RS62578B1 - Postupak obrade ligno-celulozne biomase impregnacijom - Google Patents
Postupak obrade ligno-celulozne biomase impregnacijomInfo
- Publication number
- RS62578B1 RS62578B1 RS20211438A RSP20211438A RS62578B1 RS 62578 B1 RS62578 B1 RS 62578B1 RS 20211438 A RS20211438 A RS 20211438A RS P20211438 A RSP20211438 A RS P20211438A RS 62578 B1 RS62578 B1 RS 62578B1
- Authority
- RS
- Serbia
- Prior art keywords
- liquid
- biomass
- impregnation
- previous
- processing
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/02—Monosaccharides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Description
Opis
Oblast pronalaska
[0001] Pronalazak se odnosi na postupak za obradu ligno-celulozne biomase pomoću kisele tečnosti za proizvodnju takozvanih slatkih sokova druge generacije (2G). Ovi slatki sokovi se mogu koristiti za proizvodnju drugih biohemijskih proizvoda (npr. alkohola poput etanola, butanola ili drugih molekula, na primer rastvarači kao što su aceton itd...). Ovaj postupak obuhvata analizu protoka tečnosti koji su uzeti tokom postupka i prilagođavanje sastava impregnirajuće tečnosti kako bi se udeo kiseline navedenih protoka održao konstantnim.
Stanje tehnike
[0002] Ligno-celulozna biomasa predstavlja jednu od najzastupljenijih obnovljivih izvora na zemlji. Podloge koje dolaze u obzir su vrlo raznolike i obuhvataju kako drvene podloge, kao što su različite vrste drveta (listopadno drvo i četinari), tako i nusproizvode iz poljoprivrede (pšenična slama, kukuruzni klipovi, itd...) ili iz drugih oblasti agroindustrije i industrije hrane, industrije papira, itd...
[0003] Proces biohemijske transformacije ligno-celuloznog materijala u slatke sokove 2G uključuje korak prethodne obrade i korak hidrolize uz korišćenje enzimskog koktela. Ovi postupci takođe uključuju korak impregnacije pre prethodne obrade. Potom se slatki sokovi iz enzimske hidrolize tretiraju, na primer fermentacijom, i postupak takođe uključuje korake separacije i/ili korak prečišćavanja finalnog proizvoda.
[0004] Ligno-celulozna biomasa sastoji se od tri glavna polimera: celuloze (35 do 50%), koja je polisaharid u osnovi sastavljena od heksoza; hemiceluloze (20 do 30%), koja je polisaharid u osnovi napravljen od pentoza i heksoza; i lignina (15 do 25%), koji je polimer složene strukture i velike molekulske težine, sastavljen od aromatičnih alkohola povezanih eterskim vezama. Ovi različiti molekuli odgovorni su za intrinzička svojstva biljnog zida i organizovani su kao složeno pletenje. Pored ova tri glavna jedinjenja, ligno-celulozna biomasa takođe sadrži acetilne grupe i pepeo. Ovaj "pepeo" je od minerala: silicijuma, jedinjenja koja sadrže kalcijum, magnezijuma, natrijuma, kalijuma, fosfora i/ili aluminijuma. Njihov sadržaj i sastav jako variraju zavisno od vrste biomase (slama nasuprot drveta, itd.), ali i zavisno od uslova zemljišta i klimatskih uslova biljke i uslova useva. Različite puno slame imaće prirode promenljivih pepela u različitim sadržajima. Postupak za kvantifikaciju pepela ligno-celuloznih proizvoda je na primer opisan u standardu ASTM E1755 « Standard Test Method for Ash in Biomass ».
[0005] Među tri osnovna polimera koji čine ligno-celuloznu biomasu, celuloza i hemiceluloza su oni koji omogućavaju proizvodnju slatkog soka 2G.
[0006] Najčešće se hemiceluloza pretežno razgrađuje u šećere tokom obrade i celuloza se pretvara u glukozu enzimskom hidrolizom. Međutim, pristup sirovoj celulozi i dalje ostaje težak za enzime, otuda potreba za prethodnom obradom. Ova prethodna obrada omogućava modifikaciju fizičko-hemijskih svojstava ligno-celuloznog materijala kako bi se poboljšala pristupačnost celuloze za enzime i njena reaktivnost na enzimsku hidrolizu.
[0007] Jedna od najefikasnijih prethodnih obrada je eksplozija pare u kiselim uslovima koja omogućava gotovo potpunu hidrolizu hemiceluloze i značajno poboljšanje pristupačnosti i reaktivnosti celuloze za enzime. Ovoj prethodnoj obradi može prethoditi neka druga obrada(e).
[0008] U patentima US-8057639 et US-8512512 predložen je postupak koji obuhvata prvi korak hidrolize hemiceluloze u šećere C5 u blagim uslovima koji ih čuvaju od razgradnje. Ovaj korak se sprovodi u prvom reaktoru pod pritiskom od 1,5 bara ili više ubrizgavanjem pare, na temperaturi od 110 °C ili više, i možda u prisustvu slabe kiseline. Nakon ovog koraka, sprovodi se ispiranje da se izdvoje i rekuperiraju šećerni sokovi C5 pre dovođenja preostale biomase, obogaćene celulozom i ligninom, u drugi korak (drugi reaktor) gde dolazi do eksplozije pare. Ovaj drugi reaktor radi sa višim pritiskom od prvog reaktora, pri čemu injekcija pare pod visokim pritiskom izaziva naglo širenje biomase (eksplozija pare).
[0009] U zahtevu iz patenta US-2012/0104313 takođe je predložen korak obrade pre eksplozije pare kod kojeg se biomasa od 1 minuta do 24 časova dovodi u dodir sa vodom ili parom na 100-210 °C. Nakon odvajanja tečne faze obogaćene hemicelulozom, čvrsta supstanca se prevodi u korak eksplozije pare.
[0010] Patent EP-2610346 opisuje postupak za obradu ligno-celulozne biomase u 4 koraka: obrada u tečnosti na temperaturi od 100-150 °C, a zatim odvajanje tečnosti/čvrste supstance, a zatim prethodna obrada čvrstog dela dobijenog na 100 -210 °C u prisustvu vode ili pare tokom 1 min.-24 h i završava se separacijom tečnog/čvrstog dela.
[0011] U okviru svog istraživanja, podnosilac prijave je naglasio da je moguće dalje poboljšati performanse poznatih procesa obrade biomase. Zaista, prisustvo pepela i acetilnih grupa u različitom obimu u biomasi može da izmeni svojstva. Ipak, merenje udela pepela i acetilnih grupa je zametno u pogledu vremena i prilično teško ga je ostvariti kako bi se omogućila kontinuirana kontrola postupka.
[0012] Podnosilac prijave je stoga utvrdio da je podešavanjem sastava tečnosti za impregnaciju u zavisnosti od sadržaja kiseline tokova tečnosti iz prethodne obrade biomase (tečnost izdvojena nakon impregnacije i/ili bilo koji tokovi tečnosti izdvojeni tokom prethodne obrade biomase) bilo je moguće značajno poboljšati performanse i stabilnost postupka obrade biomase. Zato je moguće, prilagođavanjem u realnom vremenu sastava korišćene tečnosti za impregnaciju delovati nasuprot intrinzičkoj varijabilnosti biomase i osigurati stabilnost performansi nizvodno, posebno u pogledu reaktivnosti obrađene biomase na celuloze.
