ES2886006T3 - Proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa - Google Patents
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Abstract
Un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico, seleccionándose dicho al menos un ácido orgánico entre los ácidos alquilsulfónicos que tienen la fórmula general (I): R-SO3H (I) en la que R representa un grupo alquilo C1-C3 lineal o ramificado, el pH de dicha solución acuosa oscila entre 0,6 y 1,6, preferiblemente entre 0,9 y 1,3.
Description
DESCRIPCIÓN
Proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa
La presente invención se refiere a un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido.
Más específicamente, la presente invención se refiere a un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico, siendo al menos dicho ácido orgánico seleccionado de ácidos alquilsulfónicos que tienen la fórmula general (I):
R-SO3 H (I)
en la que R representa un grupo alquilo C1 -C3 lineal o ramificado, el pH de dicha solución acuosa oscila entre 0,6 y 1,6, preferiblemente entre 0,9 y 1,3.
Los azúcares así obtenidos se pueden utilizar ventajosamente como fuentes de carbono en procesos de fermentación para la producción de alcoholes (por ejemplo, etanol, butanol), dioles (por ejemplo, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol), lípidos u otros compuestos o productos intermedios. Dichos alcoholes, dioles, lípidos u otros compuestos o productos intermedios, se pueden utilizar ventajosamente en la industria química o en la formulación de combustibles para vehículos de motor. Dichos alcoholes y dichos dioles también se pueden utilizar ventajosamente en la producción de biobutadieno.
La producción de azúcares a partir de biomasa, en particular biomasa lignocelulósica, es conocida en la técnica. La biomasa lignocelulósica es una estructura compleja que comprende tres componentes principales: celulosa, hemicelulosa y lignina. Sus cantidades relativas varían de acuerdo con el tipo de biomasa lignocelulósica utilizada. Por ejemplo, en el caso de las plantas, dichas cantidades varían de acuerdo con la especie y la edad de la planta. La celulosa es el constituyente principal de la biomasa lignocelulósica y generalmente está presente en cantidades que oscilan entre el 30% en peso y el 60% en peso con respecto al peso total de la biomasa lignocelulósica. La celulosa consta de moléculas de glucosa (de aproximadamente 500 a 10.000 unidades) unidas entre sí a través de un enlace glucósido (3-1,4. El establecimiento de enlaces de hidrógeno entre las cadenas provoca la formación de dominios cristalinos que confieren resistencia y elasticidad a las fibras vegetales. En la naturaleza solo se encuentra en estado puro en plantas anuales tales como el algodón y el lino, mientras que en las plantas leñosas siempre va acompañado de hemicelulosa y lignina.
La hemicelulosa, que generalmente está presente en una cantidad que va desde el 10% en peso hasta el 40% en peso con respecto al peso total de la biomasa lignocelulósica, aparece como un polímero mixto, relativamente corto (de 10 a 200 moléculas) y ramificado, compuesto por azúcares con seis átomos de carbono (glucosa, manosa, galactosa) y también azúcares con cinco átomos de carbono (xilosa, arabinosa). Algunas propiedades importantes de las fibras vegetales se deben a la presencia de hemicelulosa, cuya principal propiedad es la de favorecer la imbibición de dichas fibras vegetales, en presencia de agua, provocando hinchamiento. La hemicelulosa también tiene propiedades adhesivas y por lo tanto tiende a endurecerse o desarrollar una consistencia córnea, con la consecuencia de que dichas fibras vegetales se vuelven rígidas y se absorben más lentamente.
La lignina está presente generalmente en una cantidad que varía del 10% en peso al 30% en peso con respecto al peso total de la biomasa lignocelulósica. Su función principal consiste en unir y cementar las diversas fibras vegetales entre sí confiriendo a la planta compacidad y resistencia, y también brinda protección contra insectos, agentes patógenos, lesiones y luz ultravioleta. Se utiliza principalmente como combustible, pero actualmente también se utiliza ampliamente en la industria como dispersante, endurecedor, agente emulsionante, para laminados de plástico, cartones y productos de caucho. También se puede tratar químicamente para producir compuestos aromáticos, del tipo vainillina, siringaldehído, p-hidroxibenzaldehído, que se pueden utilizar en química farmacéutica, o en la industria cosmética y alimentaria.
Para optimizar la transformación de biomasa lignocelulósica en productos de uso energético, se conoce someter dicha biomasa a un tratamiento previo, con el fin de separar la lignina e hidrolizar la celulosa y hemicelulosa hasta azúcares simples tales como, por ejemplo, glucosa y xilosa, que luego pueden someterse a procesos de fermentación.
El proceso normalmente utilizado para el propósito anterior es la hidrólisis ácida, que se puede llevar a cabo en presencia de ácidos fuertes diluidos o concentrados.
La patente de los Estados Unidos No. 6.423.145, por ejemplo, describe un proceso para hidrolizar una biomasa lignocelulósica para obtener una gran cantidad de azúcares fermentables que comprende: impregnar el material lignocelulósico con una mezcla que comprende un catalizador ácido diluido (por ejemplo, ácido sulfúrico , ácido
clorhídrico, ácido nítrico, dióxido de azufre o cualquier otro ácido fuerte capaz de dar valores de pH inferiores a aproximadamente 3) y un catalizador basado en una sal metálica (por ejemplo, sulfato ferroso, sulfato férrico, cloruro férrico, sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, sulfato de magnesio), en una cantidad tal que proporcione un mayor rendimiento de azúcares fermentables con respecto al obtenido en presencia de ácido diluido solo; alimentar el material lignocelulósico impregnado a un reactor y calentar (por ejemplo, a una temperatura que varía de 120 °C a 240 °C) durante un tiempo (por ejemplo, durante un tiempo que varía de 1 minuto a 30 minutos) suficiente para hidrolizar sustancialmente toda la hemicelulosa y más del 45% de la celulosa a azúcares solubles en agua; recuperando los azúcares solubles en agua.
