BG100071A - Метод за получаване на захари чрез хидролиза съссилна киселина на целулозни и хемицелулозни продукти - Google Patents
Метод за получаване на захари чрез хидролиза съссилна киселина на целулозни и хемицелулозни продукти Download PDFInfo
- Publication number
- BG100071A BG100071A BG100071A BG10007195A BG100071A BG 100071 A BG100071 A BG 100071A BG 100071 A BG100071 A BG 100071A BG 10007195 A BG10007195 A BG 10007195A BG 100071 A BG100071 A BG 100071A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- acid
- resin
- sugars
- sugar
- products
- Prior art date
Links
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 165
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 154
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 132
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 title claims abstract description 47
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 50
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- -1 hexose sugars Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 64
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 64
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 60
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 29
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 24
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 17
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 14
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 14
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 8
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 7
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 7
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 7
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 244000285963 Kluyveromyces fragilis Species 0.000 claims description 6
- 235000014663 Kluyveromyces fragilis Nutrition 0.000 claims description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000235060 Scheffersomyces stipitis Species 0.000 claims description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 claims description 6
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 241001237431 Anomala Species 0.000 claims description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SLBOQBILGNEPEB-UHFFFAOYSA-N 1-chloroprop-2-enylbenzene Chemical compound C=CC(Cl)C1=CC=CC=C1 SLBOQBILGNEPEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 claims description 3
- 241000235647 Pachysolen tannophilus Species 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 3
- 241000588902 Zymomonas mobilis Species 0.000 claims description 3
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical group [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims description 3
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims description 3
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims description 3
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims description 3
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000589220 Acetobacter Species 0.000 claims description 2
- 241000228257 Aspergillus sp. Species 0.000 claims description 2
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 claims description 2
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 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 claims description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 claims 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 17
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 17
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 17
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 17
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 7
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 5
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 5
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 5
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 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 description 4
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 244000286779 Hansenula anomala Species 0.000 description 2
- 235000014683 Hansenula anomala Nutrition 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N pyridoxine Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CO)=C1O LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,4b,5,6,10,10a-octahydrophenanthrene-1-carboxylic acid Chemical compound C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical group [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910004616 Na2MoO4.2H2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N inositol Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O CDAISMWEOUEBRE-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 235000008160 pyridoxine Nutrition 0.000 description 1
- 239000011677 pyridoxine Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N scyllo-inosotol Natural products OC1C(O)C(O)C(O)C(O)C1O CDAISMWEOUEBRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 description 1
- 229940004177 thiamine 25 mg Drugs 0.000 description 1
- DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M thiamine hydrochloride Chemical compound Cl.[Cl-].CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940011671 vitamin b6 Drugs 0.000 description 1
- 150000008495 β-glucosides Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
- C13B20/144—Purification of sugar juices using ion-exchange materials using only cationic ion-exchange material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
-
- 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
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
- C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
- C13B20/148—Purification of sugar juices using ion-exchange materials for fractionating, adsorption or ion exclusion processes combined with elution or desorption of a sugar fraction
-
- 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
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
- C13K1/04—Purifying
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/803—Physical recovery methods, e.g. chromatography, grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
Методът за получаване на захари включва хидролизас концентрирана киселина на биомаса, съдържаща целулоза и хемицелулоза. Целулозата и хемицелулозатапървоначално се подлагат на декристализация, следкоето се хидролизират. Полученият хидролизат съдържа захари и киселина. Съдържащият се в биомасата силициев диоксид може да се отдели за по-нататъшно преработване. Остатъчните твърди вещества се подлагат на втора декристализация и втора хидролиза, зада се оптимизират добивите от захар. Изобретението се отнася и до подобрен метод за разделяне на захарите от киселината в хидролизата. Полученият захарен поток може да се подложи на ферментация по метод, позволяващ едновременната ферментация на пентозните и хексозните захари.
Description
ОБЛАСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Изобретението се отнася до метод за хидролизиране на биомаса и по-специално до метод за получаване на захари чрез хидролиза с концентрирана сярна киселина на продукти, съдържащи целулоза и хемицелулоза.
ПРЕДШЕСТВУВАШО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА
Целулозата включва основната част от цялата растителна биомаса. Източникът на цялата целулоза е структурната тъкан на растенията. Тя се намира в тясна връзка с хемицелулозата и лигнина, които заедно съдържат основните компоненти на растителните тъканни клетки. Целулозата се състои от дълговерижни бета глюкозидни остатъци, свързани посредством първо и четвърто място. Тези връзки обуславят високата кристалност на целулозата и оттук затруднения достъп за ензими или киселинни катализатори. Хемицелулозата е аморфен хетерополимер, който се хидролизира лесно. Лигнинът е ароматен пространствен полимер, разпръснат между целулозата и хемицелулозата в растителната тъканна клетка.
Установено е, че около три четвърти от приблизително 24 милиона тона биомаса, получена от обработваеми земи и пасища, е отпадък. От дълго време се цели използването на такива отпадъчни материали за създаване на алтернативни източници на гориво, на химикали и на други полезни продукти.
-2Но, опитите да се хидролизира целулоза, като се осигури икономически изгоден метод за получаване на високи добиви от захари, все още не са успешни, главно, поради кристалната структура на целулозата и присъствието на лигнин в нея.
Известните досега методи за хидролизиране на целулоза включват биологични и небиологични начини за деполимеризация. Биологичните методи включват използването на ензима целулаза. При най-стария и най-разпространен небиологичен метод за получаване на захари от целулоза се използва киселинна хидролиза. Най-често използваната киселина за тази хидролиза е сярната киселина. Като, найобщо, хидролизата със сярна киселина може да бъде хидролиза с разредена киселина или хидролиза с концентрирана киселина.
Методът с разредена киселина, обикновено, се осъществява като се използва 0.5 до 15%-тна сярна киселина за хидролиза на целулозния продукт. Освен това, за да се предизвика хидролизата, е необходимо температурата да бъде в границите от 90 до 600°С, а налягането да бъде до 800 psi (1 psi = 6.9 kN/m2). При високи температури захарите се разграждат като образуват фурфурол и други нежелани странични продукти. Получените добиви от глюкоза са ниски, под 50%. Следователно, методите с използване на разредена киселина не са удачни за получаване на захари от целулозни продукти с високи добиви и при ниски разходи.
Методите, при които се използва концентрирана киселина, в известен смисъл, са по-подходящи, тъй като осигуряват по-високи добиви от захар. При тези методи, обикновено, се използва 60 до 90%-тна сярна киселина, за да се осъществи хидролиза. Независимо от това, че при тези • · методи се получават добиви от захар над 90%, те напоследък не намират практическо приложение поради високата цена на концентрираната сярна киселина, нейното следващо регенериране, както и поради трудностите, свързани с работата с концентрирана сярна киселина и необходимостта от съоръжения, устойчиви на киселината при високи температури. Освен това, колкото по-висока е концентрацията на използваната киселина, толкова по-големи са разходите на енергия, необходими за концентриране на киселината, което прави тези методи икономически неизгодни.
Независимо от всичко, напоследък, методът за хидролиза с концентрирана киселина е обект на допълнителни изследвания. (виж Fan
L.T.
М.М.
Gharpuray
1992 и Broder J.D.,
J.W. Barrier и G.R.
Lightsey, „Conversion of Cotton Trash and
Other Residues to
Liquid Fuel“, представена на Конференцията на Американското общество на агроинженери, състояла се през декември 14-15,
1992.) Такива методи, обикновено, включват следните етапи: (1) предварителна хидролиза за хидролизиране на хемицелулозната част, (2) основна хидролиза за хидролизиране на целулозата и (3) следваща (допълнителна) хидролиза за получаване на глюкоза от олигозахаридите, образувани в етап (2). Първият етап включва добавянето на сярна киселина към биомасата, която след това се загрява над 100 °C, за да се разгради хемицелулозата. След етапа на предварителна хидролиза се получава разтвор, съдържащ не само почти цялото количество от С5 захарите, но и С6 захари. С6 захарите са тези, които не се регенерират, ако не се използва потока от С5 захар, при което се получават ниски добиви от захар. След като се отдели захарният поток, получен в етапа на • ·· ♦ ·· ······ ··· · ··· · · * ·· · · · · * · · · « · «· ·· ·· ··* ·
W · * · · · · ··« ·· ··· ·· ·· ···
-4предварителна хидролиза, се добавя концентрирана киселина, която да разруши кристалната решетка на целулозата и да се получи глюкоза. Получените захари ферментират, след това, до алкохоли. Установено е, въпреки всичко, че за да се превърне в икономически изгоден такъв метод етапите трябва да се опростят, трябва да се намали разходът на енергия и да се елиминират трудностите, свързани с рециклирането на отработените киселини.
Други проблеми, които се срещат при комерсиализирането на известните методи за киселинна хидролиза, са свързани с получаването на големи количества гипс, когато отработената или използваната киселина се неутрализира. При тези методи се получават ниски концентрации на захар, което налага допълнително концентриране преди ферментацията. Когато хидролизата се провежда при температура над 150°С се получават съединения, като фурфурола, от разграждането на пентози. Тези съединения инхибират ферментацията, а някои са токсични.
Освен тези трудности, трябва да се отбележи, че ферментацията на захарите, получени чрез хидролиза с концентрирана киселина, създава допълнителни проблеми. Хидролизата на целулоза и хемицелулоза води до получаването както на С5, така и на С6 захари. Известно е, че хексозните захари ферментират лесно, докато пентозните захари ферментират по-трудно. И така, получените захари преди всичко трябва да се разделят, което често налага използването на сложни съоръжения за разделяне, след което те ферментират с помощта на различни микроорганизми, за които е известно, че действат или на хексозните, или на пентозните захари поотделно.
• · • · ·
При предшестващите методи за киселинна хидролиза не се е вземало под внимание как трябва да се обработва биомаса с високо съдържание на силициев диоксид. Отлагането на силициев диоксид крие потенциални екологични опасности и последици от икономически характер. В проектите, използващи биомаса за получаване на енергия чрез изгаряне, високото съдържание на силициев диоксид означава тенденция към високо съдържание на шлака, както и проблеми, свързани с обработването на големи количества пепел, получена при изгаряне на биомасата.
Тъй като силициевите съединения са от голямо практическо значение, отделянето на силициевия диоксид от земеделските отпадъци придобива все по-голямо значение, (виж Karera A., S. Nargis, S. Patel и М. Patel, „Silicon Based Materials from Rice Husk“,Journal of Scientific and Industrial Research, t.45, 1986, стр. 441-448.) Известно е, че при обработване на биомасата с натриев хидроксид ще се разтворят целулозата и хемицелулозата, което ще позволи отделянето им от лигнина. Но, малки количества верижни целулози често онечистват силициевия диоксид в процеса на отделяне, при което се намалява добивът от захар. Освен това, отделянето на силициевия диоксид чрез филтруване се затруднява от образуването на гъст гел, който се филтрува много трудно.
Следователно, съществува неотложна нужда от икономически изгоден и екологично безопасен метод за получаване на захари от биомаса, съдържаща целулоза и хемицелулоза.
СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
Съгласно един аспект на изобретението се осигурява метод за получаване на захари от продукти, съдържащи целулоза и хемицелулоза. Методът включва смесване на биомасата с разтвор на 25%-тна до 90%-тна киселина, за предпочитане от 70%-тна до 77%-тна, за да се осъществи декристализация на целулозата и хемицелулозата. В предпочитано изпълнение, разтворът на киселината се добавя до постигане на съотношение между чистата киселина и целулозния и хемицелулозния продукт най-малко 1:1. За предпочитане, това съотношение е 1.25:1. Използваната киселина в предпочитаното изпълнение е сярна.
Съгласно друг аспект на изобретението, хидролизата на целулозните и хемицелулозни продукти се осъществява чрез разреждане на киселината до концентрация между 20% и 30% и загряване на сместа. За предпочитане, сместа се загрява до температура от 80 до 100°С в продължение на от 40 до 480 минути, като хидролизата се провежда при атмосферно налягане.
След това, хидролизатът се отделя от твърдите продукти, за предпочитане чрез пресоване на хидролизираната биомаса. Течният хидролизат, който съдържа захари и киселина, се събира за по-нататъшна обработка.