Sažeti pregled pronalaska
[0013] Dakle, ovim pronalaskom se predlaže kontinuirani postupak obrade ligno-celulozne biomase za proizvodnju slatkih sokova koji obuhvata sledeće korake:
(a) impregnaciju biomase pomoću najmanje jedne impregnirajuće tečnosti koja ima pH između 0,1 i 7, putem kontakta pomenute biomase sa pomenutom i tečnošću za impregnaciju, (b) separaciju impregnirane biomase dobijene u koraku a) kako bi se stvorila vlažna biomasa koja ima sadržaj suve materije od najmanje 15 mas.% i izdvojenu tečnosti,
c) prethodnu obradu vlažne biomase dobijene u koraku b) za dobijanje prethodno obrađene, tokom kojeg se uzima jedan ili više tokova tečnosti,
naznačen time što obuhvata
(d) analizu sastava izdvojene tečnosti dobijene u koraku b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti koji se uzimaju tokom prethodne obrade biomase, i
(e) prilagođavanje sastava tečnosti za impregnaciju proizvedene u koraku a) kako bi se održao udeo kiseline u pomenutoj izdvojenoj tečnosti dobijene u koraku b) i/ili tokovi tečnosti uzeti tokom prethodnog tretmana biomase tokom celog postupka održali konstantnim.
[0014] Slatkim sokovima se, u smislu ove aplikacije, smatraju sve vodene smeše šećera, koje se dobijaju od ligno-celuloze, na primer glukoza, ksiloza, manoza, galaktoza i arabinoza.
[0015] Zapravo je zasluga podnosioca prijave da je bilo moguće kompenzovati suštinske varijacije sastava biomase kako bi se osiguralo da obrađena biomasa u suštini uvek ima isti nivo reaktivnosti u odnosu na celulaze. Podnosilac prijave je otkrio da je kontrolom kiselosti određenih tokova tečnosti proizvedenih u postupku i podešavanjem sastava kisele tečnosti za impregnaciju kako bi se održala konstantna kiselost, bilo moguće regulisati postupke obrade biomase, uprkos internim varijacijama sastava.
[0016] U okviru ovog pronalaska, akronim "MS" odnosi se na sadržaj suve materije biomase, koji se posebno može meriti u skladu sa standardom ASTM E1756 - 08(2015) « Standard Test Method for Détermination of Total Solids in Biomass".
Detaljan opis
[0017] Postupak prema ovom pronalasku je kontinuiran postupak obrade ligno-celulozne biomase pre enzimske hidrolize.
[0018] On je deo postupaka za proizvodnju šećera druge generacije iz kojih se na mnoge biohemijske načine mogu da se dobiju molekuli sa sadržajem kiseonika (npr. alkoholi kao što su etanol, butanol, itd.).
[0019] Ovaj postupak je kompatibilan sa postupcima za proizvodnju 2G šećera (što znači od ligno-celulozne biomase) ili u širem smislu molekula na biološkoj bazi (tj. od prirodnih podloga ili izvedeno iz prirodnih podloga).
Biomasa
[0020] Postupak prema ovom pronalasku predlaže kontinuiranu obradu ligno-celulozne biomase.
[0021] Ova biomasa može poticati iz različitih izvora, kao što su drvene podloge poput različitih vrsta šuma (listopadno drvo i četinari), nusproizvodi iz poljoprivrede (pšenična slama, kukuruzni klipovi, itd...) ili drugih poljoprivredno-prehrambenih industrija, fabrika papira, itd...
[0022] Zavisno od korišćene biomase (slama, drvo, itd...), pre korišćenja u postupku prema ovom pronalasku može se predvideti stepen usitnjavanja da bi se dobila veličina zrna kompatibilna sa tehnološkim sredstvima i uslovima rada stepena postupka. Za to može biti dovoljno jednostavno usitnjavanje, ali može biti potrebno o mlevenje sa ili bez rafinisanja.
[0023] Generalno, biomasa korišćena u koraku a) postupka prema ovom pronalasku ima veličinu čestica (najveće veličine) od najviše 300 mm. Najčešće se slama sa širinom rastera od 5 do 100 mm i drvo usitnjava do opiljaka oblika kvadra dužine između 20 i 160 mm, širine između 10 i 100 mm i debljine između 2 i 20 mm.
[0024] Biomasa se poželjno dovodi na korak impregnacije putem prve zone prenosa. Prema određenom obliku izvođenja, zona prenosa i zona impregnacije mogu biti razdvojene delom od biomase koji sprečava da se tečnost iz navedene prve zone popne u zonu prenosa ili još dalje uzvodno.
Korak pripreme tečnosti za impregnaciju
[0025] Tečnost za impregnaciju koja se koristi u postupku prema ovom pronalasku je poželjno kisela tečnost, koja sadrži najmanje jednu kiselinu i opciono vodu.
[0026] Zapravo, neke biomase imaju veoma nizak sadržaj suve materije (na primer manji od 50% MS) i samim tim dovoljno visok sadržaj vode tako da nije potrebno dodatno dodati još vode u svrhu impregnacije. U ovom slučaju se tečnost za impregnaciju priprema sa samo dodavanjem kiseline koja će se tokom koraka impregnacije pomešati sa vodom već prisutnom u biomasi.
[0027] Konkretno, kisela tečnost ima pH između 0,1 i 7,0, poželjno između 0,1 i 6, i još poželjnije između 0,1 do 2.
[0028] Prema poželjnom obliku izvođenja, tečnost sadrži najmanje jednu kiselinu i vodu.
[0029] Poželjno, kisela tečnost je vodeni rastvor jake kiseline, na primer izabrane od sumporne kiseline, hlorovodonične kiseline, azotne kiseline sa sadržajem kiseline između 0,5 i 8 % težine kiseline, računato u odnosu na ukupnu težinu tečnosti. Prema poželjnom obliku izvođenja tečnost za impregnaciju je rastvor sumporne kiseline.
[0030] Ova vrsta tečnosti je dobro poznata stručnjacima i bilo koja kiselina koja se obično koristi za impregnaciju je pogodna. Količina kiseline i temperatura tečnosti uglavnom su utvrđeni. Sredstva za postizanje i održavanje temperature poznata su stručnjacima.
[0031] Postupak prema ovom pronalasku može da obuhvata korak pripreme tečnosti za impregnacije pre koraka a) impregnacije.
[0032] U ovom koraku, tečnost za impregnaciju poželjno se zagreva na temperaturu u rasponu od 10 do 95 °C. Ovaj korak se može izvesti u zoni za pripremu tečnosti koja se nalazi uzvodno od zone impregnacije.
[0033] Razni uređaji se mogu koristiti kao, na primer, rezervoar za mešanje sa sistemom mešanja ili mikser (poželjno statički mikser). Poželjno, uređaj je opremljen senzorima za merenje pH vrednosti i protoka vode, kiseline i reciklirane tečnosti. Svi ovi senzori omogućavaju regulaciju koja uravnotežava tokove i kiselost kako bi se obezbedio stabilan trajni rad pod željenim uslovima.
[0034] Uređaj za pripremu tečnosti se može opremiti tako da se omogući grejanje njegovog sadržaja, npr. pomoću dvostrukog plašta, zavojnica i/ili izmenjivača toplote raspoređenih u petlji za recirkulaciju (opisano u daljem tekstu) pored ili direktno na pomenutom uređaju (rezervoar, mikser...). Uređaj koji se koristi za pripremu tečnosti posebno se može povezati sa uređajem za impregnaciju putem jedne ili više cevi koje provode tečnost.