La solicitud internacional de patente WO 2010/102060 describe un proceso para el pretratamiento de biomasa a utilizar en una biorrefinería para producir un producto de fermentación, que comprende las siguientes etapas: someter la biomasa a tratamiento (por ejemplo, eliminación de materiales, molienda) antes de enviarlo a pretratamiento; someter la biomasa a un pretratamiento mediante la aplicación de un ácido diluido (por ejemplo, ácido sulfúrico) que tiene una concentración que varía de aproximadamente 0,8% en peso a aproximadamente 1 ,1% en peso, a una temperatura que varía de aproximadamente 130 °C a aproximadamente 170 °C , durante un tiempo que varía de aproximadamente 8 minutos a aproximadamente 12 minutos; en el que el producto de fermentación se puede obtener separando la biomasa tratada previamente en un componente líquido que comprende xilosa y en un componente sólido del que se puede obtener glucosa, y recuperando la xilosa para la fermentación; en el que la biomasa comprende material lignocelulósico; en el que el material lignocelulósico comprende mazorcas de maíz, cáscara de plantas de maíz, hojas de plantas de maíz y tallos de plantas de maíz.
La solicitud internacional de patente WO 2010/071805 describe un proceso de pretratamiento de material lignocelulósico que comprende: someter el material lignocelulósico a un primer pretratamiento realizado en condiciones operativas de baja severidad obteniendo un primer producto; poner dicho primer producto en contacto con un ácido diluido en solución acuosa (por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, dióxido de azufre, ácido fosfórico, ácido carbónico) obteniendo un segundo producto. Dicho proceso de dos etapas puede proporcionar productos útiles para la producción de bioetanol.
La solicitud de patente de los Estados Unidos US 2010/0227369 describe un método para producir un producto de fermentación en un sistema de fermentación a partir de biomasa que ha sido previamente tratada y separada en un primer componente y en un segundo componente, que comprende las siguientes etapas: alimentar el primer componente de un sistema de fermentación; proporcionar al sistema de fermentación un organismo capaz de producir etanol ("etanógeno"); mantener el primer componente y el organismo capaz de producir etanol ("etanógeno") en el sistema de fermentación a una temperatura que varía de aproximadamente 26 °C a aproximadamente 37 °C y a un pH que varía de aproximadamente 4,5 a aproximadamente 6,0, durante un tiempo no menos de 18 horas; recuperar el producto de fermentación del sistema de fermentación; en el que el organismo capaz de producir etanol ("etanógeno") se alimenta al sistema de fermentación en una cantidad inferior a 150 gramos de organismo capaz de producir etanol ("etanógeno") (peso seco) por litro del primer componente; en el que la biomasa comprende material lignocelulósico; en el que el material lignocelulósico comprende al menos uno de los siguientes: mazorcas de maíz, cáscaras de plantas de maíz, hojas de plantas de maíz y tallos de plantas de maíz; en el que el primer componente comprende una pentosa; en el que la pentosa comprende xilosa; en el que el organismo capaz de producir etanol ("etanógeno") es capaz de fermentar la xilosa hasta etanol. El pretratamiento de la biomasa se realiza preferiblemente poniendo dicha biomasa en contacto con un ácido tal como, por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ácido acético o mezclas de los mismos.
La solicitud de patente de los Estados Unidos US 2008/0274509 describe un proceso para preparar un producto hidrolizado a partir de un material lignocelulósico que comprende: a) pretratar dicho material lignocelulósico con un compuesto seleccionado del grupo que consiste en: ácido sulfúrico, álcalis, peroxodisulfatos, peróxido de potasio, y sus mezclas, en presencia de agua, obteniendo una fase acuosa; y b) después de la eliminación de la fase acuosa y el lavado del producto obtenido, tratar dicho producto con una enzima útil para la hidrólisis, en presencia de agua, obtener un producto hidrolizado, siendo dicho producto hidrolizado adecuado como fuente de carbono para la fermentación.
Tsoutsos T. et al., en "Energies" (2011), vol. 4, páginas 1601-1623, describen la optimización de la producción de soluciones de azúcares fermentables para la producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica. A este respecto, la biomasa lignocelulósica se somete a un proceso de hidrólisis de dos etapas, en presencia de un ácido diluido. En particular, las pruebas se llevaron a cabo en presencia de ácidos (por ejemplo, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico) diluidos a una concentración de hasta 3% - 4% y a temperaturas que oscilan entre 100 °C y 240 °C. La hidrólisis de la hemicelulosa tiene lugar a temperaturas que oscilan entre 110 °C y 140 °C, mientras que la celulosa cristalina permanece prácticamente como tal hasta los 170 °C y se hidroliza a 240 °C.
Gonzales-Hernandez J. C. et al., en "Journal of the Mexican Chemical Society" (2011), vol. 56 (4), páginas 395-401, describen la hidrólisis de polisacáridos de semillas de tamarindo. En particular, las semillas de tamarindo se sometieron a hidrólisis operando bajo diferentes condiciones operativas: es decir, a una temperatura que varía de 86 °C a 130,2 °C; a una concentración de ácido nítrico o de ácido sulfúrico que oscila entre el 0,32% y el 3,68% (v/v); y con un tiempo de contacto que oscila entre 13,2 minutos y 40 minutos. Se observó que la temperatura y el tiempo son
factores que influyen principalmente en la hidrólisis de los azúcares: en particular, las mejores condiciones de operación, para ambos ácidos, fueron: temperatura igual a 130,2 °C, concentración igual a 2% (v/v), tiempo de contacto 30 minutos, con un rendimiento de azúcares igual a aproximadamente 110 g/l.
Shatalov A. A. et al., En "Chemical Engineering & Process Technology" (2011), vol. 2, número 5, páginas 1-8, describen la producción de xilosa, por hidrólisis en presencia de ácido sulfúrico diluido, a baja temperatura, en una sola etapa, a partir de cardo (Cynara cardunculus L.). En particular, cuando se opera en condiciones óptimas, es decir, temperatura igual a 138,5 °C, tiempo igual a 51,7 minutos, concentración del ácido igual a 1,28%, hay una recuperación de xilosa igual a 86%, con una baja degradación de la celulosa y una baja producción de furfurales (glucosa = 2,3 g y furfural (F) 1,04 g por 100 g de cardo).
Sin embargo, los procesos descritos anteriormente pueden tener algunos inconvenientes.
