BR112013018992B1

BR112013018992B1 - Aparelhagem para a produção da solução de sacarídeo utilizando biomassa como matéria-prima de adução

Info

Publication number: BR112013018992B1
Application number: BR112013018992-4A
Authority: BR
Inventors: Akira Nishimura; Takahiro Yamauchi; Kentaro Ogura; Haruka Nishimoto; Hiroyuki Kurihara; Atsushi Minamino; Hideo Suzuki; Gaku Kondo
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Environmental Solutions, Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2019-08-20
Also published as: JP2012200183A; CA2825542C; US9587217B2; US20130309761A1; CA2825542A1; AU2012232938B2; AU2012232938A1; BR112013018992A2; WO2012128359A1; JP5901128B2

Abstract

aparelhagem para a produção da solução de sacarídeo utilizando biomassa como matéria-prima de adução esta aparelhagem voltada para a produção de uma solução de açúcar fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução compreende: de um dispositivo para condução de processamento sob temperatura elevada de uma matéria-prima de adução como biomassa; de um mecanismo de resfriamento (90) voltado para o resfriamento de um líquido de biomassa apresentando um processamento sob temperatura elevada; um tanque de sacarificação de enzima (103) aonde o líquido resfriado (101b) consiste de um sacarídeo sob ação de enzimas. uma unidade de remoção de substâncias estranhas (113) provida com um dispositivo de separação de sólido-líquido (112) e uma membrana de microfiltragem (mf) (113a) destinada a remoção de substâncias insolúveis na água em uma solução de açúcar (104) extraída a partir do tanque de sacarificação de enzima (103); um tanque de diluição (132) disposto a jusante da unidade de remoção de substâncias estranhas (113), aonde a solução de açúcar, a partir de onde vieram a ser removidas as substâncias insolúveis em água, vem a ser diluída pela adição de água; uma unidade de separação de água (116) provida contendo uma membrana de osmose reversa (ro) (116a) para a remoção de água (114) da solução de açúcar diluída. vindo-se a obter uma solução de açúcar concentrada (115).

Description

“APARELHAGEM PARA A PRODUÇÃO DA SOLUÇÃO DE SACARÍDEO UTILIZANDO BIOMASSA COMO MATÉRIA-PRIMA DE ADUÇÃO”

Campo

A presente invenção refere-se a uma aparelhagem para a produção de solução de . 5 sacarídeo fazendo uso de biomassa como uma matéria-prima de adução.

Fundamentos

A tecnologia de produção de etanol ou coisa do gênero tem sido praticamente empregada até o presente momento a partir de um tratamento de sacarificação de biomassa, tal como através da madeira contendo o ácido sulfúrico diluído ou ácido sulfúrico concentra10 do, com o processamento da separação de sólido-líquido, e com a neutralização da fase aquosa, vinda a ser empregada como uma matéria-prima de adução para a fermentação do etanol (Referência de Patente n°1, e Referência de Patente n°2).

A produção de matéria-prima de adução na indústria química (por exemplo, a fermentação do ácido lático, e coisas do gênero) fazendo uso do sacarídeo como uma matéria15 prima de adução de inicialização pode ser igualmente levada em consideração.

Nesse caso, a biomassa se refere a um acúmulo de organismos ou substâncias orgânicas derivadas de um organismo, que vem a ser incorporado em um ciclo material na biosfera global (veja o documento JIS K 3600 1258).

Cana de açúcar, milho e produtos do gênero que são atualmente empregados co20 mo matéria-prima de adução para formação de álcool, são destinados originalmente como alimentos, desse modo não se tem preferência em utilizar esses recursos de forma estabilizada na área industrial por longos períodos em função do tempo de vida útil dos artigos alimentícios disponíveis.

Portanto, compreende um tema de importância a utilização efetiva de recursos pro25 vidos da celulose tais como a biomassa herbácea ou da biomassa advinda da madeira, tidos como representando recursos utilizáveis no futuro.

Além disso, o recurso a partir da celulose inclui uma variabilidade, tal como celulose a 38 a 50%, componente de hemicelulose a 23 a 32%, e um componente de lignina a 15 a 22%, o qual não representa uma matéria-prima de adução de fermentação, sendo cada um 30 dos componentes diferenciados. Devido a pesquisa na área de industrialização conter diversos problemas, somente se leva em consideração a matéria-prima de adução fixada, sendo que a tecnologia de sistema de produção considerando a capacidade de versatilidade da matéria-prima de adução não veio ainda a ser abordada nas circunstâncias atuais.