[0035] Tako se tečnost može pripremiti sa adekvatnom koncentracijom i količinom protoka kako bi se postigla željena kiselost za tokove tečnosti uzete nizvodno od impregnacije.
[0036] Priprema tečnosti je takođe korak koji omogućava regulaciju njegovih operativnih parametara kao što je, na primer, temperatura, pH ili bilo koje druge karakteristike. Adekvatna koncentracija kiseline podešava se dodavanjem kiseline i/ili vode.
Korak impregnacije
[0037] Postupak prema ovom pronalasku predviđa korak a) impregnacije biomase pomoću tečnosti za impregnaciju koja ima pH između 0,1 i 7, tako što se biomasa dovede u dodir sa pomenutom tečnošću za impregnaciju.
[0038] Poželjno, kod postupka prema ovom pronalasku, korak impregnacije se sprovodi na temperaturi u rasponu od 10 do 95 °C, a vreme boravka biomase u navedenom koraku impregnacije je između 20 sekundi i 12 sati. Posebno poželjno, vreme boravka biomase je između 30 sekundi i 60 minuta. Korak impregnacije se poželjno iznosi na atmosferskom pritisku.
[0039] Korak impregnacije vrši se dovođenjem biomase u dodir sa tečnošću za impregnaciju. Ovaj kontakt se može uspostaviti npr. natapanjem ili naprskavanjem. Tokom impregnacije, generalno je poželjno da se nivo tečnosti dovođenjem tečnosti za impregnaciju održava skoro konstantnim.
[0040] Korak impregnacije se može izvesti u seriji ili kontinuirano. Poželjno, ovaj korak se izvodi kontinuirano. Impregnacija se može izvesti u jednom ili više reaktora za impregnaciju, poželjno u jednom reaktoru za impregnaciju.
[0041] Korak impregnacije sprovodi se u opremi koja je poznata stručnjacima, na primer u reaktoru sa mešanjem, horizontalnim ili vertikalnim prolazom biomase kroz ležište tečnosti, naprskavanjem na traku koja transportuje biomasu ili u transportnom pužu.
[0042] Reaktor za impregnaciju (ili uređaj za impregnaciju) je obično opremljen jednim ili više alata koji prenose ligno-celuloznu biomasu od njenog ulaza do izlaznog otvora. Ovi alati mogu biti na primer puževi ili trake. Uređaj za impregnaciju je takođe opremljen sa jednom ili više cevi za dovod kiseline, vode ili kisele tečnosti, kao i opciono, jednu ili više cevi za izvlačenje kisele tečnosti.
[0043] Prema poželjnom obliku izvođenja, biomasa impregnirana tečnošću može se odvodniti tokom impregnacije u svrhu izvlačenje najmanje dela kisele tečnosti, pre nego što se dovede u korak b) separacije. U ovom obliku izvođenja, sadržaj suve materije u osušenoj biomasi je između 10% i 40% težine i poželjno između 15 i 30 % težine.
[0044] Reaktor za impregnaciju (uređaj za impregnaciju) se može opremiti sa jednom ili više cevi za dovod tečnosti za impregnaciju, ako je ova proizvedena u prethodnom koraku, kao i sa jednom ili više cevi za dovod vode i/ili kiseline i za ispuštanje tečnosti.
[0045] Prema vrlo posebnom obliku izvođenja, korak impregnacije se može izvoditi u reaktoru za impregnaciju (ili uređaju za impregnaciju) cevastog oblika i vertikalnog ili nagnutog pod uglom manjim od 60° u odnosu na vertikalu. Ovaj reaktor obuhvata naročito 2 zone impregnacije raspoređene jedna iznad druge i poželjno smeštene na istoj osi. Donja zona se naziva prvom zonom impregniranje i kroz otvor prima presovanu biomasu iz prve zone prenosa. Zona smeštena iznad (gornja zona) naziva se drugom zonom impregnacije i prima dreniranu vlažnu biomasu iz prve zone impregnacije. U ovom izvođenju, reaktor za impregnaciju (uređaj za impregnaciju) može biti opremljen sa jednim ili više puževa koji transportuju biomasu odozdo iz prve zone impregnacije do ispusnog otvora odozgo iz druge zone impregnacije. Prva zona impregnacije (znači zona u kojoj se impregnacija biomase tečnošću za impregnaciju odvija) odgovara prostoru ispunjenom tečnošću za impregnaciju. Druga zona impregniranja posebno ne sadrži kontinuiranu tečnu fazu. Posebno je korisno kada se raspodela između prve zone impregnacije i druge zone impregnacije održava konstantnom. U tu svrhu, reaktor je opremljen sistemom senzora (senzor nivoa tečnosti), poželjno sistemom za regulaciju nivoa tečnosti, što omogućava da se obezbedi punjenje na željeni nivo. Efekat kompresije biomase tokom formiranja čepa (na transportnom pužu koji transportuje biomasu u korak impregnacije) i dekompresijom na ulazu prve zone impregnacije ispunjene tečnošću omogućava bolje natapanje biomase (efekat sunđera). Biomasa se kroz prvu zonu u kojoj se impregnira prenosi u drugu zonu impregnacije iznad nivoa tečnosti. U drugoj zoni impregnacije, deo tečnosti za impregnaciju se odvaja od impregnirane biomase tokom uspona u drugoj zoni impregnacije, pri čemu se izdvojena tečnost (drenirani materijal) izvlači iz druge zone impregnacije radi recikliranja. Poželjno, druga zona impregnacije opremljena je sa jednom ili više mreža koje će zadržati vlažnu biomasu u drugoj zoni impregnacije, usled čega drenirana tečnost može da otekne iz druge zone impregnacije u prvu zonu impregnacije.
Korak odvajanja impregnirane biomase
[0046] Na kraju koraka a) impregnacije, postupak prema ovom pronalasku sprovodi korak b) odvajanja impregnirane biomase dobijene u koraku a) kako bi se stvorila vlažna biomasa sa sadržajem suve supstance od najmanje 15 % težine i odvojena tečnost.
[0047] Korak odvajanja može se izvesti bilo kojom tehnikom poznatom stručnjacima, na primer kapanjem, dekantiranjem, centrifugiranjem ili presovanjem impregnirane biomase ili kombinacijom ovih tehnika. Prema poželjnom obliku izvođenja, odvajanje se vrši presovanjem.
[0048] Konkretno, korak b) odvajanja može da obuhvata odvodnjavanje vlažne biomase da bi se postigao sadržaj suve mase između 10% i 40% težine, a zatim drugo odvajanje, na primer presovanjem, da bi postigao veći sadržaj između 40 i 70%. Ovaj oblik izvođenja je posebno poželjan ako tokom koraka a) nije izvršeno odvodnjavanje.
[0049] Poželjno, na kraju koraka b) odvajanja, vlažna biomasa ima sadržaj suve materije između 25% i 70% težine i poželjno između 40 i 65 % težine.
[0050] U određenom obliku izvođenja ovog pronalaska, može da se vrši presovanje vlažne biomase istovremeno sa njenim prevođenjem u korak c) prethodne obrade, posebno kada se u tom koraku primenjuje postupak kuvanja opisan u daljem tekstu. Ova implementacija koraka
1
b) odvajanja obezbeđena je na primer pužem pod nazivom "plug screw feeder", poznatog stručnjacima. Ovaj puž ima konusni deo, pri čemu je konusni deo povezan sa ulazom reaktora za prethodnu obradu. Na kraju ovog konusnog dela kratko pre ulaza u reaktor za prethodnu obradu stvara čep biomase. Formiranje čepa od presovane ligno-celulozne biomase osigurava nepropusnost na pritisak reaktora za kuvanje koji se može koristiti u koraku c) prethodne obrade. Transportni puž takođe može biti opremljen sa jednim ili više vodova za izvlačenje tečnosti (tzv. presat) dobijene presovanjem.