Si, por ejemplo, la hidrólisis ácida se lleva a cabo a temperaturas elevadas, por ejemplo superiores a 140 °C, se pueden formar subproductos de reacción, derivados de la deshidratación de los azúcares y de la despolimerización parcial de la lignina, tales como, por ejemplo, furfural (F), hidroxi-metil-furfural (HMF), compuestos fenólicos, que actúan como inhibidores del crecimiento de los microorganismos normalmente empleados en los procesos de fermentación posteriores de azúcares, provocando una reducción significativa en la eficiencia y en la productividad de estos procesos.
Si, por el contrario, la hidrólisis ácida se realiza a bajas temperaturas, por ejemplo, inferiores a 140 °C, se puede obtener una desestructuración limitada de la biomasa lignocelulósica, siendo dicha desestructuración necesaria para liberar las fibras de celulosa de la red de lignina que los recubre para permitir su uso ventajoso en la siguiente etapa de hidrólisis enzimática. De hecho, es difícil que las enzimas habitualmente utilizadas (por ejemplo, celulasa) en la hidrólisis enzimática alcancen las fibras de celulosa cubiertas por lignina.
De hecho, se han realizado intentos en la técnica para superar los inconvenientes anteriores.
La solicitud internacional de patente WO 2010/069583, por ejemplo, describe un proceso para la producción de uno o más azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico, preferiblemente ácido p-toluensulfónico, ácido 2-naftalen-sulfónico, ácido 1,5-naftalen-disulfónico, a una temperatura superior o igual a 160 °C, preferiblemente en el intervalo de 160 °C a 230 °C. En dicha solicitud de patente también se mencionan ácidos alquilsulfónicos que tienen de 4 a 16 átomos de carbono, preferiblemente de 8 a 12 átomos de carbono, incluso más preferiblemente ácido octilsulfónico y ácido dodecilsulfónico. Sin embargo, los únicos ejemplos de hidrólisis descritos se refieren al uso del ácido 2-naftalen-sulfónico.
La solicitud internacional de patente WO 2010/015404 describe un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico de 7 a 20 átomos de carbono, preferiblemente de 9 a 15 átomos de carbono, más preferiblemente ácido p-toluensulfónico, ácido 2-naftalen-sulfónico, ácido 1,5-naftalen-disulfónico, a una temperatura en el intervalo de 80 °C a 140 °C, preferiblemente en el intervalo de 100 °C hasta 125 °C.
El documento US6007636A describe un proceso para producir azúcares simples a partir de biomasa que comprende hidrolizar con ácido orgánico (ácido metanosulfónico) obviamente con un pH de 0,6-1,6 para su uso como sustrato de fermentación para alcoholes.
El documento US2010/200182A1 describe un proceso para producir azúcares simples a partir de biomasa (desechos) que comprende hidrolizar con ácido orgánico (ácido metanosulfónico, ácido acético) obviamente con un pH de 0,6-1,6 para su uso como sustrato de fermentación para alcoholes.
El documento US2012/029247A1 describe un proceso para producir azúcares simples a partir de biomasa (desechos, madera) que comprende hidrolizar con ácido orgánico (ácido metanosulfónico, ácido acético) obviamente con un pH de 0,6- 1,6 para su uso como sustrato de fermentación para alcoholes.
El documento EP1860201A1 describe un proceso para producir azúcares simples a partir de biomasa (desechos, madera) que comprende hidrolizar con ácido orgánico (ácido metanosulfónico, ácido acético) obviamente con un pH de 0,6- 1,6 para su uso como sustrato de fermentación para alcoholes.
El documento WO2010/069583A1 describe un proceso para producir azúcares simples a partir de biomasa (coníferas) que comprende hidrolizar con ácido orgánico (opcionalmente 4-6 carbonos) obviamente con un pH de 0,6-1,6 para uso como sustrato de fermentación para alcoholes (etanol, butanol).
El documento US2012/116068A1 describe un proceso para producir azúcares simples a partir de biomasa que comprende hidrolizar con ácido orgánico obviamente con un pH de 0,6-1,6.
Sin embargo, el solicitante ha observado que no siempre el uso de los ácidos orgánicos descritos anteriormente permite obtener los resultados deseados, en particular en términos de rendimiento de azúcares y de producción de subproductos.
Por tanto, el solicitante ha considerado el problema de encontrar un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa capaz de producir una alta conversión del componente hemicelulosa y, en consecuencia, un alto rendimiento de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono, en particular azúcares que tienen 5 átomos de carbono tales como xilosa, arabinosa (es decir, un rendimiento de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono superior o igual al 95%, calculándose dicho rendimiento con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida) y una baja cantidad de subproductos [por ejemplo, furfural (F), hidroxi-metil-furfural (HMF)] (es decir, una cantidad de subproductos menor o igual al 3%, calculándose dicha cantidad como se describe a continuación).
El solicitante ha descubierto ahora que la producción de azúcares a partir de biomasa, en particular a partir de biomasa que incluya al menos un polisacárido, se puede realizar ventajosamente mediante un proceso que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico, seleccionándose dicho al menos un ácido orgánico entre ácidos alquil sulfónicos que tienen la fórmula general (I):
R-SO3 H (I)
en la que R representa un grupo alquilo C1 -C3 lineal o ramificado, oscilando el pH de dicha solución acuosa entre 0,6 y 1,6, preferiblemente entre 0,9 y 1,3.
Se obtienen numerosas ventajas con dicho proceso. Dicho proceso, por ejemplo, permite obtener una alta conversión del componente hemicelulosa y consecuentemente un alto rendimiento de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono, en particular azúcares que tienen 5 átomos de carbono tales como xilosa, arabinosa (es decir, un rendimiento de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono superior o igual al 95%, calculándose dicho rendimiento con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida), derivado de la hidrólisis ácida de dicha biomasa, que posteriormente podrá ser utilizada como fuente de carbono en procesos de fermentación para la producción de alcoholes (por ejemplo, etanol, butanol), dioles (por ejemplo, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol), lípidos u otros compuestos o productos intermedios. Dichos alcoholes, dioles, lípidos u otros compuestos o productos intermedios, se pueden utilizar ventajosamente en la industria química o en la formulación de combustibles para vehículos de motor. Dichos alcoholes y dichos dioles también se pueden utilizar ventajosamente en la producción de biobutadieno.
