая использование иммобилизованных ферментов); добавление водного раствора кислоты; контактирование с газообразным соединением, которое образуют кислоту in situ; и/или контактирование с твердым кислотным катализатором.
В конкретных вариантах осуществления, стадия гидролиза включает добавление ко второй жидкой фракции, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты, выбранной из группы, состоящей из органической кислоты, неорганической кислоты и их смесей. Подходящая неорганическая кислота включает, но этим не ограничивая: серную кислоту, сульфоновую кислоту, фосфорную кислоту, фосфоновую кислоту, азотную кислоту, азотистую кислоту, хлористоводородную кислоту, фтористоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, йодистоводородную кислоту. Подходящие органические кислоты включают, но этим не ограничивая, алифатические карбоновые кислоты (такие как уксусная кислота и муравьиная кислота), ароматические карбоновые кислоты (такие как бензойная кислота и салициловая кислота), дикарбоновые кислоты (такие как щавелевая кислота, фталевая кислота, себациновая кислота и адипиновая кислота), алифатические жирные кислоты (такие как олеиновая кислота, пальмитиновая кислота и стеариновая кислота), ароматические жирные кислоты (такие как фенилстеариновая кислота) и аминокислоты. В конкретных вариантах осуществления, предпочтительно, чтобы кислота представляла собой серную кислоту, хлористоводородную кислоту, фосфорную кислоту, азотную кислоту или их комбинацию. Серная кислота является особенно предпочтительной. В конкретных вариантах осуществления, кислота присутствует при содержании от приблизительно 0,05% по массе до приблизительно 2,0% по массе, в расчете на общую массу фракции, к которой добавляют кислоту (либо фракционированной лигноцеллюлозной биомассы, либо первой жидкой фракции). В других конкретных вариантах осуществления, кислота может присутствовать в количестве от приблизительно 0,07% до приблизительно 2%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 1,5%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 1%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,5%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,4%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,3%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,2%, от приблизительно 0,5% до приблизительно 2%, от приблизительно 0,5% до приблизительно 1,5%, от приблизительно 0,5% до приблизительно 1%, меньше чем приблизительно 2%, меньше чем приблизительно 1,5%, меньше чем приблизительно 1%, меньше чем приблизительно 0,5%, меньше чем приблизительно 0,4%, меньше чем приблизительно 0,3%, меньше чем приблизительно 0,2% или меньше чем приблизительно 0,1%.
В других конкретных вариантах осуществления, стадия гидролиза включает контактирование указанной второй жидкой фракции с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ. Газообразные соединения, которые образуют кислоту in situ, включают, но этим не ограничивая, SO2, CO2, NO2, HX (где X представляет собой Cl, Br, F или I) или их комбинацию. В конкретных вариантах осуществления, кислота присутствует при содержании от приблизительно 0,05% по массе до приблизительно 2,0% по массе, в расчете на массу жидкой фракции. В других конкретных вариантах осуществления, кислота может присутствовать в количестве от приблизительно 0,07% до приблизительно 2%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 1,5%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 1%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,5%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,4%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,3%, от приблизительно 0,1% до приблизительно 0,2%, от приблизительно 0,5% до приблизительно 2%, от приблизительно 0,5% до приблизительно 1,5%, от приблизительно 0,5% до приблизительно 1%, меньше чем приблизительно 2%, меньше чем приблизительно 1,5%, меньше чем приблизительно 1%, меньше чем приблизительно 0,5%, меньше чем приблизительно 0,4%, меньше чем приблизительно 0,3%, меньше чем приблизительно 0,2% или меньше чем приблизительно 0,1%.
В еще одних вариантах осуществления, стадия гидролиза включает контактирование указанной второй жидкой фракции с твердым кислотным катализатором. Подходящие твердые кислотные катализаторы включают, но этим не ограничивая, цеолиты, анионообменные смолы и их комбинации.
В конкретных вариантах осуществления, C6 моносахариды (глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу и их смеси) подвергают сбраживанию в этанол, бутанол, другие спирты и их смеси, используя методы, известные специалистам в этой области, включающие, но этим не ограничивая, дрожжевое брожение с использованием дрожжевых грибов Saccharomyces cerevisiae (сахаромицетов) и Clostridium sp (клостридий). В конкретных предпочтительных вариантах осуществления, ферментер для олигомеров способен перерабатывать непосредственно олигомеры (обычно вплоть до максимального размера, например, с 6 элементарными звеньями, в случае дрожжевых грибов Clostridium thermocellum).
В конкретных вариантах осуществления, выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, приблизительно 63%, предпочтительно, по меньшей мере, приблизительно 65% от теоретического выхода.
В конкретных вариантах осуществления, выход C6 моносахарида составляет, по меньшей мере, 60% от теоретического выхода, предпочтительно, по меньшей мере, 65% от теоретического выхода.