В предпочитано изпълнение на метода съгласно изобретението, суровите продукти предварително се промиват, за да се отстранят нечистотиите и онечистванията. След това, продуктите по желание се сушат, за предпочитане до съдържание на влага около 10%. Суровите продукти могат да се раздробят преди декристализацията до частици, за предпочитане с едрина от 0.075 mm до 7 mm и още по-добре, със средна едрина 5 mm. Това раздробяване може да се • · • » « * · · •« · · ··· · · » ·· * · · · - ♦»· <# * · · · · · · · ♦ - *
- · · · · · » ··· ·· ··· ·· ·· ···
-7осъществи по някой от начините, включващи смилане, нарязване и използване на чукова мелница.
Съгласно друг аспект на изобретението, декристализацията и хидролизата на суровите продукти се повтарят. Твърдият продукт, отделен след първата хидролиза, се смесва с разтвор на 25-90%-тна сярна киселина, за предпочитане между 70% и 77%-тна сярна киселина и по-нататък декристализира останалият твърд продукт. В предпочитаното изпълнение, разтворът на киселината се добавя до постигане на съотношение между чиста киселина и целулозен и хемицелулозен продукт най-малко 1:1. Предпочитаното съотношение е 1.25:1.
За да протече втора хидролиза, съгласно друг аспект на изобретението, киселината по-нататък се разрежда до концентрация от 20% до 30%, сместа се загрява, при което се хидролизира допълнително количество целулоза и цялото количество остатъчна хемицелулоза. За предпочитане, сместа се загрява до температура от 80 до 100°С в продължение на от 40 до 480 минути, като хидролизата се осъществява при атмосферно налягане. След това, хидролизатът се отделя, отново за предпочитане чрез пресоване на хидролизираната биомаса. Течният хидролизат се събира и за предпочитане се смесва с първия хидролизат за по-нататъшно обработване, като останалият твърд продукт може по желание да се пелетизира за гориво.
Друг аспект на изобретението осигурява подобрен метод за отделяне на захарите от киселината в хидролизата, като се получава течност, съдържаща общо най-малко 15% захар, при което киселината не е повече от 3%. Този метод включва използването на устройство, включващо смола за разделяне като захарите се адсорбират върху силно кисела смола.
Устройството за разделяне, за предпочитане, е слой от омрежена полистиренова катионобменна смола. Последната е омрежена с дивинилбензен и се обработва със сярна киселина, за да се получи силно кисела смола. За предпочитане,
| концентрацията | на дивинилбензена е от 6% до 8%. |
| Алтернативно, | тази смола може да се получи чрез |
| полимеризация | на винилбензилхлорид с дивинилбензен и |
следващо обработване с натриев сулфит, за да се получи силно кисела смола. Отново, за предпочитане, концентрацията на дивинилбензена е от около 6% до около 8%.
Смолата, използвана в етапа на разделяне, за предпочитане е във вид на гранули с диаметър от около 200 до около 500 микрометра. За предпочитане, слоят смола има скорост на потока от 2 до 5 метра на час и се загрява до температура от 40 до 60°С. В предпочитаното изпълнение, слоят смола има насипна плътност от 0.6 g/ml до 0.9 g/ml и смолата има капацитет по отношение на силна киселина над 2 meq/g.
В предпочитано изпълнение, хидролизатът се добавя към слоя смола и захарите се адсорбират върху смолата. След това, смолата се продухва с газ, който е по същество свободен от кислород и който изтласква киселината от смолата преди етапа на промиване. Този етап на промиване включва промиване на смолата с вода, по същество свободна от кисло род, при което се получава поток от захар, съдържащ наймалко 98% от захарта, присъстваща в хидролизата, подаден към устройството за разделяне.
Съгласно друг аспект на изобретението, след разделянето на киселината от захарния поток, киселината, за пред• · • · ·« · · · · ·· ··«• · · ♦ · · * · • · ♦ ·· ··· ·· ·· ··« почитане, се концентрира за повторна употреба. Този процес на концентриране, за предпочитане, е изпарение.
Съгласно друг аспект на изобретението се осигурява подобрен метод за ферментация на захарите, получени чрез хидролиза на целулозни и хемицелулозни продукти с концентрирана киселина, до получаване на алкохол, ферментационният процес включва корегиране на pH-то на захарния поток за неутрализиране на цялото количество остатъчна киселина и за отстраняване на метални йони. За предпочитане, pH-то се корегира посредством добавяне на основа, като калциев хидроксид или калциев оксид, докато pH стане около 11 и след това се прилага обратно титруване с киселина до pH около 4.5. Добавят се хранителни елементи като магнезий, азот, калиев фосфат, следи от метали и витамини, които да осигурят развитието на микроорганизми. След това, захарният разтвор се смесва с микроорганизъм, за който се знае, че произвежда полезни ферментационни продукти. Полезните ферментационни продукти могат да бъдат: етанол, н.-бутанол, изопропилов алкохол, оцетна киселина, глицерин, маслена киселина, млечна киселина, 2,3-бутандиол, пропионова киселина, итаконова киселина, лимонена киселина, фумарова киселина и ацетон.
Ферментационният процес, съгласно изобретението, понататък включва продължаване на ферментацията още 3 до 5 дни, като междувременно непрекъснато се отделят летливите ферментационни продукти чрез рециркулация на въглеродния диоксид през охлаждана колона за кондензиране. След 3 до 5 дни, ферментационните продукти се събират от колоната за кондензиране и се дестилират. Дрождите се отделят от ферментационните продукти, за предпочитане чрез • · · · · · ··«·· ® ··· · *·· · « « · · · · « Ь Λ fl « «· ·· · · · · ·« « fl ’ · » · · · * fl •·♦ · · ··· ·· ·· ···
-10центрофугиране, и могат да се рециклират за повторна употреба.
Микроорганизмите, които се използват във ферментационния процес, съгласно изобретението, могат да бъдат, например, дрожди като: Candida kefyr, Pichia stipitis, щамове на Saccharomyces cerevisiae, Hancenula anomala, Hancenula jadinii, Hancenula fabianii и Pachysolen tannophilus. Тези дрожди, за предпочитане, се култивират върху разтвори на пентоза в про-дължение на 1 до 2 седмици преди използването им във ферментационния процес. Алтернативно, микроорганизмите мо-гат да бъдат бактерии като: Clostridium species, Acetobacter species, Lactobacillus species, Aspergillus sp., Propionibacteria sp. и Zymomonas mobilis.
Друг аспект на изобретението се отнася до метод за отделяне и обработване на силициевия диоксид от биомаса, като например оризова слама и маганови отпадъци, които съдържат значителни количества силициев диоксид. Този метод включва обработване на твърдия продукт, останал след първата хидролиза, с натриев хидроксид, за предпочитане с концентрация от 5 до 10%, при което се получава екстракт. pH на екстракта се редуцира до 10, за предпочитане чрез добавяне на киселина като солна или сярна киселина. Това води до утаяване на силициева киселина, която се отделя след това, за предпочитане чрез филтруване. Силициевата киселина може да се обработи с окислител, като NaOCI, за да се промени цвета на силициевата киселина до по-светъл. Силициевата киселина, след това, може да се преработи до силикагел, натриев силикат и калиев силикат. Останалият екстракт, за предпочитане, се рециклира чрез добавяне на натриев хидроксид до крайна концентрация между 5 и 10%, ft » ♦ · · · Λ · * * # * · ·β ··· ·· ··· ·· ·» ··*
-11 след което екстрактът се прибавя към нова порция твърди вещества преди тяхното обработване с натриев хидроксид.
Останалите аспекти на изобретението са очевидни за обикновения специалист в тази област след запознаване със следващото описание.
КРАТКО ОПИСАНИЕ НА ФИГУРИТЕ фигура 1 представлява схематичен изглед на метода, съгласно изобретението, който илюстрира етапите на декристализация и хидролиза.
фигура 2 е схематичен изглед на метода, съгласно изобретението, който илюстрира етапите на разделяне, ферментация и повторно концентриране на киселината.
фигура 3 е схематичен изглед на метода, съгласно изобретението, който илюстрира етапите на обработване на силициевия диоксид.
ПОДРОБНО ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
УВОД
Изобретението осигурява подобрен метод за получаване на захари от биомаса, съдържаща целулоза и хемицелулоза, като се използва концентрирана сярна киселина. Получените захари могат да се използват като храна за животни и хора, като изходни продукти за получаване на захарни производни, като например захарни естери, или като суровина за ферментация до етанол или други продукти като бутанол, пропанол, ацетон, етилацетат и много други химикали, за които се използват специфични микроорганизми, за да се измине • ·
-12специфичен метаболитен път.
Методът, съгласно изобретението, осигурява способ за получаване на захари от биомаса, при който се намалява количеството на отпадъчния продукт или на отпадъчните води. Методът е създаден така, че да се използват повторно всички водни потоци и всички твърди вещества да се превърнат в продаваеми или полезни продукти. Голяма част от киселината се отделя за рециклиране. В случай, че биомасата има високо съдържание на силициев диоксид, с помощта на метода е възможно да се получат силикагел, натриев силикат или калиев силикат като вторични продукти. В тези части на метода, включващи ферментация, може да се осъществи ферментация едновременно на С5 и С6 захари, като се използват срещащи се в природата микроорганизми. Освен това, се получава висок добив на захар при хидролизата на биомасата, с което концентрирането на захарните потоци преди ферментацията става ненужно.
Други характерни черти на изобретението, допринасящи за неговата ефективност и икономически изгодна осъществимост, са използването на атмосферно налягане и сравнително ниски температури. Методът не води до получаването на фурфурол и други подобни нежелани странични продукти, които са токсични и инхибират ферментацията. Методът, съгласно изобретението, не изисква употребата на скъпи и редки конструкционни материали, като например танталова стомана.
Както ще бъде обяснено по-подробно по-долу, методът съгласно изобретението осигурява ефективен, икономически изгоден способ за получаване на полезни химикали от хидролизата на земеделски отпадъци, като същевременно са
•. .. . · ‘ . .·· · · · · » ·· ···
-13елиминирани или сведени до минимум отпадъчните води или продукти.
Следващите примери илюстрират метода съгласно изобретението:
ДЕКРИСТАЛИЗАИИЯ
Суровините, използвани в метода съгласно изобретението, се смесват така, че целулозното и хемицелулозното съдържание да бъде над 65%, за предпочитане около 75%. По желание в един първи етап на метода биомасата може да се промие, за да се отстранят грубите замърсявания и онечиствания. На фигура 1 се вижда, че оризовата слама 1, биомасата, използвана във всички примери, представени на фигурите, се промива с вода 2. В метода, съгласно изобретението, могат да се използват различни суровини, включително оризова слама, която поради високото съдържание на силициев диоксид в нея, се обработва по-трудно от другите суровини. Трябва да се отбележи, че принципите на настоящето изобретение не се ограничават от използването на конкретен вид биомаса, а са предназначени за прилагане към широк спектър от продукти. Оризовата слама е само илюстрация за характера на използваните продукти.
След като завърши промиването, използваната вода се прехвърля в утаителен басейн 4, където онечистванията и други утайки се събират на дъното 6, след което водата може да се използва отново 5 за промиване на следващата партида оризова слама преди обработването й.
След като вече е почистена оризовата слама, тя може, по желание, да се подложи на сушене 8, за предпочитане до съдържание на влага приблизително 10%. След сушенето, • · · · ··· ·· ··· ·· ·’ ---14материалът се смила 7 до частици с размер от 0.075 mm до 7 mm. За предпочитане, размерът на частиците е от 3 mm до 7 mm, като средният размер е 5 mm. Следва да се отбележи, че за някои суровини редът на тези два етапа следва да се обърне. Така, суровината може да се подложи на мокро смилане, като се използва хидравлична мелница и след това да се изсуши.
Оризовата слама вече е готова за етапа на декристализация. По метода, съгласно изобретението, суровините, съдър-жащи целулоза и/или хемицелулоза, най-напред се смесват с концентрирана сярна киселина 9 с концентрация от 25% до 90%, за да се осъществи декристализация. За предпочитане, концентрацията на използваната киселина е между 70% и 77%. Киселината се прибавя така, че да се достигне тегловно съотношение между чистата киселина и целулозните и хемицелулозни продукти най-малко 1:1. За предпочитане, тегловното съотношение трябва да бъде 1.25:1. Добавянето на киселината към биомасата води до образуване на гъст гел 10. Преимуществено, тази смес от суровина и киселината разкъсва връзките между целулозните и хемицелулозните вериги, като това позволява на дълговерижната целулоза да бъде хидролизирана.