Además, la posibilidad de obtener una alta conversión del componente hemicelulosa y en consecuencia un alto rendimiento de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono, en particular azúcares que tienen 5 átomos de carbono como la xilosa, arabinosa, permite enviar a fermentación posterior soluciones de azúcares particularmente ricas en azúcares que tienen 5 átomos de carbono, o mezclas de dichas soluciones de azúcares particularmente ricas en azúcares que tienen 5 átomos de carbono con soluciones particularmente ricas en azúcares que tienen 6 átomos de carbono (por ejemplo, con soluciones de azúcares derivadas de la hidrólisis enzimática de celulosa) y, en consecuencia, optimizar dichos procesos de fermentación. Se sabe, de hecho, que los microorganismos usados en la fermentación producen una biomasa fermentada que tiene diferentes características en términos, por ejemplo, de acumulación de productos intermedios, acumulación de productos metabólicos no deseados, dependiendo de los azúcares aportados en la alimentación. También se sabe que los microorganismos utilizados en los procesos de fermentación son sensibles a la alimentación: algunas cepas de microorganismos, por ejemplo, no toleran una cantidad excesiva de azúcares con 5 átomos de carbono. Por lo tanto, es extremadamente ventajoso poder tener dos tipos diferentes de soluciones de azúcar, es decir, soluciones de azúcares particularmente ricas en azúcares que tienen 5 átomos de carbono, y también soluciones de azúcares particularmente ricas en azúcares que tienen 6 átomos de carbono, para permitir destinar dichas soluciones de azúcares a diferentes procesos de fermentación y, en consecuencia, optimizar dichos procesos de fermentación gracias a una mayor congruencia con respecto a los requerimientos nutricionales de las diferentes cepas de microorganismos.
También hay que señalar que la cantidad de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono obtenidos de la hidrólisis de la hemicelulosa depende del tipo de biomasa de partida: se sabe, de hecho, como ya se mencionó anteriormente, que la cantidad de componentes de celulosa, hemicelulosa y lignina varía de acuerdo con el tipo de biomasa.
Dicho proceso, además, también permite adoptar un amplio intervalo de temperatura (es decir, dentro de un intervalo de 100 °C a 180 °C), obteniendo, también a altas temperaturas (es decir, temperaturas superiores o iguales a 140 °C), una baja cantidad de subproductos [por ejemplo, furfural (F), hidroxi-metil-furfural (HMF)] que, como se informó anteriormente, actúan como inhibidores del crecimiento de los microorganismos habitualmente utilizados en los procesos posteriores de fermentación de azúcares.
Además, la posibilidad de operar dentro de dicho amplio intervalo de temperatura representa una ventaja considerable desde el punto de vista industrial ya que la temperatura aumenta inesperadamente dentro de los reactores en los que la biomasa se pone en contacto con la solución acuosa de al menos un ácido orgánico, no provocan, como es
generalmente el caso en los procesos de la técnica conocida, una mayor producción de subproductos [por ejemplo, furfural (F), hidroxi-metil-furfural (HMF)].
Por lo tanto, un objeto de la presente invención se refiere a un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico, siendo dicho al menos un ácido orgánico seleccionado entre ácidos alquil sulfónicos que tienen la fórmula general (I):
R-SO3 H (I)
en la que R representa un grupo alquilo C1 -C3 lineal o ramificado, el pH de dicha solución acuosa oscila entre 0,6 y 1,6, preferiblemente entre 0,9 y 1,3.
Para el objetivo de la presente descripción y de las siguientes reivindicaciones, las definiciones de los intervalos numéricos comprenden siempre los extremos a menos que se especifique lo contrario.
Para el objetivo de la presente descripción y de las siguientes reivindicaciones, el término "que comprende" también incluye los términos "que consiste esencialmente en" o "que consiste en".
Para el propósito de la presente descripción y de las siguientes reivindicaciones, el término "azúcar que tiene de 5 a 6 átomos de carbono" se refiere a un azúcar pentosa, o más simplemente una pentosa, que es un carbohidrato monosacárido compuesto por cinco átomos de carbono que tiene la fórmula química C5 H10O5 , y un azúcar hexosa, o más simplemente una hexosa, que es un carbohidrato monosacárido compuesto por seis átomos de carbono que tienen la fórmula química C6H12 O6 , respectivamente.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, dicho polisacárido se puede seleccionar entre celulosa, hemicelulosa o mezclas de las mismas. Se prefieren particularmente la hemicelulosa o mezclas de hemicelulosa y celulosa.
De acuerdo con otra realización preferida de la presente invención, dicha biomasa es una biomasa lignocelulósica. Como ya se informó anteriormente, la biomasa lignocelulósica comprende tres componentes: hemicelulosa, celulosa y lignina.
Preferiblemente, dicha biomasa lignocelulósica se puede seleccionar entre:
- productos de cultivos expresamente cultivados para uso energético (por ejemplo, miscanthus, mijo cola de zorra, caña común), incluidos los productos de desecho, residuos y sobras de dichos cultivos o de su procesamiento; - productos de los cultivos agrícolas, de la forestación y de la silvicultura, que comprenden madera, plantas, residuos y productos de desecho del procesamiento agrícola, de la forestación y de la silvicultura;
- desperdicios de productos agroalimentarios destinados a la nutrición humana o zootecnia;
- residuos, no tratados químicamente, de la industria del papel;
- desechos procedentes de la recolección diferenciada de desechos sólidos urbanos (por ejemplo, desechos urbanos de origen vegetal, papel).
De acuerdo con una realización particularmente preferida de la presente invención, dicha biomasa lignocelulósica puede seleccionarse entre: guayule (Parthenium argentatum), cardo (Cynara cardunculus L.), coníferas (pinos, abetos).
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, dicha biomasa puede ser sometida a un proceso de trituración preliminar antes de ser puesta en contacto con dicha solución acuosa de al menos un ácido orgánico. Preferiblemente, dicha biomasa se puede triturar hasta obtener partículas que tienen un diámetro que varía entre 0,1 mm y 10 mm, más preferiblemente entre 0,5 mm y 4 mm. Se prefieren particularmente las partículas que tienen un diámetro de menos de 2 mm.