[0051] Skoro potpunim izdvajanjem potrošene tečnosti za impregnaciju u okviru ovog postupka sadržaj suve materije kod biomase može da se značajno poveća za njenu naknadnu obradu i pretvaranje u šećer. Dobijanje biomase sa visokim sadržajem suve materije može uštedeti energiju za zagrevanje medijuma do željene temperature prethodne obrade i dobijanje prethodno obrađene biomase koja takođe ima visok sadržaj suve materije. Transport prethodno obrađene biomase do narednog koraka enzimske hidrolize je tako olakšan, a enzimska hidroliza biomase sa visokim sadržajem suve materije omogućava da se dobije koncentrovan rastvor (hidroliziranih) šećera, usled čega se može ciljati na visok titer (sadržaj alkohola) pri fermentaciji i na taj način smanjiti troškovi povezani sa koracima odvajanja, posebno destilacijom, za upotrebu ovih alkohola. Pored toga, upotreba postupka uz održavanje visokog sadržaja suve materije biomase omogućava smanjenje zapremine rezervoara za fermentaciju (i hidrolizu) i smanjenje količine otpadnih voda generisanih postupkom.
[0052] Zona odvajanja implementirana u koraku b) posebno može biti opremljena vodom za odvođenje otpadne tečnosti (koja se naziva presat) izdvojene iz vlažne biomase.
Korak prethodne obrade
[0053]Postupak prema ovom pronalasku takođe uključuje korak c) prethodne obrade vlažne biomase dobijene u koraku b) za proizvodnju prethodno obrađene biomase, u kom se izvlači jedan ili više tokova tečnosti.
[0054] Cilj prethodne obrade je posebno da modifikuje fizička i fizičko-hemijska svojstva celulozne frakcije, kao što je na primer stepen polimerizacije i njegovo stanje kristaliniteta.
Prethodna obrada naročito obuhvata hidrolizu hemiceluloze prisutne u biomasi i omogućava bolju dostupnost celuloze za enzime.
[0055] Prema poželjnom obliku izvođenja, korak c) prethodne obrade vlažne biomase vrši se kuvanjem, poželjno eksplozijom pare.
[0056] Ovo kuvanje se vrši na primer u zoni kuvanja koja radi na temperaturi između 100 °C i 250 °C i poželjnije između 130° C i 230 C, pod pritiskom između 0,1 i 4 MPa. Vreme boravka biomase u zoni kuvanja je između 10 sekundi i 4 sata i poželjnije između 3 minuta i 1 sata.
[0057] Kuvanje se može odvijati u seriji ili kontinuirano. Može se sprovesti u bilo kojoj opremi koja je poznata stručnjacima, na primer, reaktoru sa mešanjem, horizontalni cevni reaktor sa transportnim pužem, serijskim reaktor bez mešanja, itd. Termička energija potrebna za kuvanje može se dovesti preko izmenjivača toplote sa nosačem toplote (indirektno), putem električnog grejanja ili direktnim ubrizgavanjem vrućeg fluida, na primer vode pod pritiskom ili pare.
[0058] Izlaz prethodno obrađene biomase na kraju procesa kuvanja može se postići brzom dekompresijom, sporom dekompresijom, nakon spuštanja temperature indukovanog direktnom ili indirektnom razmenom toplote, itd...
[0059] U poželjnom obliku izvođenja, zona kuvanja se zagreva direktnim ubrizgavanjem pare, iza koje sledi nagla dekompresija medijuma; ovaj postupak je poznat kao eksplozija pare ("SteamEx" ili "Steam Explosion" u anglosaksonskoj terminologiji). To je proces u kom se ligno-celulozna biomasa ubrizgavanjem pod pritiskom brzo dovodi na visoke temperature. Prekid obrade vrši se udarnom dekompresijom.
[0060] Radni uslovi postupka eksplozije pare mogu posebno biti sledeći :
para se ubrizgava direktno u reaktor;
temperatura reaktora je uglavnom između 150 i 250 °C, poželjno između 160 °C i 220 °C, pritisak je između 0,5 i 2,5 MPa, poželjnije između 0,8 i 2.0 MPa.
vreme pre faze rasterećenja varira od 10 sekundi do 25 minuta, a poželjno između 3 minuta i 15 minuta.
[0061] Eksplozija pare može se izvesti u seriji ili kontinuirano i korak smanjenja pritiska koji omogućava razaranje biomase može da se izvede u jednom ili više koraka.
[0062] Tokom koraka prethodne obrade mogu se izvlačiti različiti tokovi tečnosti. Tu se posebno radi o vrućim fluidima (tečnost ili para) ubrizganim da bi se obezbedila prethodna obrada, kao npr. vode pod pritiskom ili vodene pare.
[0063] Rekuperirana para se pogodno reciklira nakon kompresije u koraku eksplozije pare ili eventualno ponovo koristi instalacijama za napajanje postrojenja.
[0064] Prema posebnom obliku izvođenja, korak prethodne obrade može se sprovesti u horizontalnom cevnom reaktoru (tj. koji može biti vrlo malo nagnut za tok tečnosti), koji je na primer opremljen pužem za transport biomase kroz uzastopne zone. Puž obezbeđuje neprekidan transport biomase, pri čemu se brzina puža podešava tako da ispunjava uslove za vreme boravka. Na kraju puža (na kraju reaktora) biomasa se putem pare vrlo brzo pogoni u zonu rasterećenja u vodu pod nazivom "Blowline" koji ima manji prečnik u odnosu na zonu kuvanja. Zona rasterećenja obuhvata vod u kom biomasa cirkuliše, prolazi kroz organ za suženje poprečnog preseka i zatim, nakon što je došlo do sužavanja, prolazi kroz naglo rasterećenje. "Blowline" ima organ za suženje poprečnog preseka kod koje se može raditi o otvoru ili ventilu sa podesivim otvorom (na primer membranski ventil) koji omogućava mali poprečni presek prolaza. Na ovu prepreku, biomasa nailazi sa vrlo velikom brzinom transporta i prolazi kroz brzu i veliku promenu pritiska, a zatim i posle prolaska kroz prepreku dolazi do naglog rasterećenja, usled čega dolazi do razaranja kuvane biomase. Zato govorimo o eksploziji pare. Jednom kada se prođe zona rasterećenja, para gura biomasu u ostatak "Blowline" voda koji ima prečnik veći od prepreke (ili koja ponovo dobija svoj prečnik pre prepreke) i koja doprema biomasu do zone u kojoj biva odvojena od pare, na primer ciklonom.
[0065] Prethodno obrađena biomasa dobijena u koraku c) sada ima dostupnost celuloze za enzime dovoljnu za obradu enzimskom hidrolizom za proizvodnju 2G šećera.
1
Analiza kiselosti tokova i prilagođavanje sastava tečnosti za impregnaciju
[0066] Postupak prema ovom pronalasku je naznačen time što obuhvata korak d) analize sastava izdvojene tečnosti dobijene u koraku b) i/ili jedan ili više tokova tečnosti koji se izvlače tokom prethodne obrade biomase.
[0067] Konkretno, tokovi tečnosti koji se izvlače tokom prethodne obrade biomase su tokovi tečnosti koji se izvlače iza koraka a) impregnacije i pre od narednih koraka obrade biomase, posebno pre koraka kuvanja.