Декристализацията се осъществява така, че температурата да не надвишава 80°С и за предпочитане е в границите от 60 до 80°С. Ако температурата по време на декристализацията превиши 80°С, голяма част от С5 захарите ще се загубят при следващата хидролиза. При метода, съгласно изобретението, се използват такива условия, които запазват по-реактивоспособните захари, получени по-рано в хидролизния процес. Декристализацията предотвратява • · · ·
преждевременната хидролиза и следващото повишено разграждане на захарите. Декристализацията е описана понататък в примери 1-3, които следват.
ПРИМЕРНИ ИЗПЪЛНЕНИЯ
Пример 1
Оризова слама, съдържаща 75 тегл.% целулоза и хемицелулоза, с тегло 50.01 g се смесва с 66.82 g сярна киселина с концентрация 77%. Оризовата слама се прибавя бавно към сярната киселина, така че да има винаги излишък от течност след всяко ново прибавяне. Температурата се поддържа под 80°С. След като се прибави последното количество оризова слама, получената желатинообразна маса се смесва добре.
Пример 2
Оризова слама с тегло 50.04 g се смесва с 98.91 g сярна киселина с концентрация 77%. Оризовата слама се прибавя бавно към сярната киселина, така че да има винаги излишък от течност след всяко прибавяне. Температурата се поддържа под 80°С. След като се прибави последното количество оризова слама, получената желатинообразна маса се смесва добре.
Пример 3
Смес от дървесни изрезки и вестникарска хартия, тежаща 100.00 g се смесва със 167.63 g сярна киселина с концентрация 77%. Дървесните изрезки се смилат до размер на частиците от 3 до 7 mm и 40 g от тях се смесват с 60 g от вестниците, които предварително са нарязани до размер на частиците приблизително 6 mm. Сместа се прибавя бавно към сярната
-16киселина, така че да има винаги излишък от течност след всяко прибавяне. Температурата се поддържа под 80°С. След като се прибави последното количество от дървесните изрезки и вестниците, получената желатинообразна маса се смесва добре.
ПЪРВА ХИДРОЛИЗА
След етапа на декристализация, концентрираната сярна киселина в сместа се разрежда, за предпочитане до концентрация между 20% и 30%, като за предпочитане се използва и рециклирана вода 11. Сместа се загрява до температура от 80 до 100°С, за да протече хидролизата 12. Последната продължава от 40 до 480 минути в зависимост от температурата и концентрацията на целулоза и хемицелулоза в суровината. Ако се превиши определеното време, степента на разграждане на хексозите и пентозите ще надхвърли степента на образуването им. Ето защо, за да се увеличи добива от захар, е от значение да се спре първата хидролиза след определено време и да се отделят захарите, след което да се проведе втората хидролиза за превръщане на остатъка от целулозата и хемицелулозата в захари. След хидролиза, разтворът, съдържащ киселина и захар, се отделя от остатъчните твърди вещества, за предпочитане, чрез пресоване 15. Етапът на хидролиза е описан по-долу в примери от 4 до 6.
Пример 4
Към получената желатинообразна маса в пример 1 се прибавят 54.67 g вода, за да се намали концентрацията на киселината в общата смес до 30%. Сместа се загрява до 100°С в продължение на 60 минути. По време на нагряването се • · · • ·
-17изпарява част от водата. Желатинообразната маса се пресова, като се получават 93 g течност, която съдържа 17.1% захар и
35.52% киселина.
Пример 5
След като желатинообразната маса, получена в пример 2, се смеси добре, се прибавят 104.56 g вода, за да се намали концентрацията на киселината в общата смес до 30%. Сместа се загрява до 100°С в продължение на 60 минути. Желатинообразната маса се пресова като се получават 188.9 g течност, която съдържа 16.5% захари и 34.23% киселина.
Пример 6
След като желатинообразната маса, получена в пример 3, се смеси добре, се прибавят 162.62 g вода, за да се намали концентрацията на киселината в общата смес до 30%. Сместа се загрява до 100°С в продължение на 60 минути. По време на нагряването се изпарява известна част от водата. Желатинообразната маса се пресова, като се получават 214.3 g течност, която съдържа 17.6% захари и 36.85% киселина.
След пресоването, полученият кейк, съдържащ твърдата маса, се промива със 170 g вода и се пресова отново като се получава течност, която съдържа 16.3% киселина и 8.92% захар. Тази течност се подлага на следващо промиване, за да се увеличи добивът от захар.
ОБРАБОТВАНЕ НА СИЛИЦИЕВИЯ ДИОКСИД
Изобретението осигурява и метод за обработване на продукти с високо съдържание на силициев диоксид. Този ·
• · · · · * * * * χ
-18метод е показан на фигура 3. Пресованата твърда маса 14, останала след първата хидролиза, може да се обработи с 510% натриев хидроксид 16, при което се екстрахира силициева киселина 18. Този етап от метода се провежда по желание и се прилага когато биомасата има високо съдържание на силициев диоксид, какъвто е случаят с оризовата слама и магановите остатъци. След като приключи обработването с натриев хидроксид 16, твърдата маса първоначално се загрява 16А, след което се пресова 17 и се промива с вода, за да се екстрахира течността 18. Тази течност се обработва с киселина 19А, за да се понижи pH, като се получава утайка 21, която се отделя, за предпочитане чрез филтруване 22. Продуктът във филтъра се избелва 19Б, като се получава продукт, който е по същество чист силикагел. По-нататък последният може да се обработи, за да се получат натриев силикат, калиев силикат или други полезни продукти. Екстракцията на силициевия диоксид е описана по-долу в примери 7-9.
Пример 7
Кейкът (уплътнена утайка) от хидролизата на оризовата слама,получен както е описано в пример 1, по-горе, тежи 499.75 g след пресоване на захарния хидролизат и се обработва с 659.8 g 5%-ен разтвор на натриев хидроксид. Сместа се загрява до 80°С в продължение на 90 минути.Кейкът (уплътнената утайка) се пресова и се промива с вода. Общото извлечено количество течност има pH над 15. Течността се обработва с концентрирана солна киселина до понижаване на pH до 10. Образува се леко рохкава утайка, която се отделя чрез филтруване. Продуктът се избелва във филтъра чрез добавяне на 11%-ен разтвор на натриев хипохлорит, при което
-19се получава почти бял продукт, който по същество е чист силикагел. Продуктът от филтъра се отделя като силициев диоксид чрез сушене до необходимото съдържание на влага.
Пример 8
Силикагелът, получен като филтърен кейк по метода, описан в пример 7, се обработва с гранулирана натриева основа и се получава натриев силикат. При анализ на разтвор на натриевия силикат с помощта на FT-IR спектроскопия се установява, че количеството на отделения силициев диоксид от кейка е над 85%.
Пример 9
Силикагелът, получен като филтърен кейк по метода, описан в пример 7, се обработва с гранулирана калиева основа, при което се получава калиев силикат с количествен добив.
ВТОРА ДЕКРИСТАЛИЗАЦИЯ И ХИДРОЛИЗА
За да се увеличат добивите от захар като се работи по метода, съгласно изобретението, друг аспект на изобретението включва етап на втора декристализация и хидролиза. Твърдата маса, оставаща след първата хидролиза или алтернативно, твърдата маса, оставаща след обработването с натриев хидроксид, за да се екстрахира силициев диоксид, се суши 23. Изсушената твърда маса 24 се смесва с концентрирана сярна киселина 25, която е с концентрация между 25% и 90%, за да се осъществи втората декристализация. За предпочитане концентрацията на киселината е от 70% до 77%. Продължителността на декристализацията не е необходимо да бъде колкото тази на първата декристализация. Всъщност, тази втора
-20декристализация може да има продължителност няколко минути, които са необходими за смесване на киселината и твърдата маса. Втората декристализация води до получаването на гъст гел 26.
Концентрираната киселина се разрежда, за предпочитане до концентрация между 20% и 30%, като за предпочитане се използва рециклирана вода 27. Сместа се загрява, за да протече втора хидролиза. Полученият гел 28 се пресова, като се получава втори поток, съдържащ киселина и захар 30 и потоците от двата хидролизни етапа се събират. Останалата, богата на лигнин твърда маса, се събира и по желание се пелетизира за гориво 29. Тази пелетизация допринася за намаляване на отпадъците, които се получават по метода съгласно изобретението.
Етапите на втора декристализация и хидролиза са обяснени по-нататък в примери 10 и 11, по-долу.
Пример 10
Кейкът, получен при пресоването след първата хидролиза на оризова слама, се събира и се суши до съдържание на влага 10%. Кейкът, съдържащ 41% целулоза и с тегло 50.03 д, се смесва с 33.28 д сярна киселина с концентрация 77% до достигане на съотношение между чиста киселина и целулоза 1.25 : 1. Кейкът се прибавя бавно към киселината и се смесва до получаване на гъст гел. Концентрацията на чистата киселина в сместа е 30.75%, при което се прибавят 17 g вода, за да се получи крайна концентрация на чиста киселина 25.5%. След това, сместа се нагрява при 100°С в продължение на 50 минути. След охлаждане, гелът се пресова като се отделят 31.45 g течност, съдържаща 18.2% захар и 21.1% киселина.
-21 Кейкът, съдържащ твърдите вещества, оставащи след пресоването, се промива с 25 g вода, като се получава разтвор, който съдържа 15.4% захар и 19.7% киселина.
Пресованият кейк се суши до водно съдържание 10%. За него се установи, че има горивно число 8,600 британски топлинни единици на паунд (1 паунд = 0.45kg). Този горивен материал представлява главно лигнин и неотделена захар, известно количество продукти на разграждане на захарта и малко нереагирала целулоза и гори изключително добре, но оставя пепел, съдържаща около 7% силициев диоксид.
Пример 11
Кейкът, получен при хидролиза на оризовата слама, който остава след процесите на отделяне на силициевия диоксид, както е показано в пример 7, и който тежи 500 д, се смесва със сярна киселина с концентрация 77% до получаване на съотношение между чиста киселина и целулоза 1.25:1. Кейкът се прибавя бавно към киселината до образуване на гъст гел. След това, се добавя вода до получаване на крайна концентрация на чиста киселина 25.5%. Сместа се нагрява при 100°С в продължение на 50 минути. След охлаждане, гелът се пресова до отделяне на течност, съдържаща захар и киселина. Кейкът, съдържащ твърдата маса, оставаща след пресоването, се промива с вода и се получава втори разтвор, съдържащ както захар, така и киселина.
Пресованият кейк се суши до водно съдържание 10%. За него е установено, че има горивно число 8,600 британски топлинни единици на паунд. Този горивен материал, който представлява главно лигнин и неотделена захар, известно количество продукти на разграждане на захарта и малко
-22нереагирала целулоза, гори изключително добре и оставя пепел, съдържаща под 1% силициев диоксид.
РАЗДЕЛЯНЕ НА КИСЕЛИНА И ЗАХАР
Друг аспект на изобретениет включва подобрен метод за разделяне на киселината и захарта в хидролизата, получен при киселинна хидролиза на целулозен и хемицелулозен продукт. На фигура 2 е показано, че потокът, съдържащ киселина и захар 31, по-нататък преминава през устройство за разделяне, което включва слой от силно кисела полистирендивинилбензенова смола.
Смолата, за предпочитане, е омрежена дивинилбензен, чиято концентрация е между 6% и
8% и обработена със сярна киселина, така че има капацитет по отношение на силна киселина - над 2 meq/g. Някои, намиращи се на пазаря, такива смоли са: DOWEX 40166, производство на Dow Chemical, Finex
GS-16, производство на Finex, Финландия, Purolite PCR-771, производство на Purolite Inc., Bala Cynwyd PA и IR-118, производство на Rohm & Haas. В предпочитано изпълнение на метода, смолата е DOW XFS 43281.01, производство на Dow Chemical. Смолата е, за предпочитане, във вид на гранули с диаметър между 200 и 500 микрометра. Скоростта на потока в слоя от смола е, за предпочитане, от 2 до 5 m/h и слоят има насипна плътност между 0.6 и 0.9 g/ml. Слоят смола се загрява, за предпочитане, до температура от 40 до 60°С. Могат да се използват и по-високи температури, но това ще доведе до преждевременно разрушаване на пънежа от смола. По-ниски температури водят до недостатъчно ефективно разделяне. Захарта се адсорбира върху колоната докато киселинният разтвор преминава през нея 32. След като киселината се « · · w * » · · · * * » « · · «· ♦ и.