De acuerdo con una realización particularmente preferida de la presente invención, dicho al menos un ácido orgánico es ácido metanosulfónico (CH3-SO3 H).
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, dicho proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa comprende:
- poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de dicho al menos un ácido orgánico en un reactor obteniendo una primera mezcla de reacción;
- calentar el reactor a la temperatura deseada, preferiblemente en el intervalo de 100 °C a 180 °C, más preferiblemente en el intervalo de 130 °C a 150 °C, durante un tiempo en el intervalo de 20 minutos a 2 horas,
preferiblemente en el intervalo de 40 minutos a 1 hora, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida y una primera fase acuosa;
- opcionalmente, mantener dicha segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida y una primera fase acuosa a dicha temperatura deseada durante un tiempo que varía de 30 segundos a 1 hora, preferiblemente que varía de 5 minutos a 20 minutos;
- retirar dicha segunda mezcla de reacción de dicho reactor.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, dicha biomasa puede estar presente en dicha primera mezcla de reacción en una cantidad que oscila desde el 5% en peso hasta el 40% en peso, preferiblemente desde el 20% en peso hasta el 35% en peso, con respecto al peso total de dicha primera mezcla de reacción.
Para el objetivo de la presente invención, dicho reactor puede seleccionarse entre los reactores conocidos en la técnica tales como, por ejemplo, autoclaves, reactores de lecho fijo, reactores de suspensión con alimentación continua de la biomasa (CSTR - "reactores continuos de tanque agitado"), extrusoras.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, dicho reactor se selecciona entre los reactores de suspensión con alimentación continua de la biomasa (CSTR - "reactores continuos de tanque agitado").
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, dicha primera fase sólida comprende lignina y celulosa y dicha primera fase acuosa comprende al menos un azúcar que tiene de 5 a 6 átomos de carbono y dicho al menos un ácido orgánico. Dicho al menos un ácido orgánico es el ácido orgánico que se pone en contacto con la biomasa. Dicho al menos un azúcar es, en particular, xilosa. Dicha xilosa se deriva de la hidrólisis ácida de la hemicelulosa. También pueden estar presentes arabinosa, manosa, galactosa, glucosa en dicha primera fase acuosa. Dicha primera fase sólida y dicha primera fase acuosa pueden separarse mediante técnicas conocidas en el arte tales como, por ejemplo, filtración, centrifugación. Preferiblemente, dichas fases se separan por filtración.
Para recuperar dicho azúcar que tiene de 5 a 6 átomos de carbono y dicho al menos un ácido orgánico de dicha primera fase acuosa, dicha primera fase acuosa puede someterse a tratamientos conocidos en la técnica. Dicha primera fase acuosa, por ejemplo, puede someterse a una etapa de separación mediante resinas, como se describe, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos Nos. 5.726.046 y 5.820.687; o puede someterse a una etapa de extracción con un disolvente orgánico insoluble en agua como se describe, por ejemplo, en las solicitudes internacionales de patente WO 2010/015404 y WO 2010/069583, informadas anteriormente. Al final de dichas etapas, se obtiene una segunda fase sólida que comprende dicho ácido orgánico y una segunda fase acuosa que comprende al menos un azúcar que tiene de 5 a 6 átomos de carbono.
Posteriormente, dicho ácido orgánico puede ser reutilizado de acuerdo con el procedimiento objeto de la presente invención.
Dicha segunda fase acuosa que comprende al menos un azúcar de 5 a 6 átomos de carbono se puede utilizar como tal, o en mezcla con soluciones particularmente ricas en azúcares de 6 átomos de carbono, en procesos de fermentación para la producción de alcoholes (por ejemplo, etanol, butanol). Dichos alcoholes se pueden utilizar ventajosamente como biocombustibles para vehículos de motor o como componentes que se pueden añadir a combustibles para vehículos de motor. Alternativamente, dicha segunda fase acuosa que comprende al menos un azúcar de 5 a 6 átomos de carbono se puede utilizar como tal, o en mezcla con soluciones particularmente ricas en azúcares de 6 átomos de carbono, en procesos de fermentación para la producción de lípidos. Dichos lípidos pueden usarse ventajosamente en la producción de biodiésel o diésel verde que puede usarse como tal, o en mezcla con otros combustibles para vehículos de motor.
La presente invención también se refiere a un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa como se informó anteriormente, en el que dichos azúcares se pueden usar como fuentes de carbono en procesos de fermentación para la producción de alcoholes (por ejemplo, etanol, butanol), dioles (por ejemplo, 1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 2,3-butanodiol), lípidos u otros compuestos o productos intermedios.
Además, la presente invención también se refiere al uso de dichos alcoholes, dioles, lípidos u otros compuestos o productos intermedios, en la industria química o en la formulación de combustibles para vehículos de motor, así como al uso de dichos alcoholes y de dichos dioles en la producción de biobutadieno.
Como ya se informó anteriormente, el proceso objeto de la presente invención, permite obtener al menos un azúcar que tiene de 5 a 6 átomos de carbono, en particular al menos un azúcar que tiene 5 átomos de carbono como la xilosa, arabinosa, derivado de la hidrólisis ácida de hemicelulosa, con alto rendimiento. Más concretamente, dicho proceso permite obtener un rendimiento de azúcares de 5 a 6 átomos de carbono superior o igual al 95%, calculándose dicho rendimiento con respecto a la cantidad total de hemicelulosa presente en la biomasa de partida. Además, el proceso objeto de la presente invención permite obtener un contenido (%) de azúcares de 5 a 6 átomos de carbono superior o igual al 70%, calculándose dicho contenido como se describe a continuación.
El proceso objetivo de la presente invención también permite obtener altos rendimientos de celulosa y de lignina. Dicha primera fase sólida que comprende celulosa y lignina, obtenida de acuerdo con el proceso objeto de la presente invención, se puede utilizar en un proceso de hidrólisis enzimática, con el fin de hidrolizar la celulosa a glucosa. El proceso de hidrólisis enzimática se puede llevar a cabo de acuerdo con técnicas conocidas en el arte como se describe, por ejemplo, en las patentes de los Estados Unidos Nos. 5.628.830, 5.916.780 y 6.090.595, utilizando enzimas comerciales tales como, por ejemplo, Celluclast 1.5L (Novozymes), Econase CE (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188 (Novozymes), utilizados individualmente o mezclados entre sí.