Além disso, o sistema de produção em que se leva em consideração a matéria35 prima de adução fixada apresenta pequena importância devido a originalmente vir a ser projetado para levar em consideração avaliações quanto ao problema de lixo ou para a prevenção do aquecimento global em uma relação desvantajosa perante a matéria-prima de adu2/20 ção a partir da fermentação, em comparação com a matéria-prima de adução do amido. O desperdício generalizado deve encontrar ampla aplicação. O método de sacarificação enzimática por si só consiste também de uma eficiência altamente baixa, compreendendo de uma questão prospectiva dentro das circunstância atuais. Uma taxa de sacarificação con.5 tendo um tratamento ácido apresenta um valor consideravelmente pequeno, tal como em torno de 75% (com base em um componente capaz de levar a sacarificação), devido a decomposição excessiva do sacarídeo originada por uma reação excessiva. Uma taxa de produção do etanol consiste, por consequência, de ir a em torno de 25% do recurso referente a celulose (Referência Não-Patenteada n°1 e Referência de Patente n°3).

Adicionalmente, de acordo com as técnicas convencionais das Referências de Patentes de 1 a 3, produtos derivados levam a inibição da sacarificação enzimática, gerando a ocorrência de um fenômeno aonde o campo referente ao sacarídeo é reduzido, e daí tem havido proposições anteriores quanto a aparelhagens de decomposição hidrotérmica, aonde as substâncias inibidoras da sacarificação enzimática são removidas para aumento da ativi15 dade da sacarificação da enzima por meio principalmente pela celulose (Referências de Patente 4 e 5).

Lista de Referências

Referências de Patentes

Referência de Patente n°1 : Publicação do Pedido de Patente Internacional Japo20 nesa N° 9-507386

Referência de Patente n°2: Publicação de Pedido de Patente Internacional Japonesa N° 11-506934

Referência de Patente n° 3: Publicação de Patente Japonesa em Tramitação N° 2005-168335

Referência de Patente n°4 : Publicação de Patente Japonesa em Tramitação N°

2009-183154

Referências Não-Patenteadas

Referência Não-Patenteada n°1: Nikkel Biotechnology and Business, página 52, Setembro de 2002.

Sumário

Problema Técnico

De acordo com o propósito da aparelhagem de decomposição hidrotérmica nas Referências de Patentes 4 e 5 descritas acima, a biomassa e a água quente pressurizada são fornecidas enquanto que entrando em contato contracorrente entre si, para a realização da 35 reação hidrotérmica devido a troca de calor interna, com a temperatura interna estando uma elevação de 180 a 240°C, e sendo aplicada uma pressão entre 0,1 a 0,4MPa mais elevada do que a pressão do vapor saturado de água para aquela temperatura para o desempenho

3/20 do tratamento de decomposição, resultando na decomposição contendo produtos de lignina e coisas do gênero no líquido tratado da biomassa a uma temperatura elevada (efluente de água quente pressurizada) após a reação.

Tem-se sido demonstrado que com respeito a um componente solúvel em água quente pressurizada dissolvido neste líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada, que uma parte do componente solúvel de água quente pressurizada vem a ser precipitado, uma vez que haja sido dissolvido em água quente pressurizada, e vindo a ser solidificado ou formado em uma substância aquosa ligeiramente solúvel coloidal, devido a mistura de reação vir a ser resfriada a uma temperatura de sacarificação enzimática (por exemplo, a 60°C ou mais baixa), em uma etapa de sacarificação de uma etapa posterior. Houve-se por determinar por meio da presente invenção que esta substância aquosa ligeiramente solúvel apresenta uma função inibidora quanto ao crescimento de micro organismos e a produção de fermentação na etapa de fermentação da etapa subsequente. Tem-se um outro problema em que a substância solúvel de água quente pressurizada da presente invenção inclui um componente polissacarídeo somente em baixa concentração, resultando na presença de um problema em que somente uma baixa concentração de solução de sacarídeo pode vir a ser obtida pela sacarificação enzimática.

Desse modo, a presente invenção proporciona com uma aparelhagem voltada para a produção de solução fazendo uso da biomassa como uma matéria-prima de adução, a qual inclui uma aparelhagem capaz de remover de forma eficiente as substâncias aquosas ligeiramente solúveis, vindas a serem geradas durante a decomposição de uma matériaprima de adução de biomassa, após a sacarificação enzimática, e a concentração de sacarídeos, que compreendem os problemas anteriormente descritos.