В конкретных вариантах осуществления, изобретение относится к продуктам, получаемым с помощью способов изобретения.
В дополнительных вариантах осуществления, изобретение относится к композициям, включающим:
глюкозу;
воду;
глицеральдегид; и
гликолевую кислоту;
где указанный глицеральдегид присутствует при содержании меньше чем приблизительно 13,0% глицеральдегида по массе, в расчете на общую массу композиции;
где указанная гликолевая кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 2,0% гликолевой кислоты по массе, в расчете на общую массу композиции; и
где указанную глюкозу получают из указанной лигноцеллюлозной биомассы с использованием сверхкритической или околокритической жидкостей.
Глицеральдегид может быть легко гидрирован в моноэтиленгликоль (MEG), используя, например, катализатор никель Ренея. Кроме того, образуются гликолевая кислота, глицериновый альдегид, молочная кислота и уксусная кислота, которые могут быть выделены с помощью, например, жидкостной экстракции.
Продукты, получаемые с помощью способов изобретения, могут использоваться во многих областях, в которых обычно применяют C6 сахара, включая, но этим не ограничивая, получение различных химических продуктов и топлив с использованием ферментативных, биокаталитических, каталитических и некаталитических (например, термическое разложение) процессов. Такие процессы применяют для производства исходного сырья для получения следующего неполного перечня продуктов:
топлива (такие как бензин, реактивное топливо, бутанол и другие подобные топлива);
химические продукты (такие как уксусная кислота, уксусный ангидрид, ацетон, акриловая кислота, адипиновая кислота, бензол, этанол, этилен, этиленгликоль, оксид этилена, метанол, полипропилен, терефталевая кислота, толуол, ксилол, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол и другие подобные химические продукты);
лекарственные препараты и питательные вещества (такие как ацетон, аланин, арабит, аскорбиновая кислота, аспарагиновая кислота, лимонная кислота, кумаровая кислота, фумаровая кислота, глицерин, глицин, койевая кислота, молочная кислота, лизин, малоновая кислота, пролин, пропионовая кислота, серин, сорбит, янтарная кислота, треонин, ксилит, сахарные кислоты (глукаровая кислота, глюконовая кислота, ксилоновые кислоты), и другие подобные соединения);
специальные химические продукты (такие как аконитовая кислота, глутаминовая кислота, яблочная кислота, щавелевая кислота и другие подобные соединения);
реагенты для текстильной промышленности (такие как муравьиная кислота и другие подобные соединения); и
промышленные полупродукты (ацетальдегид, 3-гидрокси-пропионовая кислота, 2,5-фурандикарбоновая кислота, фурфурол, глутаровая кислота, итаконовая кислота, левулиновая кислота и другие подобные соединения).
Настоящее изобретение дополнительно описывают с помощью следующих далее примеров, в которых, если не указано иначе, то все части и проценты являются массовыми. Следует иметь в виду, что эти примеры, демонстрирующие предпочтительные варианты осуществления изобретения, приводятся только с целью иллюстрации, и их ни в коем случае не следует считать ограничением. Любой специалист в этой области, ознакомившись с приведенным выше обсуждением и этими примерами, может понять главные характерные особенности этого изобретения, и без отклонения от сущности и объема изобретения может осуществлять различные изменения и модификации изобретения для адаптирования к различным областям применения и к различным условиях.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: Трехстадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение без кислоты
Стадия предварительного нагревания
Фракционированные лигноцеллюлозные твердые вещества смешивают с водой с образованием пульпы (4% по объему). Этот исходный материал обычно имеет pH приблизительно 4,2. При давлении 230 бар ±30 бар, температуру исходного сырья повышают до приблизительно 250°C ±5°C, и эту температуру поддерживают в течение короткого времени пребывания (приблизительно 20 секунд).
Стадия гидролиза целлюлозы
При давлении 230 бар ±30 бар, предварительно нагретую пульпу со стадии предварительного нагревания затем подвергают взаимодействию (контактируют) с сверхкритической водой с достижением реакционной температуры 368°C ±10°C (при отношении к пульпе 1:1), для того чтобы температура пульпы мгновенно поднялась до реакционной температуры, и эта температура сохраняется в течение очень короткого времени пребывания (приблизительно 2 секунды в расчете на окружающие условия).
Быстрое охлаждение
Предварительно нагретую и подвергнутую гидролизу пульпу со стадии гидролиза целлюлозы затем быстро охлаждают холодной водой, для того чтобы понизить температуру приблизительно на 30°C, перед тем как направить пульпу в теплообменник. Быстрое охлаждение замедляет дальнейшее протекание реакции, включающее дальнейший гидролиз и дальнейшее разложение мономера на нежелательные продукты разложения, такие как гликолевая кислота и гликолевый альдегид.