[0068] Prema poželjnom obliku izvođenja, u koraku d) se sprovodi analiza sastava izdvojene tečnosti iz koraka b) (koja se naziva presat).
[0069] Zaista je zasluga podnosioca zahteva da je otkrio da kontrola sastava, a posebno kiselosti tečnosti iz koraka b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti koji se izvlače tokom prethodne obrade biomase može da omogući izjednačavanje intrinzičke varijabilnosti biomase i obezbedi stabilnost potrošača priključenih kasnije, posebno u smislu reaktivnosti tretirane biomase u odnosu na celulaze.
[0070] Konkretno, analiza sastava izdvojene tečnosti iz koraka b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade sredstava obuhvata tokom celog postupka merenje kiselosti tečnosti izdvojene u koraku b) i/ili tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase, poželjno merenjem pH vrednosti pomenute tečnosti i/ili pomenutih tokova tečnosti, pri čemu se merenja posebno izvode kontinuirano ili na određenoj frekvenciji.
[0071] Kiselost je definisana kao količina H<+>jona prisutna u razmatranoj tečnosti. Može se meriti različitim parametrima, postupcima poznatim stručnjacima. Kiselost se može meriti na primer titrimetrijskim određivanjem kiselina sadržanih u rastvoru (praćenje razvoja pH vrednosti tokom cikličnog dodavanja baznog rastvora), merenjem pH vrednosti rastvora i/ili merenjem provodljivosti navedenog rastvora. U idealnom slučaju, kada su uređaji za merenje pH vrednosti dovoljno precizni, poželjno je merenje pH vrednosti tečnosti da bi se odredila kiselost.
[0072] Kada su nivoi pH vrednosti vrlo niski, a merenje pH vrednosti možda ne može dati dovoljno precizne rezultate, njega pogodno može da prati merenje provodljivosti.
[0073] pH vrednost izdvojene tečnosti iz koraka b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade je poželjno između 0,1 i 7, poželjno između 0,5 i 4, i još poželjnije između 0,7 i 2,5.
[0074] Provodljivost izdvojene tečnosti iz koraka b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti koji se izvlače tokom prethodne obrade može biti između 5 i 250 mS/cm i poželjnije između 15 i 150 mS/cm, kada se meri na 70 °C.
[0075] Postupkom prema ovom pronalasku vrši se regulacija sastava tečnosti za impregnaciju koja se koristi u koraku a) da bi se održala kiselost barem jednog od tokova tečnosti koji se izvlače tokom postupka prema ovom pronalasku.
[0076] Posebno, postupak prema ovom pronalasku obuhvata korak e) prilagođavanja sastava i tečnosti za impregnaciju korišćene u koraku a) kako bi se tokom celog procesa održala konstantnom kiselost pomenute tečnosti izdvojene u koraku b) i/ili navedenih tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase.
[0077] U smislu ove prijave se kiselost označava kao "održavana konstantnom" kada veličina koja je karakteriše (pH vrednost, provodljivost, doziranje kiselina ...) tokom celokupnog radnog trajanja postupka varira samo plus ili minus 10 do 20 %. Zato bi posebno sastav tečnosti za impregnaciju trebalo prilagoditi tako da se osigura da pH vrednost izdvojene tečnosti iz koraka b) i/ili navedenih tokova tečnosti tokom prethodne obrade biomase ne varira više od 20% oko svoje početne vrednosti, posebno ne oko svoje zadate vrednosti, po mogućnosti više ili manje od 10% oko svoje početne vrednosti (dakle, posebno na /- 20%, poželjno na /-10% u odnosu na željenu vrednost kiselosti). Za vrlo niske vrednosti pH, i obično manje od 1,5, pH stabilnošću se smatra odstupanje od plus ili minus 0,1 pH jedinice oko zadate vrednosti. Prema posebnom obliku izvođenja, kada je kiselost karakteriše provodljivošću, sastav tečnosti za impregnaciju treba da se prilagodi tako da se osigura da provodljivost izdvojene tečnosti iz koraka b) i/ili pomenutih tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase ne osciluje za više od 20% oko svoje početne vrednosti i poželjno ne više od 10% oko svoje početne vrednosti.
1
[0078] Dakle, kada se kiselost razmatranog toka smanjuje tokom obavljanja postupka prema ovom pronalasku, kiselost (spuštanjem pH vrednosti) tečnosti za impregnaciju uvedene u koraku a) se povećava i obrnuto, kada se tokom obavljanja postupka prema ovom pronalasku povećava kiselost posmatranog toka, kiselost (razblaživanjem) tečnosti za impregnaciju uvedene u koraku a) se smanjuje.
[0079] Posebno se podešavanje vrši dodavanjem (ili dolivanjem) vode i/ili kiseline u tečnost za impregnaciju korišćenu u koraku a).
[0080] Dodavanje vode ili kiseline može se izvesti ili direktno u koraku a) impregnacije biomase ili prilikom pripreme tečnosti za impregnaciju. Može se izvršiti direktno u vodu ili u uređaju (mešalica, rezervoar ili slično).
Korak recikliranja
[0081] Prema posebnom obliku izvođenja, postupak prema ovom pronalasku obuhvata korak recikliranja izdvojene tečnosti iz koraka b), tokova tečnosti koji su izvučeni tokom prethodne obrade biomase i/ili tokova tečnosti izvučenih tokom kasnijih koraka obrade biomase, na primer enzimske hidrolize i/ili alkoholne fermentacije, prema koraku a) impregnacije.
[0082] U slučaju da se vrši recikliranje, prilagođavanje sastava tečnosti za impregnaciju je utoliko važnije što reciklirani tokovi imaju promenljivu kiselost.
[0083] Podnosilac prijave je naime otkrio da kod impregnacije nastaju otpadne tečnosti (presat i voda kapanja) osiromašene kiselinom i tečni tokovi izvučeni tokom prethodne obrade biomase sa zaostalom kiselošću. Bez želje da se bude vezan teorijom, moguće je da ove varijacije kiselosti mogu biti posledice baznosti biomase koja neutrališe deo kiseline tečnosti za impregnacije uvedene u postupku prema ovom pronalasku. Iznenađujuće, ovi tokovi, uključujući korišćenu tečnost, takođe imaju puferski efekat koji može biti posledica ekstrakata iz biomase. Stoga se njihovim recikliranjem značajno modifikuju svojstva tečnosti za impregnaciju. Dodavanjem vode i kiseline opisanog u ovoj prijavi, podnosilac prijave je primetio da je moguće kompenzovati varijacije kvaliteta tečnosti za impregnaciju povezanih sa recikliranjem kako bi se održala konstantno dobra reaktivna svojstva.
1
[0084] Stoga, ako se vrši recikliranje jednog ili više tokova tečnosti iz postupka, njihov sastav se analizira na isti način kao što je to kod izdvojene tečnosti iz koraka b) ili tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase, i sastav tečnosti za impregnaciju korišćene u koraku a) se podešava tako da se kiselost pomenutog recikliranog toka tečnosti tokom celog postupka održava konstantnom.
[0085] Stoga se, u kontekstu ovog postupka, priprema tečnost sa željenom pH vrednoću da bi održala dobra impregnacija tokom celog postupka. Deo dodate kiseline deluje nasuprot baznosti biomase, koja se mogla prethodno izmeriti. Drugi deo ove dodate kiseline omogućava suzbijanje puferskog karaktera korišćene tečnosti. Dodata voda omogućava podešavanje količine protoka tečnosti za impregnaciju uvedene u koraku a).
