RU2012154205A - Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты - Google Patents

Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2012154205A
RU2012154205A RU2012154205/04A RU2012154205A RU2012154205A RU 2012154205 A RU2012154205 A RU 2012154205A RU 2012154205/04 A RU2012154205/04 A RU 2012154205/04A RU 2012154205 A RU2012154205 A RU 2012154205A RU 2012154205 A RU2012154205 A RU 2012154205A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
specified
liquid
temperature
fraction
bar
Prior art date
Application number
RU2012154205/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2608999C2 (ru
Inventor
Сринивас КИЛАМБИ
Киран КАДАМ
Черил А. МАРТИН
Original Assignee
Ренмэтикс, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ренмэтикс, Инк. filed Critical Ренмэтикс, Инк.
Publication of RU2012154205A publication Critical patent/RU2012154205A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2608999C2 publication Critical patent/RU2608999C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00—Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06—Separation; Purification
    • C07H1/08—Separation; Purification from natural products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00—Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/06—Oligosaccharides, i.e. having three to five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2203/00—Fermentation products obtained from optionally pretreated or hydrolyzed cellulosic or lignocellulosic material as the carbon source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

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

Abstract

1. Способ повышения содержания Cмоносахаридов и Cолигосахарида, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, где способ включает:подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:первую твердую фракцию, включающую:целлюлозу; илигнин; ипервую жидкую фракцию;необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:вторую твердую фракцию, включающую:лигнин; ивторую жидкую фракцию, включающую:растворимый Cсахарид, выбранный из группы, состоящей из Cмоносахаридов, Cолигосахаридов и их смесей;где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; ипонижение температуры указанной пульпы до температуры ниже чем приблизительно 140°C; инеобязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один Cсахарид, выбранный из группы, состоящей из Cолигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.2. Способ по п.1, где указанную пульпу предварительно нагреваю

Claims (57)

1. Способ повышения содержания C6 моносахаридов и C6 олигосахарида, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, где способ включает:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже чем приблизительно 140°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
2. Способ по п.1, где указанную пульпу предварительно нагревают до температуры от приблизительно 245°C до приблизительно 255°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар для времени пребывания от приблизительно 5 секунд до приблизительно одной минуты.
3. Способ по п.1, где указанная вторая реакционная смесь имеет температуру от приблизительно 358°C до приблизительно 380°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
4. Способ по п.1, где указанную пульпу контактируют с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем приблизительно 5 секунд.
5. Способ по п.1, где указанную вторую реакционную жидкость охлаждают до температуры от приблизительно 260°C до приблизительно 280°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий:
фракционирование указанной лигноцеллюлозной биомассы перед указанной стадией подачи лигноцеллюлозной биомассы;
где указанная стадия фракционирования включает контактирование указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°C при давлении, достаточном для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
7. Способ по п.1, где указанный способ является непрерывным.
8. Способ по п.1, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду.
9. Способ по п.8, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один C1-C5 спирт.
10. Способ по п.1, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту, где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции.
11. Способ по п.10, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один C1-C5 спирт.
12. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции осуществляют с помощью ферментов.
13. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции осуществляют с помощью иммобилизованного фермента.
14. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает добавление, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты.
15. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
16. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование, по меньшей мере, с одним твердым кислотным катализатором.
17. Способ по п.1, где выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, приблизительно 63% от теоретического выхода.
18. Продукт, полученный с помощью способа по п.1.
19. Способ контролирования скорости гидролиза целлюлозы, включающий:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже, чем приблизительно 140°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
20. Способ по п.19, где указанную пульпу предварительно нагревают до температуры от приблизительно 245°C до приблизительно 255°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар для времени пребывания от приблизительно 5 секунд до приблизительно одной минуты.
21. Способ по п.19, где вторая реакционная жидкость имеет температуру от приблизительно 358°C до приблизительно 380°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
22. Способ по п.19, где указанную пульпу контактируют с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем приблизительно 5 секунд.