Последующий гидролиз в присутствии кислоты
Определяли количество олигомера глюкозы, полученного с помощью описанного выше процесса, путем конверсии в мономер в результате последующего гидролиза в присутствии кислоты. После охлаждения до температуры окружающей среды (~25°C), образец пульпы фильтровали на вакуумном фильтре, и измеряли pH полученной жидкости. Десять миллилитров жидкого образца переносили в сосуд для реакций под давлением и, исходя из величины pH образца, добавляли 72% по объему серную кислоту для доведения концентрации кислоты в каждом образце до 4%. Сосуды для реакций под давлением тщательно герметизировали и выдерживали в автоклаве при 121°C в течение 1 часа. После завершения цикла выдерживания в автоклаве, гидролизаты медленно охлаждали до приблизительно комнатной температуры до удаления крышек с сосудов. Медленно добавляли карбонат кальция для нейтрализации каждого образца до pH 5-6. Определяли коэффициент извлечения сахара для глюкозы, который составлял приблизительно 0,95, путем воздействия аналогичных условий на эталонные образцы набора для определения извлечения сахара (SRS). Полученные концентрации мономера глюкозы после последующего гидролиза затем делили на коэффициенты извлечения сахара для корректировки, учитывающей разложение сахара.
Принципиальная схема трехстадийного процесса гидролиза целлюлоза с быстрым охлаждением без добавления кислоты (либо путем добавления кислоты, либо путем получения кислоты in situ) приведена на Фиг. 1.
Проводили непрерывный цикл продолжительностью один час. При одинаковых условиях отбирали пять образцов. Все жидкости собирали в одном контейнере. Результаты приведены в таблице ниже:
| Образец | Исходная T(°C) | Интервал откло-нения (T) | P (бар) | Интервал отклонения (P) | Выход глюкозы (%) | Гликолевый альдегид (%) |
| +/- | +/- | |||||
| 1 | 367 | 6 | 228 | 21 | 65 | 12 |
| 2 | 367 | 2 | 225 | 7 | 68 | 12 |
| 3 | 365 | 2 | 219 | 2 | 66 | 11 |
| 4 | 370 | 4 | 235 | 10 | 63 | 12 |
| 5 | 373 | 7 | 230 | 19 | 57 | 16 |
| Собранные в контейнере образцы за 1 час эксперимента | 368 | 11 | 230 | 34 | 62 | 11 |
| Среднее | 368 | 228 | 64 | 12 |
Пример 2: Трехстадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с добавлением кислоты
Стадия предварительного нагревания
Предварительно нагретые лигноцеллюлозные твердые вещества смешивают с водой с образованием пульпы (4% по объему). Этот исходный материал обычно имеет pH приблизительно 4,2. При давлении 230 бар ±30 бар, температуру исходного сырья повышают до приблизительно 250°C ±5°C, и эту температуру поддерживают в течение короткого времени пребывания (приблизительно 20 секунд).
Стадия гидролиза целлюлозы
При давлении 230 бар ±30 бар, предварительно нагретую пульпу со стадии предварительного нагревания затем подвергают взаимодействию со сверхкритической водой с достижением реакционной температуры 375°C ±5°C (при отношении к пульпе 1:1), для того чтобы температура пульпы мгновенно поднялась до реакционной температуры, и эта температура сохраняется в течение очень короткого времени пребывания (приблизительно 2 секунды в расчете на окружающие условия).
Стадия быстрого охлаждения
Предварительно нагретую и подвергнутую гидролизу пульпу со стадии гидролиза целлюлозы затем быстро охлаждают с помощью потока разбавленной кислоты, такой как разбавленная серная кислота, при 0,2% по объему пульпы для понижения температуры до приблизительно 270°C ±10°C при давлении 230 бар ±30 бар в течение очень короткого времени пребывания (приблизительно 2 секунды в расчете на окружающие условия), перед тем как направить пульпу в теплообменник. Быстрое охлаждение замедляет дальнейшее протекание реакции, включающее дальнейший гидролиз и дальнейшее разложение мономера на нежелательные продукты разложения, такие как гликолевая кислота и глицеральдегид. Присутствие кислоты позволяет превращать любые оставшиеся C6 олигосахариды в C6 олигомеры с меньшим числом элементарных звеньев и мономер.
Последующий гидролиз в присутствии кислоты
Определяли количество олигомера глюкозы, полученного с помощью описанного выше процесса, путем конверсии в мономер в результате последующего гидролиза в присутствии кислоты. После охлаждения до температуры окружающей среды (~25°C), образец пульпы фильтровали на вакуумном фильтре, и измеряли pH полученной жидкости. Десять миллилитров жидкого образца переносили в сосуд для проведения реакций под давлением и, исходя из величины pH образца, добавляли 72% по объему серную кислоту для доведения концентрации кислоты в каждом образце до 4%. Сосуды для проведения реакций под давлением тщательно герметизировали и выдерживали в автоклаве при 121°C в течение 1 часа. После завершения цикла выдерживания в автоклаве, гидролизаты медленно охлаждали до приблизительно комнатной температуры до удаления крышек с сосудов. Медленно добавляли карбонат кальция для нейтрализации каждого образца до pH 5-6. Определяли коэффициент извлечения сахара для глюкозы, который составлял приблизительно 0,95, путем воздействия аналогичных условий на эталонные образцы набора для определения извлечения сахара (SRS). Полученные концентрации мономера глюкозы после последующего гидролиза затем делили на коэффициенты извлечения сахара для корректировки, учитывающей разложение сахара.