[0086] U nekim slučajevima, jedan ili dva dela za ispiranje se takođe mogu ugraditi neposredno posle odvajanja tečnosti u koraku b) (presovanjem ili kapanjem) da bi se sprečila previsoka koncentracija molekula dobijenih iz biomase.
[0087] Takođe je moguće razmotriti korak obrade tečnosti za recikliranje kako bi se ona prečistila i smanjila upotreba ispiranja.
[0088] Slično tome, u nekim je slučajevima moguće koristiti, za dolivanje, različite izvore vode iz procesa u koji je integrisan lanac impregnacije/prethodne obrade. Na primer, dodata voda može doći iz postupka obrade vode, iz vinase iz prvog destilacionog stuba ili iz flegmasa iz određenih kupaža glavne destilacije ili iz kombinacije ove tokova. Ova vinasa i ove flegmase eventualno mogu da se podvrgnu obradi da bi se prečistile.
Obrada prethodno obrađene biomase enzimskom hidrolizom i alkoholnom fermentacijom
[0089] Postupak prema ovom pronalasku može posebno da sadrži, nakon koraka c) prethodne obrade, korak obrade barem dela prethodno obrađene biomase, enzimskom hidrolizom, da bi se proizveo pomenuti slatki sok. Prema poželjnom obliku izvođenja, bar jedan od slatkih sokova podvrgava se alkoholnoj fermentaciji.
1
[0090] Uslovi enzimske hidrolize i uzastopne ili istovremene fermentacije prilagođeni su željenim proizvodima i poznati su stručnjacima u ovoj oblasti.
[0091] Postupak prema ovom pronalasku, pronašao je posebno zanimljivu primenu u postupku dobijanja šećera iz ligno-celulozne biomase i u postupku proizvodnje etanola iz pomenutih slatkih sokova. Takvi postupci su poznati. Postupak dobijanja šećera iz lignocelulozne biomase obuhvata prethodnu obradu kod koje se pogodno radi o eksploziji pare, posle koje sledi enzimska hidroliza. Postupak proizvodnje etanola iz šećera osim toga obuhvata alkoholnu fermentaciju pomenutih šećera.
[0092] U sklopu ovog postupka, protoci tečnosti za impregnaciju, vode i odvojenih tečnosti (presata ili vode kapanja) mere se bilo kojom opremom koja je poznata stručnjacima (na primer, merač protoka, nivo u određenoj posudi, ostalo...).
[0093] Slike od 1 do 4 ove prijave ilustruju, na neograničavajući način, sprovođenje postupka prema ovom pronalasku.
[0094] Usitnjena biomasa uvodi se u cev 1 u zoni impregnacije 2. Ova zona sadrži i tečnost za impregnaciju, sastavljenu od kiseline dovedenu preko cevi 3, i opciono vodu dovedenu preko cevi 4.
[0095] U obliku izvođenja ilustrovanom na sl. 2, tečnost za impregnaciju se priprema u koraku pre impregnacije, u zoni za pripremu tečnosti 9, uvođenjem kiseline (3) i opciono vode (4). Tako pripremljena tečnost uvodi se u zonu impregnacije 2 putem cevi 10.
[0096] Dobijena impregnirana biomasa se zatim transportuje u zonu odvajanja 5 kako bi se dobila vlažna biomasa i izdvojena tečnost 6.
[0097] Prema jednom obliku izvođenja, svojstva izdvojene tečnosti 6 mere se senzorima (pH vrednost, provodljivost, protok ...) i količine kiseline i/ili vode uvedene preko cevi 3 i 4 se prilagođavaju tako da se kiselost pomenute izdvojene tečnosti 6 tokom trajanja postupka održi konstantnom.
1
[0098] Vlažna biomasa dobijena tokom odvajanja se zatim prethodno obrađuje u zoni za prethodnu obradu 7 tokom koje se izvlači jedan ili više tokova tečnosti 8.
[0099] Prema određenom obliku izvođenja, svojstva tokova tečnosti 8 mere se senzorima (pH vrednost, provodljivost, protok ...) i količina kiseline i/ili vode uvedene preko cevi 3 i 4 se prilagođava tako da se kiselost pomenutih tokova tečnosti 8 tokom trajanja celog postupka održava konstantnom.
[0100] Slike 3 i 4 ilustruju moguće recikliranje izdvojene tečnosti 6 i/ili tokova tečnosti 8 u zonu impregnacije 2.
Primeri
[0101] Primer 1 :
[0102] Primer 1 prikazuje postupak prema stanju tehnike. Biomasa (pšenična slama) je dovedena u dodir sa kiselom tečnošću (voda sumporna kiselina) čija se kiselost kontroliše (1,1% pds). Tako impregnirana biomasa se prethodno obrađuje kuvanjem u reaktoru sa eksplozijom pare (190 °C, 5 minuta obrade).
[0103] Kontrolom samo kiselosti tečnosti uvedene u koraku impregnacije, varijacije kvaliteta biomase indukuju varijacije u kvalitetu prethodno obrađenog proizvoda. U sledećoj tabeli je prikazan ovaj fenomen, pri čemu su oba ispitivanja sprovedena na pšeničnoj slami pod istim uslovima, rezultati pokazuju intrinzičku promenljivost opterećenja.
[0104] Za kiselost od 1,1%, proizvodnja monomernih i oligomernih šećera nakon koraka prethodne obrade može se razlikovati od 50 do 65% pds-a, zbog promenljivosti obrađene
1
biomase. Takođe postoji značajna varijacija u kvalitetu upotrebljene tečnosti za impregnaciju (presat) od 0,2 pH jedinice i od 8 mS/cm kod provodljivosti. Ova varijacija u kvalitetu izdvojene tečnosti je direktno odgovorna za varijabilnost sadržaja šećera u gotovom proizvodu.
Primer 2
[0105] Primer 2 prikazuje postupak prema ovom pronalasku. Biomasa (pšenična slama) koja se koristi u primeru 1 je dovedena u dodir sa kiselom tečnošću (voda sumporna kiselina). Impregnirana biomasa se uvodi u reaktor za prethodnu obradu putem puža, koji generiše tok tečnosti koji se naziva presat. U izvođenju prema ovom pronalasku, sadržaj kiseline u tečnosti za impregnaciju je podešen tako da se održi konstantnim kvalitet presata (pH vrednost ili provodljivost).
[0106] Sledeća tabela ilustruje rezultate ovog postupka za višednevnu proizvodnju.
[0107] Regulacijom presata (pH vrednost na /- 0,1 ili provodljivosti na /-10%) bilo je moguće ograničiti varijabilnost kvaliteta prethodno obrađene biomase na /-5 procentnih poena prinosa šećera (monomerni i oligomerni). Upotreba postupka regulacije kisele tečnosti u skladu sa ovim pronalaskom, može da garantuje konstantan kvalitet gotovog proizvoda.