Solução do Problema

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, tem-se a provisão de uma aparelhagem para a produção de solução de sacarideos fazendo uso da biomassa como uma matéria-prima de adução com a inclusão de: uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica para a realização de um tratamento a temperatura e pressão elevadas em uma faixa de temperatura indo de 180° a 240°C, enquanto que trazendo uma matéria-prima de adução de biomassa incluindo, pelo menos, a celulose, a hemicelulose, e a lignina em contato contracorrente com a água quente pressurizada; um mecanismo de resfriamento para o resfriamento do líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada que haja sido descarregado a partir da aparelhagem de decomposição hidrotérmica; um tanque de sacarificação enzimática para a sacarificação do líquido tratado resfriado contendo uma enzima; uma aparelhagem de separação de líquido para a remoção de uma substância aquosa ligeiramente solúvel contida na solução de sacarídeo tomada a partir da sacarificação enzimática; uma unidade de remoção de substância estranha provida com uma membrana de microfil4/20 tragem (MF); um tanque de diluição disposto a jusante à unidade de remoção de substância estranha, para acréscimo de água à mesma de forma a diluir a solução de sacarídeo de onde houve a remoção da substância aquosa ligeiramente solúvel; e uma unidade de separação de água provida com uma membrana de osmose reversa (RO), para remoção de água da solução de sacarídeos concentrada de forma a se obter a solução de sacarídeos concentrada.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, tem-se a provisão da aparelhagem de acordo com a reivindicação 1, com a inclusão: de um tanque de purificação de solução de sacarídeo para a retenção da solução de sacarídeo tomada a partir do tanque de sacarificação enzimática; uma unidade de separação de sólido-líquido disposta via uma primeira linha de circulação a partir do tanque de purificação de solução de sacarídeos, para a remoção de uma substância aquosa ligeiramente solúvel da solução de sacarídeo considerada, e uma unidade de remoção de substância estranha disposta via uma segunda linha de circulação a partir do tanque de purificação de solução de sacarídeo, com a unidade de remoção de substância estranha incluindo uma membrana de microfiltragem (MF) para a remoção de uma substância inibidora de fermentação de aquosa ligeiramente solúvel da solução de sacarídeos considerada.

De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, tem-se a provisão de aparelhagem vinda de acordo com o segundo aspecto, em que o tanque de sacarificação enzimático e o tanque de purificação de solução de sacarídeo vem a ser integrados.

De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, tem-se a provisão de aparelhagem de acordo com o terceiro aspecto, com a inclusão: de um tanque de diluição para adição de água ao mesmo, de forma a haver a diluição da solução de sacarídeos vinda a ser tratada na unidade de remoção de substâncias estranhas com a remoção das substâncias inibidoras de fermentação aquosas ligeiramente solúveis da mesma; e uma unidade de separação de água incluindo uma membrana de osmose reversa (RO) para a separação da água da solução de sacarídeos diluída.

De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, tem-se provisão de uma aparelhagem vinda de acordo com qualquer um dos aspectos anteriores, do primeiro ao quarto, com a inclusão de uma primeira unidade de aferição para a medição tanto da turbulência quanto e/ou de uma absortância da solução de sacarídeos a partir de onde veio a ocorrer a remoção da substância aquosa ligeiramente solúvel.

Efeitos Vantajosos da Invenção

De acordo com a aparelhagem da presente invenção, ocorrem a completa remoção de substâncias inibidoras de fermentação aquosa ligeiramente solúveis que são geradas durante um tratamento sob temperatura e pressão elevadas de 180° a 240°C, enquanto que uma matéria-prima de adução de biomassa com a inclusão de, pelo menos, da celulose,

5/20 hemicelulose e lignina vem a ser trazida em contato de contracorrente com a água quente pressurizada, com a sua completa remoção, podendo haver a obtenção de solução de sacarídeos apresentando menos impurezas. Tem-se que, também é possível se concentrar a solução de sacarídeos fazendo-se uso da membrana de osmose reversa em um estágio posterior, sendo que podem ser geradas soluções de sacarídeos apresentando concentrações mais elevadas do que aquelas referentes aos métodos convencionais; A inibição da fermentação pode ser eliminada a partir deste aperfeiçoamento da solução de sacarídeos descrito anteriormente.

Breve Descrição dos Desenhos

A FIG. 1 consiste de uma vista esquemática de uma aparelhagem destinada para a produção de solução de sacarídeos fazendo uso da biomassa como forma de uma matériaprima de adução de acordo com o Exemplo 1.