Una tercera fase sólida que comprende lignina y una tercera fase acuosa que comprende glucosa derivada de la hidrólisis de celulosa, se obtienen a partir de la hidrólisis enzimática de dicha primera fase sólida.
Dicha tercera fase sólida y dicha tercera fase líquida pueden separarse mediante técnicas conocidas en el arte tales como, por ejemplo, filtración, centrifugación. Preferiblemente, dichas fases se separan por filtración.
Dicha tercera fase acuosa que comprende glucosa se puede utilizar como tal, o en mezcla con soluciones particularmente ricas en azúcares de 5 átomos de carbono, como materia prima en procesos de fermentación para la producción de alcoholes (por ejemplo, etanol, butanol). Dichos alcoholes se pueden utilizar ventajosamente como biocombustibles para vehículos de motor o como componentes que se pueden añadir a combustibles para vehículos de motor. Alternativamente, dicha tercera fase acuosa que comprende glucosa se puede utilizar como tal, o en mezcla con soluciones particularmente ricas en azúcares de 5 átomos de carbono, en procesos de fermentación para la producción de lípidos. Dichos lípidos se pueden utilizar ventajosamente en la producción de biodiésel o diésel verde que se pueden utilizar como tales o en mezcla con otros combustibles para vehículos de motor.
Dicha tercera fase sólida, que comprende lignina, puede mejorarse como combustible, por ejemplo como combustible para producir la energía necesaria para sustentar los procesos de tratamiento de la biomasa.
Los procesos de fermentación se describen en la técnica, tales como, por ejemplo, en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 2013/0224333 y en la solicitud internacional de patente WO 2008/141317 (fermentación en presencia de levaduras); o en la solicitud de patente de los Estados Unidos No. 2010/0305341 y en la solicitud internacional de patente WO 2011/051977 (fermentación en presencia de levaduras oleaginosas modificadas genéticamente); o en la solicitud internacional de patente Wo 2010/127319 (fermentación en presencia de microorganismos modificados genéticamente).
A continuación, se proporcionan algunos ejemplos ilustrativos y no limitantes para una mejor comprensión de la presente invención y para su realización práctica.
Análisis y métodos de caracterización
Se utilizaron los métodos de análisis y caracterización descritos a continuación.
Análisis de la biomasa de partida
La biomasa de partida se analizó mediante el sistema de fracción de fibra de Van Soest mediante la cuantificación de los constituyentes de las paredes celulares, en particular hemicelulosa, celulosa y lignina, como se describe, por ejemplo, en Van Soest, PJ y Wine, RH. "Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. IV. Determination of plant cell-wall constituents", "Journal of Association of Official Analytical Chemistry" (1967), Vol. 50, páginas 50-55.
Análisis de los compuestos presentes en la primera fase acuosa
Los análisis de los azúcares presentes en la primera fase acuosa se realizaron mediante cromatografía iónica utilizando las siguientes condiciones operativas:
- instrumento: Dionex IC3000, columna PA100;
- eluyente: hidróxido de sodio (NaOH) (100 mM) - acetato de sodio (CHaCOONa) 0,6 M en 200 mM de hidróxido de sodio (NaOH);
- programa de elución: gradiente, detector electroquímico.
Los análisis de los subproductos, es decir, furfural (F) e hidroxi-metil-furfural (HMF) presentes en la primera fase acuosa, se llevaron a cabo mediante cromatografía líquida utilizando las siguientes condiciones operativas:
- instrumento: HP 1100, columna Inertsil C18;
- eluyente: ácido fosfórico 0,01 M - acetonitrilo (CH3CN);
- programa de elución: gradiente, detector UV-DAD. Cálculo del rendimiento, contenido de azúcares de 5 átomos de carbono y de la producción de subproductos.
El rendimiento se expresó, sobre la base de los resultados analíticos (es decir, el análisis de los compuestos presentes en la primera fase acuosa realizado como se describió anteriormente), como una relación porcentual entre los azúcares que tienen 5 y 6 átomos de carbono [es decir, pentosas (C5 ) y hexosas (Ce ), respectivamente] presentes en dicha primera fase acuosa, con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida, de acuerdo con la siguiente fórmula:
Rendimiento: (mC5 + mCe) / mHEMICELULOSA * 100
en la que:
- C5 = pentosas presentes en solución;
- C6 = hexosas presentes en solución;
- m = peso molecular del compuesto;
- HEMICELULOSA = hemicelulosa contenida en la biomasa de partida.
También se determinó el contenido (%) de azúcares con 5 átomos de carbono (es decir, pentosas) presentes en la primera fase acuosa, para cada ejemplo, de acuerdo con la siguiente fórmula:
Contenido de C5 : mC5 / (mC5 + mCe ) * 100
en la que C5 , C6 y m, tienen los mismos significados descritos anteriormente.
Para expresar la producción de subproductos, es decir, hidroxi-metil-furfural (HMF) y furfural (F), de manera efectiva, se calcularon las relaciones de degradación de acuerdo con las siguientes fórmulas:
Relación de degradación de Ce : mHMF / (mC6 + mHMF) * 100
Relación de degradación de C5 : mF / (mC5 + mF) * 100
en las que C5 , C6 y m, tienen los mismos significados descritos anteriormente;
- F = furfural;
- HMF = hidroxi-metil-furfural.
Ejemplo 1 (invención)
Se cargaron 25 g de madera de coniferas previamente triturada (diámetro de partícula < 2 mm) en un autoclave Büchi de tapa abierta tipo 3E/1,0 l.
A continuación, se cargaron 500 g de una solución acuosa de ácido metanosulfónico (CH3-SO3 H), a pH 1,1. La primera mezcla de reacción así obtenida se mantuvo bajo agitación vigorosa (600 revoluciones/min), hasta alcanzar una temperatura de 140 °C, durante un período de 45 minutos, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida que contiene lignina y celulosa y una primera fase acuosa que contiene azúcares derivados de la hemicelulosa.