• « · · · · * · · · · -23елуира, смолата може, по желание, да се продуха с газ, който е по същество свободен от кислород, за предпочитане съдържа под 0.1 ppm (части/милион) разтворен кислород. Този газ изтласква останалата киселина от смолата, което води до почисто разделяне.
След елуирането на киселинния поток, смолата се промива с вода 34, която е по същество свободна от кислород. Съдържанието на разтворен кислород във водата е за предпочитане под 0.05 ppm и е още по-добре, ако е под 0.1 ppm. След това промиване се получава захарен поток 33, съдържащ над 98% от захарите в хидролизата, който е подаден в устройството за разделяне.
След разделянето се събират три потока: киселинният поток, захарният поток и смесен поток от киселина и захар, който се рециклира чрез втори процес на разделяне. Киселинният поток 32 се концентрира отново и се връща за повторна употреба, както е обяснено по-пълно по-долу. Захарният поток 33, който за предпочитане съдържа над 15% захар и не повече от 3% киселина, може да се подложи на ферментация, по желание. Чистотата на захарта може да се определи като процент на неволните компоненти в захарния поток. Така, когато чистотата на захарта е над 83.3% (100 х 15/18), то тя е подходяща за ферментация.
Присъствието на киселина в захарния поток от порядъка на 3% не създава проблеми при по-нататъшното преработване. Но, загубата от значителни количества захар с киселината при разделянето може да намали икономическият ефект от метода. В един примерен идеален процес на разделяне, биха се използвали 100 g вода за елуиране на 100 g опитен разтвор, съдържащ 30 g киселина, 15 g захар и 55 g вода от разделителната колона. В случай на идеално разделяне, захарният поток би съдържал 15 g захар и 85 g вода. Това би оставило 30 g киселина и 70 g (100 + 55 - 85) вода за регенериране на киселина със същата концентрация като тази на изходния разтвор - 30%.
Но,за обичайното елуиране на 100 g опитен разтвор, както е споменат по-горе, ще се изисква добавянето на около 200 g вода в колоната. Захарният поток е все още с концентрация 15%, но сега киселинният поток съдържа 170 g (200 + 55 - 85) вода и 30 g киселина, което означава 15% концентрация на киселината. Следователно, ако киселинният поток е с чистота 95% и концентрацията на киселината е 15%, при всяко елуиране ще се губят с киселината приблизително 1.5 g захар. Ако захарният поток е 95% чист при концентрация 15%, ще се губят само 0.75 g киселина при всяко елуиране. Тази разлика се дължи на факта, че киселинният поток съдържа два пъти повече продукти. Ето защо, чистотата на киселинния поток е по-важен фактор отколкото чистотата на захарния поток.
Разделянето на киселината и захарите е обяснено понататък в примери от 12 до 19.
Пример 12
Поток, съдържащ киселина и захар, получен при хидролиза на целулозен и хемицелулозен продукт, се разделя чрез пропускането му през стъклена колона с диаметър 50 sm и обем 1.2 I, запълнена с PCR-771 , силно кисела катионобменна смола, производство на Purolite,Iпс. Колоната се поддържа при температура 60°С и обемната скорост на потока е 70 ml/min, която съответства на линейна скорост на потока около 0.8 m/h. Събират се три потока - киселинният поток, захарният поток и смесен поток за рециклиране в друг • · · · · · · · ·· · * * · »
-25слой от смола. Киселинният поток е с чистота 96.8% (сума от киселина и вода). Захарният поток е с чистота 86.8% (сума от захар и вода). Като цяло, количеството на отделената захар е 95.5%, а това на киселината е 97.3%.
Пример 13
Част от течния хидролизат, получен чрез киселинна хидролиза на целулозен и хемицелулозен продукт, се разделя чрез пропускането му през стъклена колона с диаметър 50 sm и обем 1.2 I, запълнена с PCR-771, силно кисела катионобменна смола, производство на Purolite, Inc. Колоната се поддържа при температура 40°С и обемната скорост на потока е 70 ml/min. Събират се три потока - киселинният поток, захарният поток и смесен поток за рециклиране в друг слой от смола. Чистотата на киселинния поток е 95.1% (сума от киселина и вода). Захарният поток е с чистота 93.1% (сума от захар и вода). Общо, количеството на отделената киселина е 98.6%, а това на захарта е 90.6%.
Пример 14
Хидролизна течност, съдържаща 34.23% сярна киселина и 16.5% захар, се разделя чрез преминаване през стъклена колона с диаметър 50 sm и обем 1.2 I, запълнена с PCR-771, силно кисела йонообменна смола, производство на Purolite, Inc. Колоната се поддържа при температура 60°С и обемната скорост на потока е 70 ml/min. Събират се три потока киселинният поток, захарният поток и смесен поток за рециклиране в друг слой от смола. Чистотата на киселинния поток е 96.47% (сума от киселина и вода). Захарният поток е с чистота 92.73% (сума от захар и вода). Общо, отделеното количество киселина е 97.9%, а това на захарта е 95.0%.
* · · «·· » · ··· ·· · · · ·· ·· ···
-26Пример 15
Намерено е, че течен хидролизат, получен при хидролиза на вестникарска хартия, съдържа 31.56% киселина и 22.97% захар. Течността се разделя чрез преминаване през стъклена колона с диаметър 50 sm и с обем 1.2 I, запълнена с PCR-771, силно кисела катионобменна смола, производство на Purolite, Inc. Колоната се поддържа при температура 40°С и обемната скорост на потока е 70 ml/min. Събират се три потока киселинният поток, захарният поток и смесен поток за рециклиране в друг слой от смола. Чистотата на киселинния поток е 96.7% (сума от киселина и вода). Захарният поток е с чистота 90.9% (сума от захар и вода). Общо, количеството на отделената киселина е 99.5%, а това на захарта е 96.7%.
Пример 16
Установено е, че течен хидролизат, получен при хидролиза на вестникарска хартия, съдържа 31.56% киселина и 22.97% захар. Част от течността се разделя чрез преминаване през колона от стъкло с диаметър 50 sm и с обем 1.2 I, запълнена с Finex GS-16, силно кисела катионобменна смола, прозводство на Finex, Финландия. Колоната се поддържа при температура 60°С и обемната скорост на потока е 70 ml/min. Втора порция от течността, също, се разделя чрез преминаване през такава колона със същия пълнеж. Тази колона се поддържа при температура 40°С и обемната скорост на потока е 70 ml/min. И в двата случая се събират три потока киселинният поток, захарният поток и смесен поток за рециклиране в друг слой от смола. Киселинният поток има чистота над 90% (сума от киселина и вода). Захарният поток има чистота над 94% (сума от захар и вода).
Пример 17 • · • · · · ··· · ··· · · * • ·· ·· · · * ··· • · ·· ·· ·· ··· ·
·. « · в · · · · ··· ·· · · · ·· · · ···
-27Хидролизат, съдържащ 15% захар и 30% киселина, се разделя като се използва стъклена колона с диаметър 50 sm и с обем 1.2 I, запълнен със смола DOW XFS 43281.01, производство на Dow Chemical. Колоната се поддържа при температура 60°С и обемната скорост на потока е 65 ml/min. След като се добави хидролизатът, колоната се елуира с преварена и охладена дестилирана вода. Киселинният поток има чистота 97.0%, а захарният поток е с чистота 97.2%. Степента на набъбване на смолата между киселинната и водната фази е 2.48%.
При повторно добавяне на същия хидролизат в колоната, следвано от елуиране, се извлича по същество цялото количество киселина и захар, като степента на извличане е над 99.1%. Чистотата на захарта е 97.2%, а тази на киселината е 92.3%. Скоростта на елуиране при разделянето е 65 ml/min.
Пример 18
Използва се въртящо се устройство със слой смола, AST LC100, произведено от Advanced Separation Technologies, Inc., за разделяне на смесите от захар и киселина. Устройството се състои от 20 колони със смола, като обемът на слоя смола във всяка колона е 2 I. Колоните са запълнени със смола Finex GS16 и се поддържат при температура 60°С. За един цикъл от 8 часа захранването съдържа 14.89% захар и 23.79% киселина. Скоростта на елуиране е 244 ml/min, което съответства на линейна скорост 0.12 m/min или 7.3 m/h. Чистотата на захарния продукт е 94.6%, а тази на киселината е 92.4%. Количеството на отделената захар е 84%, като концентрацията е 13.9%. Количеството на отделената киселина е 97.5% с концентрация 7.5%.
Пример 19 • · ·*· · ··· · ·« ·· · · · · »· · · « * ·· * · «· · · ·· .< Τ · 9 · * »· ··· ·· ··· · · ·· ···
-28Използва се въртящо се устройство със слой смола, AST LC1000, производство на Advanced Separation Technologies, Inc., c общ обем на слоя смола 15.2 I, за разделяне на смесите от захар и киселина. Колоните са запълнени с Purolite PCR-771. Постъпващият поток съдържа 12.6% захар и 18.9% киселина. Скоростта на елуиране е 117 ml/min. Когато колоните работят при температура 60°С чистотата на захарта е 92.4%, а тази на киселината е 92.1%.
КОНЦЕНТРИРАНЕ И РЕЦИКЛИРАНЕ НА КИСЕЛИНА
Киселинният разтвор 32, отделен от устройството за разделяне, може да се концентрира и да се рециклира за повторна употреба в първоначалните стадии на метода, съгласно изобретението. Концентрирането на киселината до 35% се постига чрез използването на стандартен едностепенен изпарител 36. Предпочита се използването на тристепенен изпарител, производство на Chemitrix, Торонто, Онтарио, Канада, с който се осигурява повишаване на концентрациите до 70-77%. Водата 35, отделена в концентратора, може да се използва за елуиране в устройството за разделяне със смола.
ФЕРМЕНТАЦИЯ
Друг аспект на изобретението се отнася до подобрен метод за ферментация на захарния поток, отделен след киселинната хидролиза на целулозни и хемицелулозни продукти. Захарният поток съдържа както хексози, така и пентози. Тези захари могат, по желание, да ферментират едновременно като се използват природни микроорганизми. Това премахва необходимостта от разделяне на захарите или от тяхната последователна ферментация.
• ·
Захарният разтвор 33, отделен от устройството за разделяне след киселинна хидролиза, може, все още, да съдържа остатъчни количества киселина. Тази киселина първоначално трябва да се неутрализира 37, за предпочитане с гасена вар, до pH между 10 и 12. Това високо pH спомага да се отстранят всички следи от метални йони, които могат да попречат в следващите процеси. Прибавят се хранителни вещества 40, като магнезий, азот, калиев фосфат и витамини, за да улеснят развитието на микроорганизмите.
Един важен аспект на изобретението е възможността да ферментират едновременно С5 и С6 захари 39, когато това се желае. Установихме, че някои дрожди 43, култивирани по определен начин, са ефективни в тази двойна ферментация. Намерихме, че Candida kefyr, Pichia stipitis Saccharomyces cerevisiae, между всички останали, действат добре при 2532°С, при условие, че те предварително са култивирани в пентозни разтвори в продължение на 1-2 седмици, преди да се използват при смесените захари.
Ако е необходимо да се проведе самостоятелна ферментация на хексозите, за да се отделят пентозите за други цели, могат да се използват известните глюкозни дрожди като Saccharomyces cerevisiae, Kluveromyces shehatae (вар. shehatae, lignosa и insectosa). Някои бактерии, също, продуцират полезни ферментационни продукти и могат да бъдат използвани за целите на метода, съгласно изобретението. Към тези бактерии спадат видовете Clostridium и Zymomonas mobilis.
В случаите, в които ферментационните процеси с дрожди или с бактерии се забавят поради потискащото действие на етанола или други летливи продукти, летливите
-30ферментационни продукти могат да се отделят непрекъснато чрез рециркулация на въглеродния диоксид, получен при ферментациите. Последният преминава през охлаждана колона за кондензиране, след което се въвежда отново във ферментатора. Летливите компоненти заедно с известно количество вода кондензират в колоната и могат да се съберат за по-нататъшно пречистване. Предимство на метода е и охлаждането на ферментатора, което е наложително при много активните ферментации.
След приключване на фермантацията, която продължава от 3 до 5 дни, ферментационните продукти и микроорганизмите се разделят, за предпочитане чрез центрофугиране 41. Микроорганизмите 43 могат да се рециклират в следващата партида захари. Алкохолният разтвор 44 може да се изпрати в дестилационната колона 46 за по-нататъшно преработване.