A FIG. 2 consiste de uma vista esquemática de uma aparelhagem de fermentação fazendo uso da biomassa como uma matéria-prima de adução de acordo com o Exemplo 2.

A FIG. 3 consiste de uma vista esquemática de uma aparelhagem de fermentação para a produção de solução de sacarídeos fazendo uso da biomassa como uma matériaprima de adução de acordo com o Exemplo 3.

A FIG. 4 consiste de uma vista esquemática de uma aparelhagem de fermentação para a produção de solução de sacarídeos fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução de acordo com o Exemplo 4.

A FIG. 5 consiste de um diagrama de aferição referente a uma cromatografia de líquido de alto desempenho.

A FIG. 6 compreende de uma visualização ilustrando os resultados de quantidades diminuídas de dióxido de carbono em um teste de fermentação de etanol.

A FIG. 7 compreende da ilustração visualizando os resultados da quantidade reduzida de dióxido de carbono em um teste de fermentação de etanol

A FIG. 8 consiste de uma visualização de ilustração de uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica de biomassa de acordo com o Exemplo 1.

Descrição das Modalidades

A presente invenção será explicada em detalhes tomando como referências as inferências adiante. A presente invenção não se encontra restrita a esses Exemplos. Além disso, os fatores constituintes descritos nos Exemplos a seguir incluem algum aspecto que pode ser interpretado com facilidade pelos especialistas técnicos da área e demais aspectos que se apresentam substancialmente idênticos aos demais.

Exemplo 1

Tem-se a explicação de uma aparelhagem de fermentação fazendo uso de uma matéria-prima de adução de biomassa de acordo com a presente invenção tendo por refe6/20 rências as visualizações.

A FIG. 8 consiste de uma vista esquemática ilustrando uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica de biomassa de acordo com o Exemplo 1.

Primeiramente, uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica (50) em que .5 tem-se a realização de um tratamento a elevadas temperatura e pressão é efetuada para uma faixa de temperatura de 180° a 240°C, enquanto que uma matéria-prima de adução de biomassa com a inclusão de pelo menos celulose, hemicelulose e lignina é trazida a um contato de contracorrente com água quente pressurizada encontra explicação através do uso da FIG. 8.

A aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50 compreende de uma aparelhagem do tipo vertical, conforme ilustrado na FIG. 8, não havendo qualquer tipo de restrição com referência a presente invenção, podendo consistir de uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica do tipo inclinado ou horizontal. No caso da aparelhagem de decomposição hidrotérmica, dá-se preferência ao tipo inclinado e vertical. Isto se dá devido aos gases ge15 rados durante a reação de decomposição hidrotérmica e dos gases conduzidos em uma matéria-prima de adução que podem escapar rapidamente pelas pares superiores, o que é preferível. Além disso, devido aos produtos de decomposição serem extraídos com água quente pressurizada 55, aumenta-se a concentração de extratos a partir do lado superior em sentido ao lado de fundo, o que é algo preferível em termos da eficiência de extração.

De acordo com a aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50 do presente

Exemplo, um mecanismo aparafusado de transporte 54 é proporcionado; tendo-se como resultado, 1) a condução de um componente sólido por meio de um fluxo contrário do líquido-sólido, 2) a separação de líquido-sólido pode ser realizada junto a um corpo de aparelhagem 53, e 3) a mistura da água quente pressurizada 55 na superfície e na parte interna do sólido é adiantada no corpo da aparelhagem 53, com a promoção da reação.

Na aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50 de acordo com o Exemplo presente, uma matéria-prima de adução de biomassa 51 (por exemplo palha, e elementos do tipo no presente Exemplo) vem a ser suprida através de uma aparelhagem de suprimento de biomassa 52 a uma pressão normal ou a uma sub pressão; a água quente pressurizada 55 30 é suprida a partir de uma lateral marginal diferente da lateral de suprimento da matériaprima de adução de biomassa 51 em direção ao interior do corpo da aparelhagem 53; a decomposição hidrotérmica é realizada enquanto que a matéria-prima de adução 11 é trazida em contato contracorrente com a água quente pressurizada 55 para a transferência de um componente de lignina e de um componente hemicelulose junto à água quente pressurizada 35 55, separando assim o componente de lignina e o componente hemicelulose da matériaprima de adução de biomassa 51; com o componente sólido de biomassa 56 sendo descarregado através de uma aparelhagem de descarga de biomassa 57 sob pressão ou a uma

7/20 pressão normal. Nesta visualização, o sinal de referência 58 indica a presença de nitrogênio pressurizado.