23. Способ по п.19, где указанную вторую реакционную смесь охлаждают до температуры от приблизительно 260°C до приблизительно 280°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
24. Способ по п.19, дополнительно включающий:
фракционирование указанной лигноцеллюлозной биомассы перед указанной стадией подачи лигноцеллюлозной биомассы;
где указанная стадия фракционирования включает контактирование указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°C при давлении, достаточном для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
25. Способ по п.19, где указанный способ является непрерывным.
26. Способ по п.19, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду.
27. Способ по п.26, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один C1-C5 спирт.
28. Способ по п.19, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту, где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции.
29. Способ по п.28, где указанная композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, один C1-C5 спирт.
30. Способ по п.19, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции осуществляют с помощью ферментов.
31. Способ по п.19, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции осуществляют с помощью иммобилизованного фермента.
32. Способ по п.19, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает добавление, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты.
33. Способ по п.19, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
34. Способ по п.19, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование, по меньшей мере, с одним твердым кислотным катализатором.
35. Способ по п.19, где выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, приблизительно 63% от теоретического выхода.
36. Продукт, полученный с помощью способа по п.19.
37. Способ понижения скорости разложения глюкозы, включающий:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием второй реакционной смеси, включающей:
вторую твердую фракцию, включающую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, включающую:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже, чем приблизительно 140°C; и
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, один C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
38. Способ по п.37, где указанную пульпу предварительно нагревают до температуры от приблизительно 245°C до приблизительно 255°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар для времени пребывания от приблизительно 5 секунд до приблизительно одной минуты.
39. Способ по п.37, где вторая реакционная жидкость имеет температуру от приблизительно 358°C до приблизительно 380°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
40. Способ по п.37, где указанную пульпу контактируют с указанной второй реакционной жидкостью в течение меньше чем приблизительно 5 секунд.
41. Способ по п.37, где указанную вторую реакционную смесь охлаждают до температуры от приблизительно 260°C до приблизительно 280°C при давлении от приблизительно 200 бар до приблизительно 260 бар.
42. Способ по п.37, где указанное фракционирование включает контактирование указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, включающей горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно включает кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса включает мягкую древесину; и
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 100°C при давлении, достаточном для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
43. Способ по п.37, где указанный способ является непрерывным.
44. Способ по п.37, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду.
45. Способ по п.44, где указанная композиция дополнительно включает, по меньшей мере, один C1-C5 спирт.
46. Способ по п.37, где указанное понижение температуры указанной реакционной смеси включает контактирование указанной реакционной смеси с композицией, включающей воду и кислоту, где указанная кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 1% по массе, в расчете на общую массу указанной композиции.
47. Способ по п.46, где указанная композиция дополнительно содержит, по меньшей мере, один C1-C5 спирт.
48. Способ по п.37, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции осуществляют с помощью ферментов.
49. Способ по п.37, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции осуществляют с помощью иммобилизованного фермента.
50. Способ по п.37, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает добавление, по меньшей мере, одного водного раствора кислоты.
51. Способ по п.37, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
52. Способ по п.37, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции включает контактирование, по меньшей мере, с одним твердым кислотным катализатором.
53. Способ по п.37, где выход указанной глюкозы составляет, по меньшей мере, приблизительно 63% от теоретического выхода.
54. Продукт, полученный с помощью способа по п.37.
55. Способ, включающий:
подачу лигноцеллюлозной биомассы, включающей:
первую твердую фракцию, включающую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
необязательно, разделение указанной первой твердой фракции и указанной первой жидкой фракции;
смешение указанной первой твердой фракции с водой с образованием пульпы;
предварительное нагревание указанной пульпы до температуры от приблизительно 210°C до приблизительно 240°C при давлении от приблизительно 225 бар до приблизительно 250 бар;
контактирование указанной пульпы со второй реакционной жидкостью с образованием:
второй твердой фракции, включающей:
лигнин; и
второй жидкой фракции, включающей:
растворимый C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 моносахаридов, C6 олигосахаридов и их смесей;
где указанная вторая реакционная жидкость включает горячую воду под давлением и, необязательно, диоксид углерода;
где указанная вторая реакционная жидкость находится при температуре, по меньшей мере, приблизительно 373°C при давлении, достаточном для поддержания указанной второй реакционной жидкости в сверхкритическом состоянии; и
понижение температуры указанной пульпы до температуры ниже, чем приблизительно 140°C; и
гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием композиции, включающей, по меньшей мере, C6 сахарид, выбранный из группы, состоящей из C6 олигосахарида, имеющего меньшее число элементарных звеньев, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей; и
превращение путем брожения, каталитической реакции или их комбинации указанных C6 сахаридов в продукт брожения, продукт каталитической реакции или их смесь.