По-долу, в примери 20-21 е обяснен предпочитаният метод за ферментация.
Пример 20
Захарни разтвори, получени при разделянето със смола в колоните за разделяне в продължение на няколко цикъла, се събират и се неутрализират с калциев хидроксид до pH 10-11. Разтворът се филтрува, за да се отдели калциевият сулфат (гипс) и да се избистри жълтеникавият захарен разтвор. рН-то на захарния разтвор се понижава до 4.5, като се използва смес от концентрирана фосфорна киселина и сярна киселина. Фосфорната киселина се внася първоначално, за да се осигури присъствието и в количество 0.3g/l. Преди неутрализацията се • · · · · *’***
-31 добавят хранителни вещества (хранителна среда) докато разтворът е все още стерилен, благодарение на високото pH. Хранителната среда включва: 0.07 g/l MgSO4, 0.2 g/l KNO3, 0.5 g/l карбамид, 1.0 g/l дрождев екстракт, 0.1 mg/l FeNaEDTA, 0.01 mg/l Н3ВО3, 0.04 mg/l MnSO4.H2O, 0.02 mg/l ZnSO4.7H2O, 0.003 g/l KI, 1 mkg/l Na2MoO4.2H2O, 0.1 mkg/l CuSO4.5H2O 0.1 mkg/l CoCI2.6H2O.
Разтворът се зарежда във ферментатор, съдържащ Candida kefyr (ATCC 8619), Pichia stipitis (NRRL Y-7124), Hansenula anomala (ATCC 42398), Hancenula anomala (ATCC 8168), Hancenula fabianii (ATCC 16755), Hancenuia jadinii (ATCC 18201), или щам на Saccharomyces cerevisiae, който предварително е култивиран върху 5%-тна ксилозна среда. Дрождевата „паста“ (сгъстена маса) във ферментатора съдържа над 20 g дрожди в приблизително 100 ml от двулитровия обем на ферментатора. Прибавят се приблизително 200 ml от разтвора. Това добавяне се повтаря всеки ден в продължение на три дни. Дрождите ферментират както С6, така и С5 захарите в разтвора.
Пример 21
Захарни разтвори, получени от разделителните колони със смола, се събират и се неутрализират с калциев хидроксид до pH 10-11. Разтворът се филтрува, за да се отдели калциевият сулфат (гипс) и да се избистри жълтеникавия захарен разтвор. pH на захарния разтвор се понижава до 4.5 с помощта на смес от фосфорна и сярна киселина, фосфорната киселина се прибавя първоначално, за да се осигури присъствието й в количество от 0.35 g/l. Преди неутрализацията се добавя • · · * · » v
-32хранителна среда докато разтворът е все още стерилен, благодарение на високото pH. Хранителната среда включва: 0.07 g/l MgSO4, 0.2 g/l KNO3, 1.0 g/l (NH4)2SO4, 1.0 g/l дрождев екстракт, 5.0 mg/l FeSO4, 1.0 mg/l H3BO3, 5.0 mg/l MnSO4.2H2O, 10 mkg/l CuSO4.4H2O, 20 mkg/l CoCI2.6H2O, 10 mkg/l биотин, 0.25 mg/l пиридоксин HCI, 1.5 mg/l i-инозитол, 2.0 mg/l Caпантотенат, 5.0 mg/l тиамин HCI и 25 mg/l пептон.
Разтворът се зарежда във ферментатор, съдържащ Candida kefyr (ATCC 8619), Pichia stipitis (NRRL Y-7124), Hansenula anomala (ATCC 42398), Hancenula anomala (ATCC 8168), Hancenula fabianii (ATCC 16755), Hancenuia jadinii (ATCC 18201), или щам на Saccharomyces cerevisiae, който предварително е култивиран върху 5%-тна ксилозна среда. Дрождевата „паста“ (сгъстена маса) във ферментатора съдържа над 20 g дрожди в приблизително 100 ml от двулитровия обем на ферментатора. Прибавят се приблизително 200 ml от разтвора. Това добавяне се повтаря всеки ден в продължение на три дни. Дрождите ферментират както С6, така и С5 захарите в разтвора.
По желание, може да се елиминира добавянето на Н3ВО3 в средата. Н3ВО3 не следва да се добавя към средата, ако се използват бактерии за ферментацията, а не дрожди, тъй като борът е токсичен за бактериите.
Използваните примери за илюстрация и обяснение на изобретението не следва да го ограничават. Обхватът на изобретението се определя само от претенциите, които следват.
Claims (71)
- ПАТЕНТНИПРЕТЕНЦИИ1.Метод за получаване на захари от продукти, съдържащи целулоза и хемицелулоза, характеризиращ се с това, че:продуктите се смесват с разтвор, съдържащ от 25 до 90 тегл.% киселина, при което протича частична хидролиза на продуктите и се образува гел, който включва твърд продукт и течна част;гелът се разрежда до концентрация на киселината от около 20 до около 30 тегл.% и се загрява, като протича частична хидролиза на целулозата и хемицелулозата, съдържащи се в продуктите;твърдият продукт се разделя от течната част, при което се получава първи разтвор, съдържащ захари и киселина;отделеният твърд продукт се смесва с разтвор, съдържащ 25-90 тегл.% киселина, при което протича допълнителна декристализация на твърдия продукт и се образува гел, който включва втори твърд продукт и втора течна част;образуваният втори гел се разрежда до концентрация на киселината от около 20 до около 30 тегл.% и се загрява, като протича допълнителна хидролиза на целулозата и хемицелулозата, останали във втория гел;втората течна част се разделя от втория твърд продукт като се получава втори разтвор, съдържащ захари и киселина; и захарите се разделят от киселината в първия и втория разтвори, при което се получава трети разтвор, съдържащ общо най-малко 15 тегл.% захар и до 3 тегл.% киселина.
- 2. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че включва и измиване на суровите продукти.
- 3. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че суровите продукти се сушат.
- 4. Метод, съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че суровите продукти се сушат до съдържание на влага около 10%.
- 5. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че продуктите, съдържащи целулоза и хемицелулоза, се раздробяват на частици.
- 6. Метод, съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че размерът на частиците е от 0.075 mm до 7 mm.
- 7. Метод, съгласно претенция 6, характеризиращ се с това, че средният размер на частиците е около 5 mm.
- 8. Метод, съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че раздробяването се осъществява по метод, избран от смилане, нарязване и натрошаване с чукова мелница.
- 9. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че киселината е сярна.
- 10. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че загряването е при температура от около 80 до около 100°С.
- 11. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че загряването продължава от 40 до 480 минути.
- 12. Метод, съгласно претенция 11, характеризиращ се с това, че загряването се осъществява при температура 100°С в продължение на 40-110 минути.
- 13. Метод, съгласно претенция 11, характеризиращ се с това, че загряването се осъществява при температура 90°С в продължение на 80-220 минути.
- 14. Метод, съгласно претенция 11, характеризиращ се с това, че загряването се осъществява при температура 80°С в продължение на 160-480 минути.
- 15. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че хидролизата се осъществява при атмосферно налягане.
- 16. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че концентрацията на киселината, използвана за декристализация е от около 70 до около 77 тегл.%.
- 17. Метод, съгласно претенция 1, характеризаращ се с това, че киселинният разтвор се прибавя така, че да се постигне съотношение между чиста киселина и продукт, съдържащ целулоза и хемицелулоза, над 1 : 1.
- 18. Метод, съгласно претенция 17, характеризиращ се с това, че киселинният разтвор се прибавя така, че да се постигне съотношение между чиста киселина и продукт, съдържащ целулоза и хемицелулоза, около 1.25 : 1.
- 19. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че суровите продукти съдържат от около 50% до около 85% целулоза и хемицелулоза.
- 20. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че разделянето на течната част от твърдия продукт се осъществява чрез пресоване на гела.
- 21. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че включва допълнително пелетизиране на втория твърд продукт.
- 22. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че първата и втората течни части се събират преди разделянето на захарите от киселината.• · · · · · » * · ·· r * · · · «V: « * · · * · • · · · · · · · · *
- 23. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че разделянето се осъществява в разделително устройство, съдържащо смола, където захарите се адсорбират върху силно кисела смола.
- 24. Метод, съгласно претенция 23, характеризиращ се с това, че разделянето се осъществява със слой от омрежена полистиренова катионобменна смола.
- 25. Метод, съгласно претенция 23, характеризиращ се с това, че смолата се омрежва с дивинилбензен и се обработва със сярна киселина, за да се получи силно кисела смола.
- 26. Метод, съгласно претенция 25, характеризиращ се с това, че концентрацията на дивинилбензена е от около 6% до около 8%.
- 27. Метод, съгласно претенция 23, характеризиращ се с това, че смолата се получава чрез полимеризация на винилбензилхлорид с дивинилбензен и се обработва с натриев сулфит, за да се получи силно кисела смола.
- 28. Метод, съгласно претенция 27, характеризиращ се с това, че концентрацията на дивинилбензена е от около 6% до около 8%.
- 29. Метод, съгласно претенция 23, характеризиращ се с това ,че смолата е във вид на гранули с диаметър от около 200 до около 500 микрометра.
- 30. Метод, съгласно претенция 24, характеризиращ се с това ,че течността преминава през слоя от смола със средна линейна скорост на потока от около 2 до около 5 m/h.
- 31. Метод, съгласно претенция 24, характеризиращ се с това, че слоят смола се загрява до температура от около 40 до около 60°С.
- 32. Метод, съгласно претенция24, характеризиращ се с това, че слоят смола има насипна плътност на смолата от около 0.6 g/ml до около 0.9 g/ml.
- 33. Метод, съгласно претенция23, характеризиращ се с това, че смолата има капацитет по отношение на силна киселина над 2 meq/g.
- 34. Метод, съгласно претенция1, характеризиращ се с това, че включва допълнително концентриране на киселината след етапа на разделяне, за повторна употреба.
- 35. Метод, съгласно претенция 1, храктеризиращ се това че включва допълнителна подготовка на захарите за ферментация и ферментиране на захарите до получаване на алкохол.
- 36. Метод, съгласно претенция 35, характеризиращ се с това, че ферментационният етап включва:корегиране на pH на захарите до неутрализиране на цялото количество остатъчна киселина и отстраняване на металните йони;добавяне на хранителни вещества за развитието на микроорганизми;смесване на захарите дрожди, избрани от групата, включваща Candida kefyrPichia stipitis, щамове наSaccharomyces cerevisiae,Hancenula anomala, Hancenula jadinii, Hancenula fabianiiPachysolen tannophilus, като дрождите предварително са култивирани върху пентозни разтвори в продължение на1 до2 седмици;протичане на ферментационния процес от 3 до 5 дни;непрекъснато отделяне на летливите ферментационни продукти чрез рециклиране на въглероден диоксид през охлаждана колона за кондензиране • · • · · е ·· ·· · · t> · · · * * ·· · · · · ··· · • · · · · · · • · · ·· ··· ·· ·· ···-38събиране на ферментационните продукти от колоната за кондензиране;отделяне на дрождите от остатъчните ферментационни продукти; и дестилация на остатъчните ферментационни продукти.
- 37. Метод, съгласно претенция 1, характеризиращ се с това ,че включва допълнително:обработване на твърдия продукт с натриев хидроксид до получаване на екстракт;понижаване pH на екстракта до около 10, за да се получи силициева киселина; и филтруване на екстракта, за да се отдели силициевата киселина.
- 38. Метод, съгласно претенция 37, характеризиращ се с това, че pH-то се понижава със солна киселина.
- 39. Метод, съгласно претенция 37, характеризиращ се с това, че силициевата киселина се обработва допълнително с окислител, за да стане киселината по-светла.
- 40. Метод, съгласно претенция 39, характеризиращ се с това, че окислителят е натриев хипохлорит.
- 41. Метод, съгласно претенция 37, характеризиращ се с това, че се добавя натриев хидроксид към екстракта, оставащ след филтруването за отделяне на силициевата киселина, за да се получи крайна концентрация от около 5 до 10% и полученият разтвор се използва повторно в етапа на екстракция, съгласно претенция 37.
- 42. Метод, съгласно претенция 37, характеризиращ се с това, че включва допълнително неутрализация на екстракта, оставащ след филтруването преди отвеждането му.• · • · · · ··· · *1L9 ♦ · β · · · Г-· · · *· ·· β « ·· · · е« • · · β · · »· ··· ·· · · · ·· ·· ···
- 43. Метод, съгласно претенция 37, характеризиращ се с това, че по-нататък от силициевата киселина се получават силикагел, силициева киселина и натриев силикат.