Neste caso, a matéria-prima de adução de biomassa que vem a ser suprida junto à aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50, não encontra restrições em particular, e se .5 refere ao acúmulo de organismos ou de substâncias orgânicas derivadas a partir de um organismo incorporado em um ciclo material na biosfera global (veja o documento JIS 3600 1258). Na presente invenção, dá-se preferência, em particular, ao emprego de recursos de celulose, tais como a madeira, incluindo-se, por exemplo, madeiras pesadas, e plantas herbáceas, refugos agrícolas, sobras de alimentos.

O tamanho da partícula da matéria-prima de adução de biomassa não encontra restrições em particular, e dá-se preferência a que seja moída até chegar a um tamanho, por exemplo, de cinco milímetros ou menos.

No caso do Exemplo presente, um pré-tratamento fazendo uso de um moinho como forma de uma aparelhagem de pré-tratamento pode vir a ser realizado antes da aplicação da 15 biomassa. A lavagem fazendo uso de uma aparelhagem de lavagem pode ser igualmente realizada.

Quando eita a utilização de cascas, por exemplo, como matéria-prima de adução de biomassa, pode haver o fornecimento da mesma da forma como se apresente para a a aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50, sem haver o tratamento por uso de moinho.

Dá-se preferência se ajustar a temperatura da reação na aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50 para uma faixa entre 180° a 240°C, mais preferencialmente entre 200° a 230°C.

Isto ocorre devido a velocidade de decomposição hidrotérmica ser lenta para uma temperatura baixa ou mais baixa do que 180°C, e portanto, um tempo de retenção extenso 25 vem a ser preciso, o que não é preferível. Por outro lado, quando a temperatura se apresenta maior do que 240°C, a velocidade de decomposição torna-se excessiva, o que aumenta a transferência do componente de celulose do sólido para o lado líquido, e ao mesmo tempo, promove a decomposição excessiva dos sacarídeos de hemicelulose, o que não é preferível.

O componente de hemicelulose começa a se dissolver em torno de 240 /C, o celulose começa a se dissolver em torno de 230°C, e o componente de lignina começa em torno de 140°C. Dá-se preferência a se ajustar a temperatura dentro de uma faixa de 180°C a 240°C, aonde o celulose permanece no lado do componente sólido, e o componente de hemicelulose e o componente de lignina apresentam velocidades de decomposição suficien35 tes.

Dá-se preferência em se ajustar uma pressão de reação a uma pressão em torno de 0,1 a 0,5 MPa mais elevada do que uma pressão de vapor saturado de água assumindo

8/20 cada temperatura atida pela água quente pressurizada 55 no interior do corpo da aparelhagem 53.

O tempo de reação fica preferencialmente em torno de 20 minutos ou menos, ou a partir de três minutos até 10 minutos. Isto ocorre devido a caso a reação venha a prosseguir -5 por um tempo extenso, a taxa dos produtos decompostos excessivamente irá crescer, o que não é da preferência.

Na aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50, quando a matéria-prima de adução de biomassa 51 é trazida em contato contra corrente com a água quente pressurizada 55, dá-se preferência a se gerar um escoamento de água quente pressurizada unifor10 me.

O líquido tratado de biomassa sob uma temperatura elevada 101A na presente invenção pode ser obtido pelo emprego de uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50.

A água quente pressurizada 55 pode apresentar qualquer valor de pH alcalino, nas faixas neutra e ácida. Quando sendo alcalino, podem ser utilizados o hidróxido de sódio, a cal hidratada, a amônia, e elementos do gênero, e quando sendo ácido, podem ser usados o ácido sulfúrico diluído, o ácido hidroclórico, o ácido fosfórico, e elementos do gênero. Quando a água quente pressurizada 55 é alcalina ou ácida, ela apresenta a vantagem pelo fato do pré-tratamento da biomassa poder ser efetivamente antecipado. Por outro lado, entretan20 to, ela encontra desvantagens pelo fato de se tornar necessário se completar o ajuste do pH antes da enzima ser lançada, e torna-se necessário se preparar produtos químicos para o ajuste do pH e para proporcionar com uma aparelhagem de ajuste do pH.

A FIG. 1 consiste de uma vista esquemática da aparelhagem para a produção de solução de sacarídeo fazendo uso da biomassa como uma matéria-prima de adução de 25 acordo com o Exemplo 1.