Принципиальная схема трехстадийного процесса гидролиза целлюлоза с быстрым охлаждением с добавлением кислоты приведена на Фиг. 2.
Проводили непрерывный цикл. При одинаковых условиях отбирали четыре образца. Результаты приведены в таблице ниже:
| Образец | Выход глюкозы (%) | Гликолевый альдегид (%) | Выход гликолевой кислоты+глицеральдегида (%) |
| 1 | 69,4 | 6,3 | 1,3 |
| 2 | 68,5 | 7,5 | 1,2 |
| 3 | 68,0 | 7,5 | 1,4 |
| 4 | 63,7 | 12,2 | 1,6 |
| Среднее | 67,4 | 8,375 | 1,4 |
| Стандартное отклонение | 2,5 | 2,6 | 0,2 |
Несмотря на то, что в этом описании были раскрыты предпочтительные формы осуществления изобретения, тем не менее, для специалистов в этой области является очевидным, что для достижения ряда преимуществ изобретения могут быть сделаны различные изменения и модификации без отклонения от сущности и объема изобретения. Поэтому, объем изобретения определяется только исключительно прилагаемыми пунктами формулы изобретения.
Когда в описании изобретения при указании физических свойств, таких как молекулярная масса, или химических свойств, таких как химический состав, используют интервалы, то предполагается, что в них включены все комбинации и субкомбинации интервалов конкретных вариантов осуществления.
Содержание каждого упомянутого патента, патентной заявки и публикации приводятся в описании изобретения путем ссылки на них.
Для специалистов в этой области является очевидным, что для предпочтительных вариантов осуществления изобретения могут быть сделаны многочисленные изменения и модификации, и что такие изменения и модификации могут быть сделаны без отклонения от сущности изобретения. Поэтому, предполагается, что прилагаемые пункты формулы изобретения охватывают все эти эквивалентные изменения как соответствующие истинной сущности изобретения и подпадающие под его объем.
Claims (116)
1. Способ повышения содержания С6 моносахаридов и С6 олигосахарида, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, где способ включает:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от 210°С до 240°С при давлении от 225 бар до 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6 моносахаридов, С6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает сверхкритическую воду и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, 374,2°С при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже чем 140°С; и
необязательно, кислотный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6
олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
2. Способ по п. 1, где указанную пульпу предварительно нагревают до температуры от 245°С до 255°С при давлении от 200 бар до 260 бар для времени пребывания от 5 секунд до одной минуты.
3. Способ по п. 1, где указанная вторая реакционная смесь имеет температуру от 358°С до 380°С при давлении от 200 бар до 260 бар.
4. Способ по п. 1, где указанную пульпу контактируют с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем 5 секунд.
5. Способ по п. 1, где указанную вторую реакционную жидкость охлаждают до температуры от 260°С до 280°С при давлении от 200 бар до 260 бар.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
фракционирование указанной лигноцеллюлозной биомассы перед указанной стадией подачи лигноцеллюлозной биомассы;
где указанная стадия фракционирования включает контактирование указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, 100°С при давлении, достаточном для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
7. Способ по п. 1, где указанный способ является непрерывным.
8. Способ по п. 1, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду.
9. Способ по п. 8, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один С1-С5 спирт.
10. Способ по п. 1, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту, где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции.
11. Способ по п. 10, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один С1-С5 спирт.
12. Способ по п. 1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает добавление, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты.
13. Способ по п. 1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
14. Способ по п. 1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование, по меньшей мере, с одним твердым кислотным катализатором.
15. Способ по п. 1, где выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, 63% от теоретического выхода.
16. Способ контролирования скорости гидролиза целлюлозы, включающий:
подачу фракционированной лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
где указанная фракционированная лигноцеллюлозная биомасса получена путем контактирования лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, 100°С, при давлении, достаточном для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от 210°С до 240°С при давлении от 225 бар до 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6 моносахаридов, С6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает сверхкритическую воду и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, 374,2°С при давлении, достаточном
для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже чем 140°С; и
необязательно, кислотный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей;
где указанный способ является непрерывным.
17. Способ по п. 16, где указанную пульпу предварительно нагревают до температуры от 245°С до 255°С при давлении от 200 бар до 260 бар для времени пребывания от 5 секунд до одной минуты.