- 44. Метод за ферментация на смес от хексозни и пентозни захари, получена при киселинната хидролиза на продукт, съдържащ целулоза и хемицелулоза, характеризиращ се с това, че:pH-то на захарите се корегира за неутрализиране на цялото количество остатъчна киселина и отстраняване на металните йони;добавят се хранителни вещества, за да се развият микроорганизми;захарите се смесват с известен микроорганизъм за получаване на полезен ферментационен продукт от хексозна захар, като този микроорганизъм е култивиран предварително върху пентозни разтвори в продължение на 1 до 2 седмици;ферментационният процес протича в продължение на от 3 до 5 дни;летливите ферментационни продукти се отделят непрекъснато чрез рециклиране на въглероден диоксид през охлаждана колона за кондензиране;ферментационните продукти се събират от колоната за кондензиране;дрождите се отделят от остатъчните ферментационни продукти; и остатъчните ферментационни продукти се дестилират.
- 45. Метод, съгласно претенция 44, характеризиращ се с това, че микроорганизмът е дрожди, избрани от групата, включваща Candida kefyr, Pichia stipitis, щамове на • · • е » · ·· ·· «· · · * · • · е · · * « • · · ·· ··· · · ·· ···-40Saccharomyces cerevisiae, Hancenula anomala, Hancenula jadinii, Hancenula fabianii и Pachysolen tannophilus.
- 46. Метод, съгласно претенция 44, характеризиращ се с това, че микроорганизмът е бактерия, избрана от групата, включваща Clostridium species, Acetobacter species, Lactobacillus species, Aspergillus sp., Propionibacteria sp. и Zymomonas mobilis.
- 47. Метод, съгласно претенция 44, характеризиращ се с това, че pH-то се корегира чрез добавяне на основа за довеждане на pH до 11 и следващо обратно титруване с киселина до pH 4.5.
- 48. Метод, съгласно претенция 47, характеризиращ се с това ,че основата е натриев хидроксид или калциев оксид.
- 49. Метод, съгласно претенция 44, характеризиращ се с това ,че хранителните вещества са избрани от групата, включваща магнезий, азот, калиев фосфат, следи от метали и витамини.
- 50. Метод, съгласно претенция 44, характеризиращ се с това ,че полезните ферментационни продукти могат да бъдат етанол, н.-бутанол, изопропилов алкохол, оцетна киселина, глицерин, маслена киселина, млечна киселина, 2,3-бутандиол, пропионова киселина, итаконова киселина, лимонена киселина, фумарова киселина и ацетон.
- 51. Метод за разделяне на киселина и захари от разтвори, получени при киселинната хидролиза на продукти, съдържащи целулоза и хемицелулоза, характеризиращ се с това, че разтворите се подават в разделително устройство, включващо слой от омрежена полистиренова катионобменна смола, като захарта се адсорбира върху смолата, при което се получава киселинен поток, съдържащ под 2% захар.*-41*-
- 52. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че смолата се омрежва с дивинилбензен и се обработва със сярна киселина, за да се получи силно кисела смола.
- 53. Метод, съгласно претенция 52, характеризиращ се с това ,че концентрацията на дивинилбензена е от около 6% до около 8%.
- 54. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че смолата се получава чрез полимеризация на винилбензилхлорид и дивинилбензен и се обработва с натриев сулфит.
- 55. Метод, съгласно претенция 54, характеризиращ се с това ,че концентрацията на дивинилбензена е от около 6% до около 8%.
- 56. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че смолата е във вид на гранули с диаметър от около 200 до около 500 микрометра.
- 57. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че течността преминава през слоя смола със средна линейна скорост на потока от около 2 до около 5 m/h.
- 58. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че слоят от смола се загрява до температура от около 40 до около 60°С.
- 59. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че смолата има капацитет по отношение на силна киселина над 2 meq/g.
- 60. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че слоят от смола има насипна плътност на смолата от около 0.6 g/l до около 0.9 g/l.
- 61. Метод, съгласно претенция 51, характеризиращ се с това ,че смолата допълнително се промива с вода, по същество-42свободна от кислород, при което се получава захарен поток, съдържащ над 98% от захарта в течността, която се подава в разделителното устройство.
- 62. Метод, съгласно претенция 61, характеризиращ се с това ,че по-нататък смолата се продухва с газ, по същество свободен от кислород, при което киселината се изтласква от смолата преди промиването.
- 63. Метод за отделяне на силикати от твърди вещества, получени при киселинна хидролиза на продукти, съдържащи целулоза и хемицелулоза, характеризиращ се с това, че твърдите вещества се обработват с натриев хидроксид като се получава екстракт, на който се понижава pH-то, за да се получи силициева киселина и последната се отделя от екстракта.
- 64. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че силициевата киселина се отделя от екстракта чрез филтруване.
- 65. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че pH-то на екстракта се понижава със солна или сярна киселина.
- 66. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че по-нататък силициевата киселина се обработва с окислител, за да се получи киселина с по-светъл цвят.
- 67. Метод, съгласно претенция 66, характеризиращ се с това ,че окислителят е натриев хипохлорит.
- 68. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че екстрактът по-нататък се неутрализира.
- 69. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че по-нататък от силициевата киселина се получават силикагел, силициева киселина и натриев силикат.
- 70. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че екстрактът се рециклира чрез добавянето му към твърдите вещества преди обработването им с натриев хидроксид.
- 71. Метод, съгласно претенция 63, характеризиращ се с това ,че натриевият хидроксид е с концентрация от около 5 до около 10%.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/038,628 US5562777A (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| PCT/US1994/003298 WO1994023071A1 (en) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG100071A true BG100071A (bg) | 1996-04-30 |
Family
ID=21900992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG100071A BG100071A (bg) | 1993-03-26 | 1995-10-18 | Метод за получаване на захари чрез хидролиза съссилна киселина на целулозни и хемицелулозни продукти |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US5562777A (bg) |
| EP (3) | EP0964061A3 (bg) |
| AT (1) | ATE207969T1 (bg) |
| AU (1) | AU681136B2 (bg) |
| BG (1) | BG100071A (bg) |
| BR (1) | BR9405906A (bg) |
| CA (1) | CA2158430C (bg) |
| CZ (1) | CZ292059B6 (bg) |
| DE (1) | DE69428889D1 (bg) |
| ES (1) | ES2166776T3 (bg) |
| HU (1) | HUT72177A (bg) |
| NZ (1) | NZ263730A (bg) |
| PL (2) | PL177882B1 (bg) |
| RO (1) | RO114806B1 (bg) |
| RU (1) | RU2144087C1 (bg) |
| SK (1) | SK120595A3 (bg) |
| UA (1) | UA34477C2 (bg) |
| WO (1) | WO1994023071A1 (bg) |
Families Citing this family (154)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5782982A (en) * | 1993-03-26 | 1998-07-21 | Arkenol, Inc. | Method of removing silica or silicates from solids resulting from the strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5597714A (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5562777A (en) * | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5571703A (en) | 1993-12-23 | 1996-11-05 | Controlled Environmental Systems Corporation | Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process |
| WO1996040970A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Arkenol, Inc. | Method of strong acid hydrolysis |
| US5711817A (en) * | 1996-05-01 | 1998-01-27 | Eau-Viron Incorporated | Method for the continuous conversion of cellulosic material to sugar |
| US5892107A (en) * | 1996-11-08 | 1999-04-06 | Arkenol, Inc. | Method for the production of levulinic acid |
| US5849984A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method and system for treating waste nitrocellulose |
| US5968362A (en) | 1997-08-04 | 1999-10-19 | Controlled Enviromental Systems Corporation | Method for the separation of acid from sugars |
| US5868851A (en) * | 1997-08-11 | 1999-02-09 | Lightner; Gene E. | Process for production of solid glucose |
| US5876505A (en) * | 1998-01-13 | 1999-03-02 | Thermo Fibergen, Inc. | Method of producing glucose from papermaking sludge using concentrated or dilute acid hydrolysis |
| CN100575331C (zh) | 1999-03-11 | 2009-12-30 | 齐凯姆公司 | 一种生产乙醇的方法 |
| US7074603B2 (en) * | 1999-03-11 | 2006-07-11 | Zeachem, Inc. | Process for producing ethanol from corn dry milling |
| US6409841B1 (en) * | 1999-11-02 | 2002-06-25 | Waste Energy Integrated Systems, Llc. | Process for the production of organic products from diverse biomass sources |
| FI20002148A7 (fi) * | 2000-09-29 | 2002-03-30 | Xyrofin Oy | Menetelmä tuotteiden talteenottamiseksi |
| ATE314337T1 (de) * | 2000-10-21 | 2006-01-15 | Innovene Europ Ltd | Verfahren zur hydration von olefinen |
| WO2003010339A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Arkenol, Inc. | Separation of xylose and glucose |
| US20030154975A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-08-21 | Lightner Gene E. | Separation of sugars derived from a biomass |
| DE10158120A1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-06-18 | Ties Karstens | Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz |
| JP4332434B2 (ja) | 2002-03-13 | 2009-09-16 | ダブリュー・アール・グレイス・アンド・カンパニー−コネチカット | 有益化減水用組成物 |
| US6953574B2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-10-11 | Technology Commercialization, Inc. | Method for producing a fermented hydrolyzed medium containing microorganisms |
| GB0218012D0 (en) | 2002-08-05 | 2002-09-11 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
| US7378549B2 (en) * | 2004-01-26 | 2008-05-27 | Shell Oil Company | Process for the reactive extractive extraction of levulinic acid |
| MX279852B (es) * | 2004-01-29 | 2010-10-08 | Zeachem Inc | Recuperacion de acidos organicos. |
| CN1964767B (zh) | 2004-04-13 | 2011-08-31 | 埃欧金能量有限公司 | 木质纤维素原料处理过程中无机盐的回收 |
| JP2008506370A (ja) * | 2004-07-16 | 2008-03-06 | イオゲン エナジー コーポレーション | セルロース系バイオマスから糖の製品流を得る方法 |
| GB2416776A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-08 | British Sugar Plc | Enhancement of the fermentability of carbohydrate substrates by chromatographic purification |
| EP1690828A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-16 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Recovery of sulphuric acid |
| EP1690980A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-16 | Agrotechnology and Food Innovations B.V. | Process and apparatus for conversion of biomass |
| US7501062B2 (en) * | 2005-02-22 | 2009-03-10 | Shell Oil Company | Process for permeation enhanced reactive extraction of levulinic acid |
| BRPI0609002A2 (pt) * | 2005-03-11 | 2010-01-12 | Univ Louisiana State Univ Supervisors | oxidação quìmica para separação de celulose |
| KR101265569B1 (ko) * | 2005-06-02 | 2013-05-21 | 더블유.알. 그레이스 앤드 캄파니-콘. | 바이오매스-유도된 분쇄 보조제 |
| EP1852493A1 (en) | 2006-05-05 | 2007-11-07 | BIOeCON International Holding N.V. | Hydrothermal treatment of carbon-based energy carrier material |
| CA2662193A1 (en) | 2006-09-01 | 2008-03-27 | Ra Energy Corporation | Advanced biorefinery process |
| US7670813B2 (en) * | 2006-10-25 | 2010-03-02 | Iogen Energy Corporation | Inorganic salt recovery during processing of lignocellulosic feedstocks |
| US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| US7815876B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| CA2673116A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | University Of Maryland | Process for rapid anaerobic digestion of biomass using microbes and the production of biofuels therefrom |