56. Продукт, полученный с помощью способа по п.55.
57. Композиция, включающая:
глюкозу;
воду;
глицеральдегид; и
гликолевую кислоту;
где указанный глицеральдегид присутствует при содержании меньше чем приблизительно 13,0% глицеральдегида по массе, в расчете на общую массу композиции;
где указанная гликолевая кислота присутствует при содержании меньше чем приблизительно 2,0% гликолевой кислоты по массе, в расчете на общую массу композиции; и
где указанную глюкозу получают из указанной лигноцеллюлозной биомассы с использованием сверхкритической или околокритической жидкостей.
RU2012154205A 2011-05-04 2012-05-04 Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты RU2608999C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161482382P 2011-05-04 2011-05-04
US61/482,382 2011-05-04
PCT/US2012/036583 WO2012151521A2 (en) 2011-05-04 2012-05-04 Multistage cellulose hydrolysis and quench with or without acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012154205A true RU2012154205A (ru) 2014-06-20
RU2608999C2 RU2608999C2 (ru) 2017-01-30

Family

ID=47108258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012154205A RU2608999C2 (ru) 2011-05-04 2012-05-04 Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8568533B2 (ru)
EP (1) EP2705046B1 (ru)
JP (1) JP2014513962A (ru)
KR (1) KR101485285B1 (ru)
CN (1) CN103502257B (ru)
AU (1) AU2012250572A1 (ru)
BR (1) BR112013028145B1 (ru)
CA (1) CA2806882C (ru)
MY (1) MY158474A (ru)
PH (1) PH12013502196A1 (ru)
RU (1) RU2608999C2 (ru)
SG (1) SG194703A1 (ru)
WO (1) WO2012151521A2 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9359651B2 (en) 2010-01-19 2016-06-07 Renmatix, Inc. Production of fermentable sugars and lignin from biomass using supercritical fluids
US8801859B2 (en) 2011-05-04 2014-08-12 Renmatix, Inc. Self-cleaning apparatus and method for thick slurry pressure control
US8663800B2 (en) 2011-05-04 2014-03-04 Renmatix, Inc. Lignin production from lignocellulosic biomass
US8759498B2 (en) 2011-12-30 2014-06-24 Renmatix, Inc. Compositions comprising lignin
KR20170066408A (ko) 2014-09-26 2017-06-14 렌매틱스, 인코포레이티드. Ii형 셀룰로스를 포함하는 접착제 조성물
CN104674585B (zh) * 2015-02-15 2017-03-29 广西大学 跨临界co2反应系统水解制浆的方法及装置
EP4681783A3 (en) 2017-07-05 2026-03-25 Renmatix Inc. Manufacture, isolation, purification, and uses of small particle size cellulose particles and compositions
US20210147641A1 (en) 2018-04-03 2021-05-20 Renmatix, Inc. Composites containing cellulose-based compositions

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2198785A (en) 1937-06-07 1940-04-30 Mohr John Method for treating waste materials
US2356500A (en) 1941-03-27 1944-08-22 Boinot Firmin Charles Method for saccharifying cellulosic materials by means of diluted mineral acids
US2516833A (en) 1947-06-09 1950-08-01 Ant-Wuorinen Olli Viljo Anton Process for hydrolyzing cellulosic materials
US2681871A (en) 1951-02-16 1954-06-22 Sam M Nickey Jr Method and apparatus for hydrolyzing cellulosic materials
US2759856A (en) 1952-11-05 1956-08-21 Masonite Corp Preparation of high purity wood sugars