18. Способ по п. 16, где вторая реакционная смесь имеет температуру от 358°С до 380°С при давлении от 200 бар до 260 бар.
19. Способ по п. 16, где указанную пульпу контактируют с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем 5 секунд.
20. Способ по п. 16, где указанную вторую реакционную смесь охлаждают до температуры от 260°С до 280°С при давлении от 200 бар до 260 бар.
21. Способ по п. 16, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду.
22. Способ по п. 21, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один С1-С5 спирт.
23. Способ по п. 16, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту, где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции.
24. Способ по п. 23, где указанная композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, один С1-С5 спирт.
25. Способ по п. 16, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает добавление, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты.
26. Способ по п. 16, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
27. Способ по п. 16, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование, по меньшей мере, с одним твердым кислотным катализатором.
28. Способ по п. 16, где выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, 63% от теоретического выхода.
29. Способ понижения скорости разложения глюкозы, включающий:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от 210°С до 240°С при давлении от 225 бар до 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6 моносахаридов, С6 олигосахаридов и их смесей;
где указанную пульпу приводят в контакт с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем 5 секунд;
где указанная вторая реакционная жидкость включает сверхкритическую воду и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, 374,2°С при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии;
где указанная вторая реакционная жидкость имеет температуру от 358°С до 380°С при давлении от 200 бар до 260 бар; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже чем 140°С; и
необязательно, кислотный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
30. Способ по п. 29, где указанную пульпу предварительно нагревают до температуры от 245°С до 255°С при давлении от 200 бар до 260 бар для времени пребывания от 5 секунд до одной минуты.
31. Способ по п. 29, где указанную вторую реакционную смесь охлаждают до температуры от 260°С до 280°С при давлении от 200 бар до 260 бар.
32. Способ по п. 29, дополнительно включающий:
фракционирование указанной лигноцеллюлозной биомассы до указанной стадии подачи;
где указанное фракционирование включает контактирование указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и
где указанная первая реакционная жидкость находится при
температуре, по меньшей мере, 100°С при давлении, достаточном для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
33. Способ по п. 29, где указанный способ является непрерывным.
34. Способ по п. 29, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду.
35. Способ по п. 34, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один С1-С5 спирт.
36. Способ по п. 29, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту, где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции.
37. Способ по п. 36, где указанная композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, один С1-С5 спирт.
38. Способ по п. 29, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает добавление, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты.
39. Способ по п. 29, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
40. Способ по п. 29, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование, по меньшей мере, с одним твердым кислотным катализатором.
41. Способ по п. 29, где выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, 63% от теоретического выхода.
42. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
кислотный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, С6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из С6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей; и
превращение путем брожения, каталитической реакции или их комбинации указанных С6 сахаридов в этанол, бутанол или другие спирты или их смесь.
43. Способ по п. 1, где выполняют указанное разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции.
44. Способ по п. 16, где выполняют указанное разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции.
45. Способ по п. 29, где выполняют указанное разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции.
46. Способ по п. 42, где выполняют указанное разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161482382P | 2011-05-04 | 2011-05-04 | |