| US8247200B2 (en) * | 2007-01-25 | 2012-08-21 | Iogen Energy Corporation | Method of obtaining inorganic salt and acetate salt from cellulosic biomass |
| MX2009008496A (es) * | 2007-02-09 | 2009-08-20 | Zeachem Inc | Metodos de energia eficiente para producir productos. |
| RU2330066C1 (ru) * | 2007-02-13 | 2008-07-27 | Государственное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности" Российской академии сельскохозяйственных наук | Способ улавливания компонентов, образующихся в процессе брожения виноградного сусла или сока из плодов и ягод |
| JP4877045B2 (ja) * | 2007-04-25 | 2012-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の分解方法 |
| WO2008151417A1 (en) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Bertrand Lesperance | Silage waste recovery process, facility, system, and product |
| RU2337948C1 (ru) * | 2007-07-12 | 2008-11-10 | Николай Аполлонович Мехузла | Способ утилизации углекислого газа и винных паров в процессе брожения виноградного сусла и/или мезги в бродильном резервуаре и установка для его осуществления |
| DE102007037341A1 (de) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Green Sugar Gmbh | Trocknungsverfahren innerhalb der sauren Hydrolyse von pflanzlichen Biomassen |
| JP4240138B1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の糖化分離方法 |
| CN101157445A (zh) * | 2007-09-18 | 2008-04-09 | 陈培豪 | 植物纤维素原料浓酸水解液中硫酸的回收方法 |
| US8252567B2 (en) * | 2008-02-07 | 2012-08-28 | Zeachem, Inc. | Method for the indirect production of butanol and hexanol |
| US8268600B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-09-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | Strain and a novel process for ethanol production from lignocellulosic biomass at high temperature |
| US7931784B2 (en) * | 2008-04-30 | 2011-04-26 | Xyleco, Inc. | Processing biomass and petroleum containing materials |
| CA2722735A1 (en) * | 2008-05-07 | 2009-11-12 | Zeachem, Inc. | Recovery of organic acids |
| JP5060397B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2012-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の糖化分離方法 |
| CN101285106B (zh) * | 2008-06-10 | 2010-08-18 | 南京工业大学 | 一种高效水解木质纤维素类生物质同时制备多组分糖液及木质素的方法 |
| US20100151547A1 (en) * | 2008-06-12 | 2010-06-17 | Daniel Platz | System and Apparatus for Increasing Ethanol Production Efficiency |
| WO2009155297A1 (en) | 2008-06-17 | 2009-12-23 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Chemical transformation of lignocellulosic biomass into fuels and chemicals |
| TWI386367B (zh) * | 2008-07-03 | 2013-02-21 | Schweitzer Biotech Company Ltd | A method of preparing silicon-containing product from a plant |
| RU2378358C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2010-01-10 | Николай Аполлонович Мехузла | Способ переработки винограда и линия для его осуществления |
| US20100024810A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Decrystallization of cellulosic biomass with an acid mixture comprising phosphoric and sulfuric acids |
| US9193979B2 (en) * | 2008-11-11 | 2015-11-24 | Richard Allen Kohn | Process for producing lower alkyl alcohols from cellulosic biomass using microorganisms |
| IT1394398B1 (it) | 2008-12-18 | 2012-06-15 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| US8192854B2 (en) * | 2009-02-06 | 2012-06-05 | Ut-Battelle, Llc | Microbial fuel cell treatment of ethanol fermentation process water |
| HUE025623T2 (en) | 2009-03-03 | 2016-04-28 | Poet Res Inc | A method of fermenting biomass for ethanol production |
| BRPI1014723B1 (pt) | 2009-04-28 | 2018-12-26 | Heli Inovatio Hb | processo para hidrólise de celulose |
| FR2945543B1 (fr) * | 2009-05-15 | 2011-05-06 | Inst Francais Du Petrole | Procede de production d'alcools et/ou de solvants a partir de biomasse lignocellulosique avec recyclage acide des residus solides |
| IT1394721B1 (it) | 2009-06-10 | 2012-07-13 | Polimeri Europa Spa | Processo per l'alchilazione di benzene con etanolo o miscele di etanolo ed etilene |
| US8669397B2 (en) | 2009-06-13 | 2014-03-11 | Rennovia, Inc. | Production of adipic acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
| CA2763777C (en) | 2009-06-13 | 2017-10-17 | Rennovia Inc. | Production of adipic acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
| CN102803194B (zh) | 2009-06-13 | 2016-01-20 | 莱诺维亚公司 | 由含碳水化合物的物质生产戊二酸和衍生物 |
| BRPI1014338B1 (pt) | 2009-06-25 | 2019-12-24 | Shell Int Research | método para injetar água em uma formação contendo hidrocarbonetos, e, método para preparar uma água com salinidade elevada |
| EP3095789A1 (en) * | 2009-07-01 | 2016-11-23 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Biomass hydrolysis |
| ES2606166T3 (es) | 2009-08-11 | 2017-03-23 | Fpinnovations | Fraccionamiento de una corriente de licor residual de la producción de celulosa nanocristalina |
| US11319558B2 (en) | 2009-10-28 | 2022-05-03 | Province Brands | Pichia stipitis strain, methods of using the same, and method of isolating a pichia stipitis strain |
| US8686192B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-04-01 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for the conversion of cellulose and related carbohydrate materials to low-molecular-weight compounds |
| US8383864B2 (en) * | 2009-12-08 | 2013-02-26 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for the conversion of cellulose and related carbohydrate materials to low-molecular-weight compounds |
| IT1397885B1 (it) | 2009-12-23 | 2013-02-04 | Polimeri Europa Spa | Processo per preparare etilbenzene. |
| IT1397886B1 (it) | 2009-12-23 | 2013-02-04 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di componenti di carburanti per autotrazione. |
| CN102115994B (zh) * | 2010-01-06 | 2012-08-29 | 安琪酵母股份有限公司 | 一种木质纤维素原料的处理方法 |
| SG10201810510VA (en) | 2010-01-20 | 2018-12-28 | Xyleco Inc | Dispersing feedstocks and processing materials |
| JP5813667B2 (ja) * | 2010-02-03 | 2015-11-17 | アーチャー−ダニエルズ−ミッドランド カンパニー | リグノセルロースバイオマスの改良された分画方法 |
| US8669393B2 (en) * | 2010-03-05 | 2014-03-11 | Rennovia, Inc. | Adipic acid compositions |
| EP2547779A1 (en) | 2010-03-19 | 2013-01-23 | POET Research, Inc. | System for treatment of biomass to facilitate the production of ethanol |
| US10533203B2 (en) | 2010-03-19 | 2020-01-14 | Poet Research, Inc. | System for the treatment of biomass |
| TWI409333B (zh) * | 2010-05-07 | 2013-09-21 | Univ Feng Chia | 用於微生物醱酵之木質纖維素料源處理方法 |
| US9770705B2 (en) | 2010-06-11 | 2017-09-26 | Rennovia Inc. | Oxidation catalysts |
| EP2585606A4 (en) | 2010-06-26 | 2016-02-17 | Virdia Ltd | SUGAR MIXTURES, METHODS OF PRODUCTION AND USE THEREOF |
| IL206678A0 (en) | 2010-06-28 | 2010-12-30 | Hcl Cleantech Ltd | A method for the production of fermentable sugars |
| IL207329A0 (en) | 2010-08-01 | 2010-12-30 | Robert Jansen | A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition |
| US9469859B1 (en) | 2010-08-12 | 2016-10-18 | Poet Research, Inc. | Method for treatment of biomass |
| NL1038175C2 (en) | 2010-08-19 | 2012-02-21 | Danvos B V | A process for the conversion of biomass of plant origen, and a combustion process. |
| IL207945A0 (en) | 2010-09-02 | 2010-12-30 | Robert Jansen | Method for the production of carbohydrates |
| JP2013541950A (ja) * | 2010-09-29 | 2013-11-21 | ベータ リニューアブルス エス・ピー・エー | 高い酵素アクセシビリティを有する前処理バイオマス |
| WO2012061596A1 (en) | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Shell Oil Company | Treating biomass to produce materials useful for biofuels |
| PT106039A (pt) | 2010-12-09 | 2012-10-26 | Hcl Cleantech Ltd | Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas |
| EP2665823A1 (en) | 2011-01-18 | 2013-11-27 | POET Research, Inc. | Systems and methods for hydrolysis of biomass |
| CA2825336A1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Poet Research, Inc. | Systems and methods for improving fermentation |
| PH12013501673A1 (en) * | 2011-02-18 | 2013-11-18 | Toray Industries | Method for producing sugar solution |
| US9512495B2 (en) | 2011-04-07 | 2016-12-06 | Virdia, Inc. | Lignocellulose conversion processes and products |
| US8835141B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Methods for integrated conversion of lignocellulosic material to sugars or biofuels and nano-cellulose |
| CA2840995A1 (en) | 2011-07-07 | 2013-01-10 | Poet Research Incorporated | Systems and methods for acid recycle |
| US9617608B2 (en) | 2011-10-10 | 2017-04-11 | Virdia, Inc. | Sugar compositions |
| CN102603514B (zh) * | 2012-02-09 | 2015-07-15 | 李先栓 | 一种利用农作物秸秆制备葡萄糖酸钠的工艺 |
| RU2631242C2 (ru) | 2012-03-12 | 2017-09-20 | ДЖОРДЖИЯ-ПЭСИФИК ЭлЭлСи | Способ получения левулиновой кислоты из лигноцеллюлозной биомассы |
| US9090579B2 (en) | 2012-03-12 | 2015-07-28 | Archer Daniels Midland Co. | Processes for making sugar and/or sugar alcohol dehydration products |
| US9187790B2 (en) | 2012-03-25 | 2015-11-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Saccharification of lignocellulosic biomass |
| GB2518547B (en) | 2012-05-03 | 2015-10-07 | Virdia Ltd | Method for the preparation of high purity lignin |
| US9493851B2 (en) | 2012-05-03 | 2016-11-15 | Virdia, Inc. | Methods for treating lignocellulosic materials |
| BR112014027355B1 (pt) | 2012-05-07 | 2020-12-29 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | processo contínuo ou semicontínuo para tratar biomassa |
| RU2543661C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2015-03-10 | Открытое акционерное общество "Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий" (ОАО "ВСКБТ") | Способ производства сахаров из целлюлозосодержащего сырья |
| ITMI20121343A1 (it) | 2012-07-31 | 2014-02-01 | Eni Spa | Composizioni utili come carburanti comprendenti derivati della glicerina |
| ITMI20122006A1 (it) | 2012-11-26 | 2014-05-27 | Eni Spa | Composizioni utili come carburanti comprendenti composti ossigenati idrofobici |
| CN104854074A (zh) * | 2012-12-07 | 2015-08-19 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 生产生物质水解物的方法 |
| US20140366870A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-12-18 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Methods for recovering and recycling salt byproducts in biorefinery processes |
| NZ743055A (en) | 2013-03-08 | 2020-03-27 | Xyleco Inc | Equipment protecting enclosures |
| US9255187B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-09 | Synergy Horizon Limited | Method for production of dry hydrolytic lignin |
| TWI476203B (zh) | 2013-03-18 | 2015-03-11 | Ind Tech Res Inst | 醣類的分離方法 |
| CN103436568B (zh) * | 2013-07-31 | 2015-01-07 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种藻渣降解液及其制备方法和应用 |
| US9403734B2 (en) * | 2013-09-18 | 2016-08-02 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing organic acids and organic acid degradation compounds from biomass |
| US9346731B2 (en) | 2013-09-18 | 2016-05-24 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing levulinic acid from sludge and lignocellulosic biomass |
| US9725363B2 (en) | 2013-10-10 | 2017-08-08 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lignocellulosic biomass fermentation process co-product fuel for cement kiln |
| US20150101377A1 (en) | 2013-10-10 | 2015-04-16 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lignocellulosic biomass fermentation process co-product ash for land applications |
| US9499451B2 (en) | 2013-10-10 | 2016-11-22 | E I Du Pont De Nemours And Company | Soil conditioner compositions containing lignocellulosic biomass fermentation process syrup |
| ITMI20132069A1 (it) | 2013-12-11 | 2015-06-12 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| CN105378092A (zh) | 2014-02-20 | 2016-03-02 | 阿彻丹尼尔斯米德兰德公司 | 用于制造糠醛的方法 |
| BR112016021699B1 (pt) * | 2014-03-21 | 2023-01-24 | Iogen Energy Corporation | Método para processar uma matéria-prima celulósica em alta consistência |