US2801939A (en) 1955-04-04 1957-08-06 Tennessee Valley Authority Hydrolysis of hemicellulose and alphacellulose to produce sugar
US3314797A (en) 1963-04-12 1967-04-18 Georgia Pacific Corp Converting lignocellulose materials into yeast containing stock feed
US3212932A (en) 1963-04-12 1965-10-19 Georgia Pacific Corp Selective hydrolysis of lignocellulose materials
US4201596A (en) 1979-01-12 1980-05-06 American Can Company Continuous process for cellulose saccharification
CA1173380A (en) 1980-02-19 1984-08-28 Michael I. Sherman Acid hydrolysis of biomass for ethanol production
FI810523L (fi) 1980-02-23 1981-08-24 Franz Johann Reitter Foerfarande och anlaeggning foer kontinuerlig hydrolys av cellulosahaltig vaext-biosubstans foer utvinning av socker
DE3048802A1 (de) 1980-12-23 1982-07-08 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Verfahren zur hydrolyse von zellulose pflanzlicher rohstoffe zu glukose und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DK522881A (da) 1981-11-25 1983-05-26 Danske Sukkerfab Fremgangsmaade til omdannelse af et pentosanholdigt cellulosemateriale til xylose og glukose ved syrehydrolyse
DE3379063D1 (en) 1982-07-05 1989-03-02 Erne Fittings Gmbh & Co Process and apparatus for the preparation of cellulose, simple sugars and soluble lignine from vegetable biomasse
DE3225074A1 (de) 1982-07-05 1984-01-12 Josef Erne & Co, Rohrbogenwerk, 6824 Schlins Verfahren und vorrichtung zur abtrennung der hemicellulose und des lignins von cellulose in lignocellulosischen pflanzenmaterialien, zur gewinnung von cellulose, gegebenenfalls zuckern und gegebenenfalls loeslichem lignin
US4556430A (en) 1982-09-20 1985-12-03 Trustees Of Dartmouth College Process for hydrolysis of biomass
ZA844851B (en) * 1983-07-07 1985-02-27 Biomass Int Method and apparatus for continuously hydrolyzing cellulosic material
DE3428661A1 (de) 1983-08-09 1985-03-07 Krupp Industrietechnik GmbH Werk Buckau Wolf, 4048 Grevenbroich Verfahren zur hydrolyse von lignocellulosehaltiger biomasse
CA1198703A (en) * 1984-08-02 1985-12-31 Edward A. De Long Method of producing level off d p microcrystalline cellulose and glucose from lignocellulosic material
US4637835A (en) 1985-06-28 1987-01-20 Power Alcohol, Inc. Methods of hydrolyzing cellulose to glucose and other (poly)saccharides
US4699124A (en) 1985-06-28 1987-10-13 Power Alcohol, Inc. Process for converting cellulose to glucose and other saccharides
JP3042076B2 (ja) * 1990-09-08 2000-05-15 株式会社神戸製鋼所 天然又は合成高分子化合物の選択的加水分解方法
US5125977A (en) 1991-04-08 1992-06-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Two-stage dilute acid prehydrolysis of biomass
US5705369A (en) 1994-12-27 1998-01-06 Midwest Research Institute Prehydrolysis of lignocellulose
US6022419A (en) * 1996-09-30 2000-02-08 Midwest Research Institute Hydrolysis and fractionation of lignocellulosic biomass
US6228177B1 (en) 1996-09-30 2001-05-08 Midwest Research Institute Aqueous fractionation of biomass based on novel carbohydrate hydrolysis kinetics
JP3041380B2 (ja) * 1997-06-02 2000-05-15 工業技術院長 水溶性オリゴ糖類及び単糖類の製造方法
WO1999067409A1 (en) 1998-06-23 1999-12-29 The Regents Of The University Of California Method of treating biomass material