| US61/482,382 | 2011-05-04 | ||
| PCT/US2012/036583 WO2012151521A2 (en) | 2011-05-04 | 2012-05-04 | Multistage cellulose hydrolysis and quench with or without acid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012154205A RU2012154205A (ru) | 2014-06-20 |
| RU2608999C2 true RU2608999C2 (ru) | 2017-01-30 |
Family
ID=47108258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012154205A RU2608999C2 (ru) | 2011-05-04 | 2012-05-04 | Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8568533B2 (ru) |
| EP (1) | EP2705046B1 (ru) |
| JP (1) | JP2014513962A (ru) |
| KR (1) | KR101485285B1 (ru) |
| CN (1) | CN103502257B (ru) |
| AU (1) | AU2012250572A1 (ru) |
| BR (1) | BR112013028145B1 (ru) |
| CA (1) | CA2806882C (ru) |
| MY (1) | MY158474A (ru) |
| PH (1) | PH12013502196A1 (ru) |
| RU (1) | RU2608999C2 (ru) |
| SG (1) | SG194703A1 (ru) |
| WO (1) | WO2012151521A2 (ru) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2597588C2 (ru) | 2010-01-19 | 2016-09-10 | Ренмэтикс, Инк. | Производство сбраживаемых сахаров и лигнина из биомассы, использующее сверхкритические текучие среды |
| US8801859B2 (en) | 2011-05-04 | 2014-08-12 | Renmatix, Inc. | Self-cleaning apparatus and method for thick slurry pressure control |
| US8663800B2 (en) | 2011-05-04 | 2014-03-04 | Renmatix, Inc. | Lignin production from lignocellulosic biomass |
| US8759498B2 (en) | 2011-12-30 | 2014-06-24 | Renmatix, Inc. | Compositions comprising lignin |
| WO2016049569A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | Renmatix, Inc. | Adhesive compositions comprising type-ii cellulose |
| CN104674585B (zh) * | 2015-02-15 | 2017-03-29 | 广西大学 | 跨临界co2反应系统水解制浆的方法及装置 |
| WO2019195033A1 (en) | 2018-04-03 | 2019-10-10 | Renmatix, Inc. | Composites containing cellulose-based compositions |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5705369A (en) * | 1994-12-27 | 1998-01-06 | Midwest Research Institute | Prehydrolysis of lignocellulose |
| WO2001032715A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Waste Energy Integrated Sytems, Llc | Process for the production of organic products from lignocellulose containing biomass sources |
| RU2194078C2 (ru) * | 1996-09-30 | 2002-12-10 | Мидуэст Рисерч Инститьют | Гидролиз и фракционирование биомассы лигноцеллюлозы |
| WO2009060126A1 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Chempolis Oy | Process for preparing a sugar product |
| WO2010034055A1 (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Licella Pty Ltd | Fractionation of lignocellulosic matter |
| US20100170504A1 (en) * | 2006-03-29 | 2010-07-08 | Zhang Y H Percival | Cellulose-solvent-based lignocellulose fractionation with modest reaction conditions and reagent cycling |
| RU2556496C2 (ru) * | 2010-01-19 | 2015-07-10 | Ренмэтикс, Инк. | Производство сбраживаемых сахаров и лигнина из биомассы, использующее сверхкритические текучие среды |
Family Cites Families (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2198785A (en) | 1937-06-07 | 1940-04-30 | Mohr John | Method for treating waste materials |
| US2356500A (en) | 1941-03-27 | 1944-08-22 | Boinot Firmin Charles | Method for saccharifying cellulosic materials by means of diluted mineral acids |
| US2516833A (en) | 1947-06-09 | 1950-08-01 | Ant-Wuorinen Olli Viljo Anton | Process for hydrolyzing cellulosic materials |
| US2681871A (en) | 1951-02-16 | 1954-06-22 | Sam M Nickey Jr | Method and apparatus for hydrolyzing cellulosic materials |
| US2759856A (en) | 1952-11-05 | 1956-08-21 | Masonite Corp | Preparation of high purity wood sugars |
| US2801939A (en) | 1955-04-04 | 1957-08-06 | Tennessee Valley Authority | Hydrolysis of hemicellulose and alphacellulose to produce sugar |
| US3314797A (en) | 1963-04-12 | 1967-04-18 | Georgia Pacific Corp | Converting lignocellulose materials into yeast containing stock feed |
| US3212932A (en) | 1963-04-12 | 1965-10-19 | Georgia Pacific Corp | Selective hydrolysis of lignocellulose materials |
| US4201596A (en) | 1979-01-12 | 1980-05-06 | American Can Company | Continuous process for cellulose saccharification |
| CA1173380A (en) | 1980-02-19 | 1984-08-28 | Michael I. Sherman | Acid hydrolysis of biomass for ethanol production |
| 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. |
| DE3048802A1 (de) | 1980-12-23 | 1982-07-08 | Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart | Verfahren zur hydrolyse von zellulose pflanzlicher rohstoffe zu glukose und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DK522881A (da) | 1981-11-25 | 1983-05-26 | Danske Sukkerfab | Fremgangsmaade til omdannelse af et pentosanholdigt cellulosemateriale til xylose og glukose ved syrehydrolyse |