| GB201406366D0 (en) | 2014-04-09 | 2014-05-21 | Plaxica Ltd | Biomass processing method |
| CN103949238B (zh) * | 2014-05-13 | 2016-11-16 | 农业部环境保护科研监测所 | 果糖一步水热合成碳微球固体酸用于催化纤维素水解 |
| RU2713659C2 (ru) | 2014-08-14 | 2020-02-06 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Замкнутый способ получения фурфурола из биомасс |
| EP3180320B1 (en) | 2014-08-14 | 2021-01-13 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Process for preparing furfural from biomass |
| EP3180322A4 (en) | 2014-08-14 | 2018-01-10 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | One-step production of furfural from biomass |
| EP3180321A4 (en) | 2014-08-14 | 2018-04-11 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Process for preparing furfural from biomass |
| BR112017002662A2 (pt) | 2014-08-14 | 2017-12-12 | Shell Int Research | processo para preparar furfural e/ou derivados de furfural. |
| SG11201701958VA (en) | 2014-09-19 | 2017-04-27 | Xyleco Inc | Saccharides and saccharide compositions and mixtures |
| CN112226466A (zh) | 2015-01-07 | 2021-01-15 | 威尔迪亚公司 | 萃取和转化半纤维素糖的方法 |
| MX2017011670A (es) | 2015-03-12 | 2017-11-06 | Du Pont | Coproductos del proceso de biomasa lignocelulosica para aplicacion paisajistica. |
| EP3286341B1 (en) | 2015-04-21 | 2020-01-08 | Fpinnovations | Method for recovering an acid from acid/sugar solutions |
| BR112017025322A8 (pt) | 2015-05-27 | 2022-08-23 | Virdia Inc | Processos integrados para recuperação de hidrolisato celulósico após hidrólise de polpa de celulose |
| MY186792A (en) | 2016-02-04 | 2021-08-20 | Ind Tech Res Inst | Method for separating hydrolysis product of biomass |
| US10006166B2 (en) | 2016-02-05 | 2018-06-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Integrating the production of carboxylated cellulose nanofibrils and cellulose nanocrystals using recyclable organic acids |
| US10487066B2 (en) | 2016-02-17 | 2019-11-26 | Toray Industries, Inc. | Method of producing sugar alcohol |
| CA3021679A1 (en) | 2016-05-03 | 2017-11-09 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Lignin-based solvents and methods for their preparation |
| WO2018053058A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Danisco Us Inc. | Lignocellulosic biomass fermentation-based processes |
| WO2018085179A1 (en) | 2016-11-01 | 2018-05-11 | Shell Oil Company | Process for the recovery of furfural |
| WO2018085176A1 (en) | 2016-11-01 | 2018-05-11 | Shell Oil Company | Process for the recovery of furfural |
| CN109890802A (zh) | 2016-11-01 | 2019-06-14 | 国际壳牌研究有限公司 | 回收糠醛的方法 |
| US10501430B2 (en) | 2016-11-01 | 2019-12-10 | Shell Oil Company | Process for the recovery of furfural |
| CN106750584B (zh) * | 2016-11-24 | 2018-04-03 | 吉林大学 | 一种木质素二氧化硅复合改性天然橡胶母料的方法 |
| MX2019007335A (es) | 2016-12-21 | 2019-09-09 | Dupont Nutrition Biosci Aps | Métodos para usar serina proteasas termoestables. |
| WO2018218295A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Leaf Research Pty Ltd | Method for extracting silica |
| KR102003918B1 (ko) | 2017-11-28 | 2019-10-17 | 한국과학기술연구원 | 에너지 저소비형 당과 산의 분리방법 |
| WO2020016638A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Tapas Chatterjee | Process of obtaining value added products from de-oiled rice bran |
| CN108911796B (zh) * | 2018-08-29 | 2024-09-13 | 中国科学院海洋研究所 | 一种海水硅酸盐肥料及其制备方法 |
| FI129229B (en) * | 2019-02-07 | 2021-09-30 | Fazer Ab Oy Karl | Method for the utilization of biomass |
| US11787773B2 (en) | 2019-05-22 | 2023-10-17 | Shell Usa, Inc. | Process for the production of furfural |
| US20260218247A1 (en) | 2023-01-23 | 2026-07-30 | Shell Usa, Inc. | Method for treating grains to produce material useful for chemicals and biofuels |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB792284A (en) * | 1955-06-02 | 1958-03-26 | Dow Chemical Co | Purification of sugar solutions |
| US3214293A (en) * | 1961-10-20 | 1965-10-26 | Colonial Sugar Refining Co | Process and apparatus for purifying solutions containing sugars |
| US3203760A (en) * | 1962-12-17 | 1965-08-31 | Grace W R & Co | Process for preparing silica gel |
| DE1567326A1 (de) * | 1966-03-15 | 1970-04-16 | Boehringer Mannheim Gmbh | Verfahren zur Herstellung von reinen Invertzuckerloesungen aus Melasse |
| US3607777A (en) * | 1968-06-18 | 1971-09-21 | Grace W R & Co | Process for preparing microspheroidal desiccant silica gel |
| US3794712A (en) * | 1971-10-26 | 1974-02-26 | Nat Petro Chem | Preparation of silica gels |
| US4154675A (en) * | 1972-06-02 | 1979-05-15 | Viscose Group Limited | Ion exchange processes using cellulosic materials |
| DE2737118A1 (de) * | 1977-08-17 | 1979-03-01 | Projektierung Chem Verfahrenst | Verfahren zur gewinnung von zuckern, gegebenenfalls cellulose und gegebenenfalls lignin aus lignocellulosischen pflanzlichen rohstoffen |
| US4266981A (en) * | 1978-03-08 | 1981-05-12 | Purdue Research Corporation | Process for recovering and utilizing cellulose using sulfuric acid |
| US4242454A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-30 | National Distillers And Chemical Corp. | Fermentation process |
| US4242455A (en) * | 1979-06-25 | 1980-12-30 | National Distillers And Chemical Corp. | Process for the acid hydrolysis of carbohydrate polymers and the continuous fermentation of the sugars _obtained therefrom to provide ethanol |
| SU859449A1 (ru) * | 1980-01-24 | 1981-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Способ получени растворов сахаров |
| CA1173380A (en) * | 1980-02-19 | 1984-08-28 | Michael I. Sherman | Acid hydrolysis of biomass for ethanol production |
| FI810523L (fi) * | 1980-02-23 | 1981-08-24 | Franz Johann Reitter | Foerfarande och anlaeggning foer kontinuerlig hydrolys av cellulosahaltig vaext-biosubstans foer utvinning av socker |
| US4336335A (en) * | 1980-05-22 | 1982-06-22 | National Distillers & Chemical Corp. | Fermentation process |
| US4564595A (en) * | 1980-10-20 | 1986-01-14 | Biomass International Inc. | Alcohol manufacturing process |
| US4427584A (en) * | 1981-08-24 | 1984-01-24 | University Of Florida | Conversion of cellulosic fibers to mono-sugars and lignin |
| US4556430A (en) * | 1982-09-20 | 1985-12-03 | Trustees Of Dartmouth College | Process for hydrolysis of biomass |
| EP0105937B1 (en) * | 1982-10-04 | 1987-11-19 | Baron Howard Steven Strouth | Method of manufacturing alcohol from ligno-cellulose material |
| US4668340A (en) * | 1984-03-20 | 1987-05-26 | Kamyr, Inc. | Method of countercurrent acid hydrolysis of comminuted cellulosic fibrous material |
| 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 |
| US5188673A (en) * | 1987-05-15 | 1993-02-23 | Clausen Edgar C | Concentrated sulfuric acid process for converting lignocellulosic materials to sugars |
| US5135861A (en) * | 1987-07-28 | 1992-08-04 | Pavilon Stanley J | Method for producing ethanol from biomass |
| US4880473A (en) * | 1988-04-01 | 1989-11-14 | Canadian Patents & Development Ltd. | Process for the production of fermentable sugars from biomass |
| US5084104A (en) * | 1989-12-05 | 1992-01-28 | Cultor, Ltd. | Method for recovering xylose |
| US5176832A (en) * | 1991-10-23 | 1993-01-05 | The Dow Chemical Company | Chromatographic separation of sugars using porous gel resins |
| US5186673A (en) * | 1992-05-13 | 1993-02-16 | Fogarty A Edward | Removable clothing in combination with a doll |
| US5597714A (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5562777A (en) * | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5407580A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-18 | Tennessee Valley Authority | Process for separating acid-sugar mixtures using ion exclusion chromatography |
| US5560827A (en) * | 1995-02-02 | 1996-10-01 | Tennessee Valley Authority | Exclusion chromatographic separation of ionic from nonionic solutes |
-
1993
- 1993-03-26 US US08/038,628 patent/US5562777A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-25 ES ES94912320T patent/ES2166776T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 EP EP99201691A patent/EP0964061A3/en not_active Withdrawn
- 1994-03-25 UA UA95104636A patent/UA34477C2/uk unknown
- 1994-03-25 PL PL94321289A patent/PL177882B1/pl unknown
- 1994-03-25 AU AU64930/94A patent/AU681136B2/en not_active Expired
- 1994-03-25 NZ NZ263730A patent/NZ263730A/en not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 RO RO95-01668A patent/RO114806B1/ro unknown
- 1994-03-25 BR BR9405906A patent/BR9405906A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 EP EP94912320A patent/EP0690931B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 WO PCT/US1994/003298 patent/WO1994023071A1/en not_active Ceased
- 1994-03-25 RU RU95117998A patent/RU2144087C1/ru active
- 1994-03-25 AT AT94912320T patent/ATE207969T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 CA CA002158430A patent/CA2158430C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 DE DE69428889T patent/DE69428889D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 HU HU9502775A patent/HUT72177A/hu unknown
- 1994-03-25 SK SK1205-95A patent/SK120595A3/sk unknown
- 1994-03-25 CZ CZ19952490A patent/CZ292059B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 PL PL94310828A patent/PL180367B1/pl unknown
- 1994-03-25 EP EP99201692A patent/EP0964062A3/en not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-06-06 US US08/467,222 patent/US5620877A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-06 US US08/465,855 patent/US5580389A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-18 BG BG100071A patent/BG100071A/bg unknown
-
1996
- 1996-06-13 US US08/664,184 patent/US5820687A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA34477C2 (uk) | 2001-03-15 |
| ES2166776T3 (es) | 2002-05-01 |
| SK120595A3 (en) | 1996-06-05 |
| AU6493094A (en) | 1994-10-24 |
| CA2158430A1 (en) | 1994-10-13 |
| CZ249095A3 (en) | 1996-02-14 |
| US5580389A (en) | 1996-12-03 |
| PL310828A1 (en) | 1996-01-08 |
| EP0964062A2 (en) | 1999-12-15 |
| HU9502775D0 (en) | 1995-11-28 |
| EP0690931A1 (en) | 1996-01-10 |
| US5620877A (en) | 1997-04-15 |
| WO1994023071A1 (en) | 1994-10-13 |
| DE69428889D1 (de) | 2001-12-06 |
| CZ292059B6 (cs) | 2003-07-16 |
| CA2158430C (en) | 2003-12-16 |
| ATE207969T1 (de) | 2001-11-15 |
| US5562777A (en) | 1996-10-08 |
| EP0964062A3 (en) | 2000-05-17 |
| EP0964061A2 (en) | 1999-12-15 |
| AU681136B2 (en) | 1997-08-21 |
| EP0690931B1 (en) | 2001-10-31 |
| PL177882B1 (pl) | 2000-01-31 |
| RU2144087C1 (ru) | 2000-01-10 |
| BR9405906A (pt) | 1996-01-09 |
| NZ263730A (en) | 1996-11-26 |
| HUT72177A (en) | 1996-03-28 |
| PL180367B1 (pl) | 2001-01-31 |
| US5820687A (en) | 1998-10-13 |
| RO114806B1 (ro) | 1999-07-30 |
| EP0964061A3 (en) | 2000-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5620877A (en) | Method of fermenting sugars resulting from strong acid hydrolysis | |
| US5597714A (en) | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
| US5782982A (en) | Method of removing silica or silicates from solids resulting from the strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
| EP0832276B1 (en) | Method of strong acid hydrolysis | |
| CA2678395C (en) | Process for improving the yield and efficiency of an ethanol fermentation plant | |
| Maiorella et al. | Alcohol production and recovery | |
| US7109005B2 (en) | Process for the simultaneous production of xylitol and ethanol | |
| Kamzon et al. | Promising bioethanol processes for developing a biorefinery in the Moroccan sugar industry | |
| CN105524946A (zh) | 生物量加工 | |
| CN101186943B (zh) | 利用作物秸秆生产乙醇的方法 | |
| CN112746088B (zh) | 一种以木质纤维素为原料发酵联产木糖醇和燃料乙醇的方法 | |
| Ali et al. | Bioethanol production from acid hydrolysates of date palm fronds using a co-culture of Saccharomyces cerevisiae and Pichia stipitis | |
| HK1009832B (en) | Method of strong acid hydrolysis |