JP2001095594A (ja) 1999-09-30 2001-04-10 Meiji Seika Kaisha Ltd グルコース及びセロオリゴ糖の製造方法
WO2001032715A1 (en) * 1999-11-02 2001-05-10 Waste Energy Integrated Sytems, Llc Process for the production of organic products from lignocellulose containing biomass sources
JP4083374B2 (ja) 2000-07-11 2008-04-30 トヨタ自動車株式会社 セルロースの生成方法
JP4330839B2 (ja) 2002-01-18 2009-09-16 旭化成ケミカルズ株式会社 グルコース及び／又は水溶性セロオリゴ糖の製造方法
JP3808781B2 (ja) * 2002-01-30 2006-08-16 株式会社神戸製鋼所 セルロース含有材から加水分解生成物を製造する方法
JP4187152B2 (ja) * 2003-01-31 2008-11-26 独立行政法人森林総合研究所 セルロース含有材から加水分解生成物を製造する方法
JP4277603B2 (ja) * 2003-07-24 2009-06-10 日立造船株式会社 多糖類物質の加水分解方法
EP1686192A1 (en) 2003-11-21 2006-08-02 Tama-Tlo Corporation Method of hydrolyzing organic compound
JP4604194B2 (ja) * 2004-11-02 2010-12-22 国立大学法人広島大学 触媒を用いたセルロースの加水分解方法および触媒を用いたグルコースの生産方法
JP4651086B2 (ja) 2005-03-22 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 セルロースの分解方法
JP2006274013A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Hiroshima Univ バイオマスガス化システム
WO2007120210A2 (en) 2005-11-23 2007-10-25 Natureworks Llc Process for fractionating lignocellulosic biomass into liquid and solid products
ATE497058T1 (de) * 2006-03-29 2011-02-15 Virginia Tech Intell Prop Celluloselösungsmittelbasierte fraktionierung von lignocellulose unter mässigen reaktionsbedingungen und eduktrückführung
JP4765073B2 (ja) * 2006-07-05 2011-09-07 国立大学法人広島大学 リグノセルロースの水熱加水分解方法
CN101522760A (zh) * 2006-08-07 2009-09-02 艾米塞莱克斯能源公司 从生物质中回收全纤维素和近天然木质素的方法
ES2566494T3 (es) 2006-10-26 2016-04-13 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Método y sistema para sacarificación hidrolítica de una biomasa celulósica
JP2008248202A (ja) 2007-03-30 2008-10-16 Toyota Motor Corp セルロース精製方法及びセルロース精製装置
JP5099757B2 (ja) * 2007-07-23 2012-12-19 独立行政法人産業技術総合研究所 リグノセルロース系バイオマスから糖類を製造する方法
JP2009077697A (ja) * 2007-09-04 2009-04-16 Idemitsu Kosan Co Ltd バイオマスの加水分解方法および加水分解装置
KR20090030967A (ko) 2007-09-21 2009-03-25 대한민국(관리부서 : 산림청 국립산림과학원장) 초임계수를 이용한 목질계 바이오매스의 당화방법
JP5498005B2 (ja) * 2007-10-11 2014-05-21 志朗 坂 有機酸を経由したアルコール類の製造方法
FI121885B (fi) * 2007-11-09 2011-05-31 Chempolis Oy Menetelmä sokerituotteen valmistamiseksi
JP5322150B2 (ja) * 2008-02-14 2013-10-23 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 セルロースを含むバイオマスの糖化方法
US8057639B2 (en) 2008-02-28 2011-11-15 Andritz Inc. System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process
JP5314917B2 (ja) * 2008-04-23 2013-10-16 川崎重工業株式会社 セルロース系バイオマスの糖化分解方法及び糖化分解装置
JP5103260B2 (ja) * 2008-04-23 2012-12-19 川崎重工業株式会社 セルロース系バイオマスの糖化分解方法及び糖化分解装置
US20090288788A1 (en) 2008-05-22 2009-11-26 Aphios Corporation Pretreating cellulosic biomass
US8282738B2 (en) * 2008-07-16 2012-10-09 Renmatix, Inc. Solvo-thermal fractionation of biomass
CA2730766C (en) 2008-07-16 2016-11-01 Sriya Innovations, Inc. Method of extraction of furfural and glucose from biomass using one or more supercritical fluids
WO2010034055A1 (en) 2008-09-23 2010-04-01 Licella Pty Ltd Fractionation of lignocellulosic matter
JP2010081855A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Kobe Steel Ltd 糖類の製造方法
JP5403587B2 (ja) * 2009-01-20 2014-01-29 独立行政法人産業技術総合研究所 単糖の製造方法