| DE3225074A1 (de) | 1982-07-05 | 1984-01-12 | Josef Erne & Co, Rohrbogenwerk, 6824 Schlins | Verfahren und vorrichtung zur abtrennung der hemicellulose und des lignins von cellulose in lignocellulosischen pflanzenmaterialien, zur gewinnung von cellulose, gegebenenfalls zuckern und gegebenenfalls loeslichem lignin |
| DE3379063D1 (en) | 1982-07-05 | 1989-03-02 | Erne Fittings Gmbh & Co | Process and apparatus for the preparation of cellulose, simple sugars and soluble lignine from vegetable biomasse |
| US4556430A (en) | 1982-09-20 | 1985-12-03 | Trustees Of Dartmouth College | Process for hydrolysis of biomass |
| ZA844851B (en) * | 1983-07-07 | 1985-02-27 | Biomass Int | Method and apparatus for continuously hydrolyzing cellulosic material |
| DE3428661A1 (de) | 1983-08-09 | 1985-03-07 | Krupp Industrietechnik GmbH Werk Buckau Wolf, 4048 Grevenbroich | Verfahren zur hydrolyse von lignocellulosehaltiger biomasse |
| CA1198703A (en) * | 1984-08-02 | 1985-12-31 | Edward A. De Long | Method of producing level off d p microcrystalline cellulose and glucose from lignocellulosic material |
| US4699124A (en) | 1985-06-28 | 1987-10-13 | Power Alcohol, Inc. | Process for converting cellulose to glucose and other saccharides |
| US4637835A (en) | 1985-06-28 | 1987-01-20 | Power Alcohol, Inc. | Methods of hydrolyzing cellulose to glucose and other (poly)saccharides |
| JP3042076B2 (ja) * | 1990-09-08 | 2000-05-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 天然又は合成高分子化合物の選択的加水分解方法 |
| US5125977A (en) | 1991-04-08 | 1992-06-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Two-stage dilute acid prehydrolysis of biomass |
| US6228177B1 (en) | 1996-09-30 | 2001-05-08 | Midwest Research Institute | Aqueous fractionation of biomass based on novel carbohydrate hydrolysis kinetics |
| JP3041380B2 (ja) * | 1997-06-02 | 2000-05-15 | 工業技術院長 | 水溶性オリゴ糖類及び単糖類の製造方法 |
| WO1999067409A1 (en) | 1998-06-23 | 1999-12-29 | The Regents Of The University Of California | Method of treating biomass material |
| JP2001095594A (ja) | 1999-09-30 | 2001-04-10 | Meiji Seika Kaisha Ltd | グルコース及びセロオリゴ糖の製造方法 |
| JP4083374B2 (ja) | 2000-07-11 | 2008-04-30 | トヨタ自動車株式会社 | セルロースの生成方法 |
| JP4330839B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2009-09-16 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | グルコース及び／又は水溶性セロオリゴ糖の製造方法 |
| JP3808781B2 (ja) * | 2002-01-30 | 2006-08-16 | 株式会社神戸製鋼所 | セルロース含有材から加水分解生成物を製造する方法 |
| JP4187152B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2008-11-26 | 独立行政法人森林総合研究所 | セルロース含有材から加水分解生成物を製造する方法 |
| JP4277603B2 (ja) * | 2003-07-24 | 2009-06-10 | 日立造船株式会社 | 多糖類物質の加水分解方法 |
| US20070267008A1 (en) * | 2003-11-21 | 2007-11-22 | Tama-Tlo Corporation | Method of Hydrolyzing an Organic Compound |
| JP4604194B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2010-12-22 | 国立大学法人広島大学 | 触媒を用いたセルロースの加水分解方法および触媒を用いたグルコースの生産方法 |
| JP4651086B2 (ja) | 2005-03-22 | 2011-03-16 | トヨタ自動車株式会社 | セルロースの分解方法 |
| JP2006274013A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Hiroshima Univ | バイオマスガス化システム |
| CA2631021A1 (en) | 2005-11-23 | 2007-10-25 | Natureworks Llc | Process for fractionating lignocellulosic biomass into liquid and solid products |
| JP4765073B2 (ja) | 2006-07-05 | 2011-09-07 | 国立大学法人広島大学 | リグノセルロースの水熱加水分解方法 |
| WO2008017145A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Emicellex Energy Corporation | Process for recovery of holocellulose and near-native lignin from biomass |
| BRPI0706024B1 (pt) | 2006-10-26 | 2020-06-16 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Método para sacarificação hidrolítica de uma biomassa celulósica com uso de múltiplos recipientes de pressão |
| JP2008248202A (ja) | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Toyota Motor Corp | セルロース精製方法及びセルロース精製装置 |
| JP5099757B2 (ja) * | 2007-07-23 | 2012-12-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | リグノセルロース系バイオマスから糖類を製造する方法 |
| JP2009077697A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Idemitsu Kosan Co Ltd | バイオマスの加水分解方法および加水分解装置 |
| KR20090030967A (ko) | 2007-09-21 | 2009-03-25 | 대한민국(관리부서 : 산림청 국립산림과학원장) | 초임계수를 이용한 목질계 바이오매스의 당화방법 |
| JP5498005B2 (ja) * | 2007-10-11 | 2014-05-21 | 志朗 坂 | 有機酸を経由したアルコール類の製造方法 |
| JP5322150B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2013-10-23 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | セルロースを含むバイオマスの糖化方法 |
| US8057639B2 (en) | 2008-02-28 | 2011-11-15 | Andritz Inc. | System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process |