2
Claims (16)
1. Postupak za kontinuiranu prethodnu obradu ligno-celulozne biomase za proizvodnju slatkih sokova, koji obuhvata sledeće korake:
a) Impregnaciju biomase pomoću tečnosti za impregnaciju koja ima pH vrednost između 0,1 i 7, dovođenjem u dodir pomenute biomase sa pomenutom tečnošću za impregnaciju, b) Odvajanje impregnirane biomase dobijene u koraku a) kako bi se stvorila vlažna biomasa koja ima sadržaj suve materije od najmanje 15 tež.% i izdvojene tečnosti,
c) Prethodnu obradu vlažne biomase dobijene u koraku b) da bi se proizvela prethodno obrađena biomasa, tokom čega se izvlači jedan ili više tokova tečnosti,
naznačen time što uključuje
d) Analizu sastava izdvojene tečnosti dobijene u koraku b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti koji se izvlače tokom prethodne obrade biomase, i
e) Podešavanje sastava tečnosti za impregnaciju korišćene u koraku a) kako bi se kiselost održala konstantom, što odgovara količini prisutnih H<+>jona u izdvojenoj tečnosti alkohol dobijenoj u koraku b) i/ili u navedenim tokovima tečnosti izvučenim tokom prethodne obrade biomase, tokom celog procesa.
2. Postupak prema prethodnom zahtevu, naznačen time što tečnost za impregnaciju sadrži najmanje jednu kiselinu i opciono vodu.
3. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što obuhvata korak pripreme tečnosti za impregnaciju pre koraka a) impregnacije.
4. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što se korak impregnacije obavlja na temperaturi u rasponu od 10 do 95 °C i što vreme boravka biomase u pomenutom koraku impregnacije iznosi između 20 sekundi i 12 sati.
5. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što tečnost za impregnaciju ima pH vrednost između 0,1 i 6, a poželjno između 0,1 i 2.
6. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što je tečnost za impregnaciju vodeni rastvor jake kiseline, na primer izabrane između sumporne kiseline, hlorovodonične kiseline, azotne kiseline sa sadržajem kiseline između 0,5 i 8% težine kiseline u poređenju sa ukupnom težinom tečnosti.
7. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što se korak odvajanja može izvesti kapanjem, dekantiranjem, centrifugiranjem ili presovanjem impregnirane biomase.
8. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što sadržaj suve materije vlažne biomase dobijen u koraku b) iznosi između 25% i 70% težine, a poželjno između 40 i 65 % težine.
9. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što se korak c) prethodne obrade vlažne biomase izvodi kuvanjem, poželjno eksplozijom pare.
10. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što se korak d) analize sastava izdvojene tečnosti dobijene u koraku b) i/ili jednog ili više tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase sastoji od merenja kiselosti pomenute izdvojene tečnosti dobijene u koraku b) i/ili navedenih tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase, tokom celog procesa.
11. Postupak prema prethodnom zahtevu, naznačen time što se merenje kiselosti tečnosti i/ili tokova tečnosti vrši merenjem pH vrednosti ili merenjem provodljivosti, pri čemu se merenja vrše kontinuirano ili na datoj frekvenciji.
12. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što su navedeni tokovi tečnosti izvučeni tokom prethodne obrade biomase, tokovi tečnosti izvučeni posle koraka a) impregnacije i pre kasnijih faza obrade biomase.
13. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što je korak e) prilagođavanja sastava tečnosti za impregnaciju vrši dodavanjem vode i/ili kiseline u navedenu tečnost za impregnaciju korišćenu u koraku a), da bi se kiselost izdvojene tečnosti dobijene u koraku b) i/ili tokova tečnosti izvučenih tokom prethodne obrade biomase održavala konstantnom tokom celog procesa, naročito na tačno /- 20%, poželjno na tačno /-10%.
14. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što obuhvata i korak recikliranja u kom se izdvojena tečnost dobijen u koraku b), tokovi tečnosti izvučeni tokom prethodne obrade biomase i/ili tokovi tečnosti izvučeni tokom kasnijih koraka obrade biomase, na primer enzimskom hidrolizom i/ili alkoholnom fermentacijom, vraćaju u korak a) impregnacije.
15. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što obuhvata, nakon koraka c) prethodne obrade, korak obrade najmanje jednog dela prethodno obrađene biomase, enzimskom hidrolizom, da bi se proizveli pomenuti slatki sokovi.
16. Postupak prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što je bar deo slatkih sokova podvrgnut alkoholnoj fermentaciji.
2
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1762611A FR3075203B1 (fr) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | Procede de traitement de biomasse ligno-cellulosique par impregnation |
| EP18811273.4A EP3728408B1 (fr) | 2017-12-20 | 2018-12-04 | Procede de traitement de biomasse ligno-cellulosique par impregnation |
| PCT/EP2018/083540 WO2019120994A1 (fr) | 2017-12-20 | 2018-12-04 | Procede de traitement de biomasse ligno-cellulosique par impregnation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RS62578B1 true RS62578B1 (sr) | 2021-12-31 |
Family
ID=61258460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RS20211438A RS62578B1 (sr) | 2017-12-20 | 2018-12-04 | Postupak obrade ligno-celulozne biomase impregnacijom |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11299758B2 (sr) |
| EP (1) | EP3728408B1 (sr) |
| CN (1) | CN111788255B (sr) |
| AU (1) | AU2018389967B2 (sr) |
| CA (1) | CA3083848A1 (sr) |
| DK (1) | DK3728408T3 (sr) |
| ES (1) | ES2899350T3 (sr) |
| FR (1) | FR3075203B1 (sr) |
| HR (1) | HRP20211952T1 (sr) |
| HU (1) | HUE057477T2 (sr) |
| LT (1) | LT3728408T (sr) |
| MY (1) | MY201066A (sr) |
| PL (1) | PL3728408T3 (sr) |
| PT (1) | PT3728408T (sr) |
| RS (1) | RS62578B1 (sr) |
| SI (1) | SI3728408T1 (sr) |
| WO (1) | WO2019120994A1 (sr) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3075202B1 (fr) * | 2017-12-20 | 2020-08-28 | Ifp Energies Now | Procede de traitement de biomasse ligno-cellulosique |
| FR3092118B1 (fr) * | 2019-01-24 | 2024-05-31 | Ifp Energies Now | Procede de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3111643B1 (fr) | 2020-06-22 | 2025-12-12 | Ifp Energies Now | Procede de production de proteines, de sucres, d’alcool, par une souche de champignon trichoderma dans laquelle le gene cel1a est invalide |
| FR3121451B1 (fr) | 2021-03-30 | 2025-03-28 | Ifp Energies Now | Procédé de traitement de biomasse ligno-cellulosique |
| CN115341004B (zh) * | 2021-05-12 | 2024-10-29 | 国投生物科技投资有限公司 | 生物质原料制备单糖的方法 |
| LU102852B1 (en) * | 2021-08-02 | 2023-02-02 | Technische Univ Hamburg | Process for continuous extraction of lignocellulosic material |
| JP2024528940A (ja) * | 2021-08-02 | 2024-08-01 | ムシュラブス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | リグノセルロース系材料の連続抽出方法 |
| CA3243740A1 (en) | 2022-02-24 | 2023-08-31 | Mushlabs Gmbh | PRODUCTION OF A COLORED MYCELIUM |