Después de dejar enfriar el autoclave a temperatura ambiente (23 °C), dichas fases se separaron por filtración. La composición de la biomasa de partida, determinada como se describió anteriormente, fue la siguiente: 45,1% en peso de celulosa, 25,2% en peso de hemicelulosa, 24,4% en peso de lignina, con respecto al peso total de la biomasa de partida. La parte restante resultó consistir en ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas proteicas y no proteicas, lípidos, sales minerales.
La primera fase acuosa se analizó como se describió anteriormente, obteniendo los siguientes resultados:
- rendimiento: 97,6% (con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida); - relación de degradación de Ce : 1,9%;
- relación de degradación de C5 : 0,9%;
- contenido de C5 : 83,7%.
Ejemplo 2 (invención)
Se cargaron 25 g de bagazo de cardo (Cynara cardunculus L.) previamente triturado (diámetro de partícula < 2 mm) en un autoclave Büchi de tapa abierta tipo 3E/1,0 l.
A continuación, se cargaron 500 g de una solución acuosa de ácido metanosulfónico (CH3-SO3 H), a pH 1,1. La primera mezcla de reacción así obtenida se mantuvo bajo agitación vigorosa (600 revoluciones/min), hasta alcanzar una temperatura de 140 °C, durante un período de 45 minutos, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida que contiene lignina y celulosa y una primera fase acuosa que contiene azúcares derivados de la hemicelulosa.
Después de dejar enfriar el autoclave a temperatura ambiente (23°C), dichas fases se separaron por filtración. La composición de la biomasa de partida, determinada como se describió anteriormente, fue la siguiente: 41,2% en peso de celulosa, 17,5% en peso de hemicelulosa, 25,7% en peso de lignina, con respecto al peso total de la biomasa de partida. La parte restante resultó consistir en ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas proteicas y no proteicas, lípidos, sales minerales.
La primera fase acuosa se analizó como se describió anteriormente, obteniendo los siguientes resultados:
- rendimiento: 96,1% (con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida); - relación de degradación de C6 : 1,4%;
- relación de degradación de C5 : 0,9%;
- contenido de C5 : 74,3%.
Ejemplo 3 (invención)
Se cargaron 25 g de bagazo de guayule previamente molido (Parthenium argentatum) (diámetro de partícula < 2 mm) en un autoclave Büchi de tapa abierta tipo 3E/1,0 l.
A continuación, se cargaron 500 g de una solución acuosa de ácido metanosulfónico (CH3-SO3 H), a pH 1,1. La primera mezcla de reacción así obtenida se mantuvo bajo agitación vigorosa (600 revoluciones/min), hasta alcanzar una temperatura de 140 °C, durante un período de 45 minutos, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida que contiene lignina y celulosa y una primera fase acuosa que contiene azúcares derivados de la hemicelulosa.
Después de dejar enfriar el autoclave a temperatura ambiente (23 °C), dichas fases se separaron por filtración. La composición de la biomasa de partida, determinada como se describió anteriormente, fue la siguiente: 42,9% en peso de celulosa, 21,2% en peso de hemicelulosa, 26,3% en peso de lignina, con respecto al peso total de la biomasa de partida. La parte restante resultó consistir en ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas proteicas y no proteicas, lípidos, sales minerales.
La primera fase acuosa se analizó como se describió anteriormente, obteniendo los siguientes resultados:
- rendimiento: 98,8% (con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida); - relación de degradación de C6 : 0,0%;
- relación de degradación de C5 : 1,6%;
- contenido de C5 : 80,6%.
Ejemplo 4 (comparativo)
Se cargaron 25 g de madera de coníferas previamente triturada (diámetro de partícula < 2 mm) en un autoclave Büchi de tapa abierta tipo 3E/1,0 l.
A continuación, se cargaron 500 g de una solución acuosa de ácido p-toluensulfónico (CH3 C6H4-SO3 H), a pH 1,1. La primera mezcla de reacción así obtenida se mantuvo bajo agitación vigorosa (600 revoluciones/min), hasta alcanzar una temperatura de 140 °C, durante un período de 45 minutos, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida que contiene lignina y celulosa y una primera fase acuosa que contiene azúcares derivados de la hemicelulosa.
Después de dejar enfriar el autoclave a temperatura ambiente (23 °C), dichas fases se separaron por filtración. La composición de la biomasa de partida, determinada como se describió anteriormente, fue la siguiente: 45,1% en peso de celulosa, 25,2% en peso de hemicelulosa, 24,4% en peso de lignina, con respecto al peso total de la biomasa de partida. La parte restante resultó consistir en ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas proteicas y no proteicas, lípidos, sales minerales.
La primera fase acuosa se analizó como se describió anteriormente, obteniendo los siguientes resultados:
- rendimiento: 83,6% (con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida); - relación de degradación de C6: 5,0%;
- relación de degradación de C5: 3,7%;
- contenido de C5: 77,3%.
Ejemplo 5 (comparativo)
Se cargaron 25 g de bagazo de cardo previamente triturado (Cynara cardunculus L.) (diámetro de partícula < 2 mm) en un autoclave Büchi de tapa abierta tipo 3E/1,0 l.
A continuación, se cargaron 500 g de una solución acuosa de ácido p-toluensulfónico (CH3C6H4-SO3H), a pH 1,1. La primera mezcla de reacción así obtenida se mantuvo bajo agitación vigorosa (600 revoluciones/min), hasta alcanzar una temperatura de 140 °C, durante un período de 45 minutos, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida que contiene lignina y celulosa y una primera fase acuosa que contiene azúcares derivados de la hemicelulosa.
Después de dejar enfriar el autoclave a temperatura ambiente (23 °C), dichas fases se separaron por filtración. La composición de la biomasa de partida, determinada como se describió anteriormente, fue la siguiente: 41,2% en peso de celulosa, 17,5% en peso de hemicelulosa, 25,7% en peso de lignina, con respecto al peso total de la biomasa de partida. La parte restante resultó consistir en ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas proteicas y no proteicas, lípidos, sales minerales.