| JP5103260B2 (ja) * | 2008-04-23 | 2012-12-19 | 川崎重工業株式会社 | セルロース系バイオマスの糖化分解方法及び糖化分解装置 |
| JP5314917B2 (ja) * | 2008-04-23 | 2013-10-16 | 川崎重工業株式会社 | セルロース系バイオマスの糖化分解方法及び糖化分解装置 |
| US20090288788A1 (en) | 2008-05-22 | 2009-11-26 | Aphios Corporation | Pretreating cellulosic biomass |
| EP3778717A1 (en) * | 2008-07-16 | 2021-02-17 | Renmatix Inc. | Nano-catalytic-solvo-thermal technology platform bio-refineries |
| US8282738B2 (en) * | 2008-07-16 | 2012-10-09 | Renmatix, Inc. | Solvo-thermal fractionation of biomass |
| JP2010081855A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Kobe Steel Ltd | 糖類の製造方法 |
| JP5403587B2 (ja) * | 2009-01-20 | 2014-01-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 単糖の製造方法 |
| CN101597026B (zh) * | 2009-07-03 | 2011-06-22 | 西安交通大学 | 聚焦太阳能热驱动的生物质超临界水气化制氢系统与方法 |
| JP2011032388A (ja) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 燃料製造システム及び燃料の製造方法 |
-
2012
- 2012-05-04 CA CA2806882A patent/CA2806882C/en active Active
- 2012-05-04 BR BR112013028145A patent/BR112013028145B1/pt active IP Right Grant
- 2012-05-04 AU AU2012250572A patent/AU2012250572A1/en not_active Abandoned
- 2012-05-04 EP EP12780045.6A patent/EP2705046B1/en active Active
- 2012-05-04 RU RU2012154205A patent/RU2608999C2/ru active
- 2012-05-04 SG SG2013080478A patent/SG194703A1/en unknown
- 2012-05-04 US US13/464,366 patent/US8568533B2/en active Active
- 2012-05-04 MY MYPI2013003829A patent/MY158474A/en unknown
- 2012-05-04 WO PCT/US2012/036583 patent/WO2012151521A2/en not_active Ceased
- 2012-05-04 JP JP2014509489A patent/JP2014513962A/ja active Pending
- 2012-05-04 KR KR1020137031387A patent/KR101485285B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2012-05-04 CN CN201280021615.1A patent/CN103502257B/zh active Active
- 2012-05-04 PH PH1/2013/502196A patent/PH12013502196A1/en unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5705369A (en) * | 1994-12-27 | 1998-01-06 | Midwest Research Institute | Prehydrolysis of lignocellulose |
| RU2194078C2 (ru) * | 1996-09-30 | 2002-12-10 | Мидуэст Рисерч Инститьют | Гидролиз и фракционирование биомассы лигноцеллюлозы |
| WO2001032715A1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Waste Energy Integrated Sytems, Llc | Process for the production of organic products from lignocellulose containing biomass sources |
| US20100170504A1 (en) * | 2006-03-29 | 2010-07-08 | Zhang Y H Percival | Cellulose-solvent-based lignocellulose fractionation with modest reaction conditions and reagent cycling |
| WO2009060126A1 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Chempolis Oy | Process for preparing a sugar product |
| WO2010034055A1 (en) * | 2008-09-23 | 2010-04-01 | Licella Pty Ltd | Fractionation of lignocellulosic matter |
| RU2556496C2 (ru) * | 2010-01-19 | 2015-07-10 | Ренмэтикс, Инк. | Производство сбраживаемых сахаров и лигнина из биомассы, использующее сверхкритические текучие среды |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Кузнецов Б.Н. и др., Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева, 2004, том XLVIII, N3, 4-20. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2705046B1 (en) | 2019-08-28 |
| MY158474A (en) | 2016-10-14 |
| WO2012151521A2 (en) | 2012-11-08 |
| BR112013028145A2 (pt) | 2016-08-16 |
| KR101485285B1 (ko) | 2015-01-21 |
| KR20140027340A (ko) | 2014-03-06 |
| CN103502257B (zh) | 2016-10-12 |
| EP2705046A4 (en) | 2015-05-20 |
| AU2012250572A1 (en) | 2013-11-07 |
| CN103502257A (zh) | 2014-01-08 |
| RU2012154205A (ru) | 2014-06-20 |
| US8568533B2 (en) | 2013-10-29 |
| NZ616833A (en) | 2016-02-26 |
| WO2012151521A3 (en) | 2013-01-24 |
| JP2014513962A (ja) | 2014-06-19 |
| PH12013502196A1 (en) | 2014-01-06 |
| US20120285445A1 (en) | 2012-11-15 |
| CA2806882C (en) | 2014-01-28 |
| CA2806882A1 (en) | 2012-11-08 |
| BR112013028145B1 (pt) | 2019-09-10 |
| EP2705046A2 (en) | 2014-03-12 |
| SG194703A1 (en) | 2013-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2834939C (en) | Cellulose hydrolysis with ph adjustment | |
| RU2608999C2 (ru) | Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты | |
| AU2013290013B2 (en) | Supercritical hydrolysis of biomass | |
| US8895265B2 (en) | Multistage fractionation process for recalcitrant C5 oligosaccharides | |
| US20170362618A1 (en) | High solids enzymatic hydrolysis and fermentation of pretreated biomass | |
| US20170044177A1 (en) | Methods and systems for producing isosorbide from biomass | |
| Binczarski et al. | Biologically synthesized crude calcium lactate as a substrate for propylene glycol production | |
| NZ616833B2 (en) | Multistage cellulose hydrolysis and quench with or without acid |