| FR3136767B1 (fr) | 2022-06-15 | 2026-03-20 | Ifp Energies Now | Procédé de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3140370A1 (fr) | 2022-10-04 | 2024-04-05 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3140633A1 (fr) | 2022-10-10 | 2024-04-12 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de conversion de biomasse lignocellulosique |
| FR3142492A1 (fr) | 2022-11-28 | 2024-05-31 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’un mélange en phase aqueuse de composés comprenant des sucres à 5 et 6 atomes de carbone. |
| FR3144994A1 (fr) | 2023-01-18 | 2024-07-19 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3146906A1 (fr) | 2023-03-23 | 2024-09-27 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’un mélange en phase aqueuse de composés comprenant des sucres à 5 et 6 atomes de carbone. |
| FR3146904A1 (fr) | 2023-03-23 | 2024-09-27 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’un mélange en phase aqueuse de composés comprenant des sucres à 5 et 6 atomes de carbone. |
| FR3146905A1 (fr) | 2023-03-23 | 2024-09-27 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3149019A1 (fr) | 2023-05-23 | 2024-11-29 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3155530A1 (fr) | 2023-11-20 | 2025-05-23 | IFP Energies Nouvelles | Procédé de traitement d’une biomasse lignocellulosique |
| FR3157398A1 (fr) | 2023-12-22 | 2025-06-27 | Suez International | Procede de preparation d’une biomasse lignocellulosique issue de déchets papetiers, notamment en vue de son hydrolyse enzymatique |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8057639B2 (en) | 2008-02-28 | 2011-11-15 | Andritz Inc. | System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process |
| TW201040279A (en) | 2009-03-31 | 2010-11-16 | Chemtex Italia S R L | Improved biomass pretreatment process |
| WO2010121367A1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-10-28 | Greenfield Ethanol Inc. | Fractionation of biomass for cellulosic ethanol and chemical production |
| US20160251682A1 (en) | 2009-04-23 | 2016-09-01 | Greenfield Specialty Alcohols Inc. | Fractionation of lignocellulosic biomass for cellulosic ethanol and chemical production |
| US8597431B2 (en) * | 2009-10-05 | 2013-12-03 | Andritz (Usa) Inc. | Biomass pretreatment |
| AU2011271282B2 (en) * | 2010-06-24 | 2014-10-16 | Talfryn S.A. | Method for extracting soluble sugar molecules from biomass material |
| WO2012061939A1 (en) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | Greenfield Ethanol Inc. | Continuous process for the production of ethanol from lignocellulosic biomass |
| US8609379B2 (en) * | 2010-12-20 | 2013-12-17 | Shell Oil Company | Process for the production of alcohols from biomass |
| ITTO20111219A1 (it) | 2011-12-28 | 2013-06-29 | Beta Renewables Spa | Procedimento migliorato di pre-impregnazione per la conversione di biomassa |
| US9333468B2 (en) | 2012-09-24 | 2016-05-10 | Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc | Soak vessels and methods for impregnating biomass with liquid |
| US20140087432A1 (en) | 2012-09-24 | 2014-03-27 | Abengoa Bioenergy | Methods for conditioning pretreated biomass |
| WO2015173226A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Tricoya Technologies Ltd | Method for the modification of wood |
| FR3053969B1 (fr) * | 2016-07-18 | 2019-12-20 | IFP Energies Nouvelles | Procede de traitement de biomasse ligno-cellulosique par impregnation et explosion a la vapeur |
| CA3078822A1 (en) | 2017-11-09 | 2019-05-16 | Iogen Corporation | Low temperature sulfur dioxide pretreatment |
-
2017
- 2017-12-20 FR FR1762611A patent/FR3075203B1/fr active Active
-
2018
- 2018-12-04 SI SI201830512T patent/SI3728408T1/sl unknown
- 2018-12-04 ES ES18811273T patent/ES2899350T3/es active Active
- 2018-12-04 WO PCT/EP2018/083540 patent/WO2019120994A1/fr not_active Ceased
- 2018-12-04 HU HUE18811273A patent/HUE057477T2/hu unknown
- 2018-12-04 US US16/956,404 patent/US11299758B2/en active Active
- 2018-12-04 CN CN201880082502.XA patent/CN111788255B/zh active Active
- 2018-12-04 PL PL18811273T patent/PL3728408T3/pl unknown
- 2018-12-04 PT PT188112734T patent/PT3728408T/pt unknown
- 2018-12-04 LT LTEPPCT/EP2018/083540T patent/LT3728408T/lt unknown
- 2018-12-04 DK DK18811273.4T patent/DK3728408T3/da active
- 2018-12-04 HR HRP20211952TT patent/HRP20211952T1/hr unknown
- 2018-12-04 MY MYPI2020003148A patent/MY201066A/en unknown
- 2018-12-04 CA CA3083848A patent/CA3083848A1/fr active Pending
- 2018-12-04 EP EP18811273.4A patent/EP3728408B1/fr active Active
- 2018-12-04 RS RS20211438A patent/RS62578B1/sr unknown
- 2018-12-04 AU AU2018389967A patent/AU2018389967B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT3728408T (pt) | 2021-11-30 |
| AU2018389967A1 (en) | 2020-06-18 |
| BR112020012271A2 (pt) | 2020-11-24 |
| US20210087590A1 (en) | 2021-03-25 |
| HUE057477T2 (hu) | 2022-05-28 |
| CN111788255A (zh) | 2020-10-16 |
| EP3728408B1 (fr) | 2021-10-06 |
| FR3075203B1 (fr) | 2020-09-25 |
| US11299758B2 (en) | 2022-04-12 |
| EP3728408A1 (fr) | 2020-10-28 |
| SI3728408T1 (sl) | 2022-01-31 |
| HRP20211952T1 (hr) | 2022-04-15 |
| DK3728408T3 (da) | 2021-12-20 |
| CA3083848A1 (fr) | 2019-06-27 |
| MY201066A (en) | 2024-02-01 |
| CN111788255B (zh) | 2022-07-08 |
| WO2019120994A1 (fr) | 2019-06-27 |
| FR3075203A1 (fr) | 2019-06-21 |
| ES2899350T3 (es) | 2022-03-11 |
| LT3728408T (lt) | 2022-03-10 |
| AU2018389967B2 (en) | 2024-03-07 |
| PL3728408T3 (pl) | 2022-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RS62578B1 (sr) | Postupak obrade ligno-celulozne biomase impregnacijom | |
| CN109563271B (zh) | 通过浸渍和水蒸气爆破处理木质纤维素生物质的方法 | |
| Gallina et al. | Optimal conditions for hemicelluloses extraction from Eucalyptus globulus wood: hydrothermal treatment in a semi-continuous reactor | |
| Lachos-Perez et al. | Sugars and char formation on subcritical water hydrolysis of sugarcane straw | |
| CN111712531B (zh) | 木质纤维素生物质处理方法 | |
| US12091627B2 (en) | Method for producing a biofuel by steam cracking | |
| WO2008135783A1 (en) | Biomass treatment process | |
| Yedro et al. | Chemical composition and extraction kinetics of Holm oak (Quercus ilex) hemicelluloses using subcritical water | |
| Vandenbossche et al. | Suitability assessment of a continuous process combining thermo-mechano-chemical and bio-catalytic action in a single pilot-scale twin-screw extruder for six different biomass sources | |
| EP3156539B1 (en) | Continuous process for pretreating a ligno-cellulosic feedstock | |
| AU2018389968B2 (en) | Method for treating lignocellulosic biomass | |
| Pronyk et al. | Optimization of processing conditions for the fractionation of triticale straw using pressurized low polarity water | |
| Torrado et al. | Microwave-assisted hydrothermal processing of pine nut shells for oligosaccharide production | |
| RS58648B1 (sr) | Postupak za dobijanje bioproizvoda | |
| Peter Van Walsum et al. | Effect of dissolved carbon dioxide on accumulation of organic acids in liquid hot water pretreated biomass hydrolyzates | |
| BR112020012271B1 (pt) | Processo de tratamento contínuo de uma biomassa lignocelulósica para produção de sucos açucarados | |
| Van WALSUM et al. | Accumulation of Organic Acids in Liquid Hot Water Pretreated Biomass Hydrolyzates |