CN101597026B (zh) 2009-07-03 2011-06-22 西安交通大学 聚焦太阳能热驱动的生物质超临界水气化制氢系统与方法
JP2011032388A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Nippon Steel Engineering Co Ltd 燃料製造システム及び燃料の製造方法
US9359651B2 (en) 2010-01-19 2016-06-07 Renmatix, Inc. Production of fermentable sugars and lignin from biomass using supercritical fluids

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140027340A (ko) 2014-03-06
MY158474A (en) 2016-10-14
CN103502257B (zh) 2016-10-12
WO2012151521A3 (en) 2013-01-24
CA2806882A1 (en) 2012-11-08
EP2705046A2 (en) 2014-03-12
PH12013502196A1 (en) 2014-01-06
US20120285445A1 (en) 2012-11-15
AU2012250572A1 (en) 2013-11-07
KR101485285B1 (ko) 2015-01-21
RU2608999C2 (ru) 2017-01-30
NZ616833A (en) 2016-02-26
BR112013028145B1 (pt) 2019-09-10
BR112013028145A2 (pt) 2016-08-16
US8568533B2 (en) 2013-10-29
CA2806882C (en) 2014-01-28
EP2705046B1 (en) 2019-08-28
JP2014513962A (ja) 2014-06-19
WO2012151521A2 (en) 2012-11-08
EP2705046A4 (en) 2015-05-20
SG194703A1 (en) 2013-12-30
CN103502257A (zh) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012154205A (ru) Многостадийный гидролиз целлюлозы и быстрое охлаждение с использованием и без использования кислоты
RU2013153586A (ru) Гидролиз целлюлозы с корректированием ph
US9290821B2 (en) Treating biomass to produce materials useful for biofuels
Cantero et al. High glucose selectivity in pressurized water hydrolysis of cellulose using ultra-fast reactors
Tizazu et al. Kinetic and thermodynamic analysis of dilute acid hydrolysis of sugarcane bagasse
Hegner et al. Conversion of cellulose to glucose and levulinic acid via solid-supported acid catalysis
Liu et al. SO3H-functionalized acidic ionic liquids as catalysts for the hydrolysis of cellulose
RU2013153585A (ru) Повышенный выход продукта растворимых с5-сахаров
RU2015112569A (ru) Производство сбраживаемых сахаров и лигнина из биомассы, использующее сверхкритические текучие среды
US20090098616A1 (en) Enzymatic treatment of lignocellulosic materials
US20100048884A1 (en) Solvo-thermal hydrolysis of cellulose
CA2642500A1 (en) Process for converting anhydrosugars to glucose and other fermentable sugars
US20090098618A1 (en) Treatment of lignocellulosic materials utilizing disc refining and enzymatic hydrolysis
JP2014513962A5 (ru)
WO2012155239A1 (en) Lignin removal after enzymatic treatment of lignocellulosic materials
Prado et al. Valorization of residual biomasses from the agri-food industry by subcritical water hydrolysis assisted by CO2
Bootsma et al. Hydrolysis of oligosaccharides from distillers grains using organic–inorganic hybrid mesoporous silica catalysts
CA2957473C (en) Improved process for treating biomass to produce materials useful for biofuels
Baek et al. The effect of sugar decomposed on the ethanol fermentation and decomposition reactions of sugars
JP5515114B2 (ja) インジウム化合物を用いた乳酸類の製造方法
JP2013522179A (ja) 単一反応器中でのセルロースから生分解性界面活性剤を取得する方法
Dadi et al. A novel ionic liquid pretreatment strategy to achieve enhanced cellulose saccharification kinetics
EP3325640A1 (en) Process for production of pure glucose from cellulose