La primera fase acuosa se analizó como se describió anteriormente, obteniendo los siguientes resultados:
- rendimiento: 88,1% (con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida); - relación de degradación de C6: 3,8%;
- relación de degradación de C5: 8,8%;
- contenido de C5: 72,9%.
Ejemplo 6 (comparativo)
Se cargaron 25 g de bagazo de guayule previamente molido (Parthenium argentatum) (diámetro de partícula < 2 mm) en un autoclave Büchi de tapa abierta tipo 3E/1,0 l.
A continuación, se cargaron 500 g de una solución acuosa de ácido p-toluensulfónico (CH3C6H4-SO3H), a pH 1,1. La primera mezcla de reacción así obtenida se mantuvo bajo agitación vigorosa (600 revoluciones/min), hasta alcanzar una temperatura de 140 °C, durante un período de 45 minutos, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida que contiene lignina y celulosa y una primera fase acuosa que contiene azúcares derivados de la hemicelulosa.
Después de dejar enfriar el autoclave a temperatura ambiente (23 °C), dichas fases se separaron por filtración. La composición de la biomasa de partida, determinada como se describió anteriormente, fue la siguiente: 42,9% en peso de celulosa, 21,2% en peso de hemicelulosa, 26,3% en peso de lignina, con respecto al peso total de la biomasa de partida. La parte restante resultó consistir en ácidos orgánicos, sustancias nitrogenadas proteicas y no proteicas, lípidos, sales minerales.
La primera fase acuosa se analizó como se describió anteriormente, obteniendo los siguientes resultados:
- rendimiento: 91,2% (con respecto a la cantidad total de hemicelulosa contenida en la biomasa de partida); - relación de degradación de C6: 0,0%;
- relación de degradación de C5: 4,8%;
- contenido de C5: 74,6%.
A partir de los ejemplos descritos anteriormente, es evidente que, operando en las mismas condiciones, los rendimientos de azúcares que tienen de 5 a 6 átomos de carbono demostraron ser más bajos y la cantidad de subproductos [es decir, furfural (F) e hidroxi-metil-furfural (HMF)] demostraron ser superiores, utilizando ácido ptoluensulfónico [Ejemplos 4-6 (comparativos)], con respecto a [Ejemplos 1-3 (invención)] en los que el ácido metano sulfónico se usó de acuerdo con la presente invención.
Claims (13)
1. Un proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa que incluye al menos un polisacárido que comprende poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de al menos un ácido orgánico, seleccionándose dicho al menos un ácido orgánico entre los ácidos alquilsulfónicos que tienen la fórmula general (I):
R-SO3 H (I)
en la que R representa un grupo alquilo C1 -C3 lineal o ramificado, el pH de dicha solución acuosa oscila entre 0,6 y 1,6, preferiblemente entre 0,9 y 1,3.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho polisacárido se selecciona de celulosa, hemicelulosa o mezclas de las mismas, preferiblemente de hemicelulosa, o mezclas de hemicelulosa y celulosa.
3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha biomasa es una biomasa lignocelulósica, preferiblemente seleccionada entre:
- productos de cultivos expresamente cultivados para uso energético (por ejemplo, miscanthus, mijo cola de zorra, caña común), incluidos los productos de desecho, residuos y sobras de dichos cultivos o de su procesamiento; - productos de cultivos agrícolas, forestación y silvicultura, que comprenden madera, plantas, residuos y productos de desecho de la elaboración agrícola, forestación y silvicultura;
- desperdicio de productos agroalimentarios destinados a la nutrición humana o zootecnia;
- residuos de la industria del papel, sin tratar químicamente;
- productos de desecho procedentes de la recogida diferenciada de residuos sólidos urbanos (por ejemplo, residuos urbanos de origen vegetal, papel).
4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicha biomasa lignocelulósica se selecciona entre: guayule (Parthenium argentatum), cardo (Cynara cardunculus L.), coníferas (pinos, abetos).
5. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha biomasa se somete a un proceso de trituración preliminar antes de ser puesta en contacto con dicha solución acuosa de al menos un ácido orgánico.
6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho al menos un ácido orgánico es ácido metanosulfónico (CH3-SO3 H).
7. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho proceso para la producción de azúcares a partir de biomasa comprende:
- poner una biomasa en contacto con una solución acuosa de dicho al menos un ácido orgánico en un reactor obteniendo una primera mezcla de reacción;
- calentar el reactor a la temperatura deseada, preferiblemente en el intervalo de 100 °C a 180 °C, más preferiblemente en el intervalo de 130 °C a 150 °C, durante un tiempo en el intervalo de 20 minutos a 2 horas, preferiblemente en el intervalo de 40 minutos a 1 hora, obteniendo una segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida y una primera fase acuosa;
- opcionalmente, mantener dicha segunda mezcla de reacción que comprende una primera fase sólida y una primera fase acuosa a dicha temperatura deseada durante un tiempo que varía de 30 segundos a 1 hora, preferiblemente que varía de 5 minutos a 20 minutos;
- retirar dicha segunda mezcla de reacción de dicho reactor.
8. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha biomasa está presente en dicha primera mezcla de reacción en una cantidad que varía de 5% en peso a 40% en peso, preferiblemente de 20% en peso a 35% en peso, con respecto al peso total de dicha primera mezcla de reacción.
9. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho reactor se selecciona entre reactores con alimentación continua de la biomasa (CSTR - "reactor continuo de tanque agitado").
10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha primera fase sólida comprende lignina y celulosa y dicha primera fase acuosa comprende al menos un azúcar que tiene de 5 a 6 átomos de carbono y dicho al menos un ácido orgánico.
11. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos azúcares se utilizan como fuentes de carbono en procesos de fermentación para la producción de alcoholes (etanol, butanol), dioles (1,3-propanodiol, 1,3-butanodiol, 1, 4-butanodiol, 2,3-butanodiol), lípidos u otros compuestos o productos intermedios.
12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dichos alcoholes, dioles, lípidos u otros compuestos o productos intermedios, se utilizan en la industria química o en la formulación de combustibles para vehículos de motor.
13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dichos alcoholes y dichos dioles se utilizan en la producción de biobutadieno.
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