Em seguida, tem-se uma explicação utilizando-se a FIG. 1 de uma aparelhagem para a produção da solução de sacarídeos fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução, com a inclusão do mecanismo de resfriamento 90 aonde o líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada 101 A, veio a ser descarregado a partir da aparelhagem 30 de tratamento da decomposição hidrotérmica 50 na FIG. 8, e veio a ser resfriado; um tanque de sacarificação enzimática 103 aonde o líquido tratado resfriado 101B vem a ser sujeito a sacarificação com uma enzima; uma aparelhagem de separação de sólido-líquido 112 aonde as substâncias aquosas ligeiramente solúveis contidas na solução de sacarídeos 104, que vieram a serem extraídas do tanque de sacarificação enzimática 103, são removidas e 35 uma unidade de remoção de substância estranha 113 provida com uma membrana de microfiltragem (MF) 113a; um tanque de diluição 132 posicionado a jusante da unidade de remoção de substância estranha 113 e aonde a solução de sacarídeos, a partir de onde as

9/20 substâncias aquosas ligeiramente solúveis vieram a ser removidas, é diluída através do acréscimo de água à mesma; e uma unidade de separação de água 116 provida contendo uma membrana de osmose reversa (RO) 116a capaz de remover água 114 da solução de sacarídeos diluída para obtenção de solução de sacarídeos concentrada 115.

.5 Quando a aparelhagem de separação de sólido-líquido 112 para a remoção de substâncias aquosas ligeiramente solúveis e a unidade de remoção de substância estranha 113 provida com a membrana de micro filtragem (MF) 113a são dispostas, as substâncias aquosas ligeiramente solúveis 111 são removidas do líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada 101A gerado pela decomposição da matéria-prima de adução de bio10 massa em condições de temperatura e pressão elevadas, aonde a solução de sacarídeos 104 incluindo uma menor quantidade de impurezas pode vir a ser obtida.

Neste caso, os presentes inventores puderam confirmar que as substâncias aquosas ligeiramente solúveis na presente invenção consistem de substâncias diferenciadas do furfural e do HMF (furfural 5-hidroximetil), em geral, conhecidos como sendo substâncias 15 inibidoras da fermentação, muito embora detalhes adicionais sobre tais substâncias não hajam sido revelados, conforme observado nos Exemplos Experimentais descritos adiante.

Por exemplo, de acordo com o tratamento de decomposição hidrotérmico conhecido, a biomassa e a água quente pressurizada são supridos de modo que possam ser trazidos em contato de contracorrente entre si, desempenhando assim a reação hidrotérmica em 20 função da troca de calor interna, de acordo com a descrição fornecida acima. Nesta oportunidade, a condição de reação consiste de que uma temperatura se apresentando elevada o bastante de modo que a temperatura interna se apresente entre 180°C a 240°C, simultaneamente, com a aplicação simultânea de uma pressão de 0,1 a 0,4 MPa mais elevada do que a pressão de vapor saturado de água atendo a uma temperatura naquele instante, e desse 25 modo fazendo a inclusão do produtos de decomposição da reação de lignina e elementos do gênero no líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada (efluente de água quente pressurizada) após a reação.

O componente solúvel em água quente pressurizada dissolvido neste líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada vem a ser resfriado a uma temperatura de sa30 carificação enzimática (por exemplo, 60°C ou inferior), em uma etapa de sacarificação de uma etapa subsequente, e assim, ocorrendo a precipitação de uma parte do componente solúvel em água quente pressurizada, que haja já sido dissolvido na água quente pressurizada, com a solidificação ou a formação de uma substância aquosa ligeiramente solúvel coloidal.

Quando a matéria-prima de adução de biomassa é sujeita a um tratamento de decomposição a uma temperatura ordinária, consequentemente, estas substâncias aquosas ligeiramente solúveis não existem no lado líquido, podendo-se assumir, portanto, que as

10/20 substâncias aquosas ligeiramente solúveis consistem de substâncias singulares no líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada.

De acordo com a presente invenção, tais tipos de substâncias aquosas ligeiramente solúveis são removidas por intermédio de um mecanismo de purificação de solução de sa. 5 carídeos 110, aonde é realizada a purificação no tratamento de sacarificação, e por conseguinte, como forma de exemplo, uma etapa de fermentação das etapas subsequentes, torna-se possível se desempenhar um bom tratamento de fermentação e se melhorar uma eficiência na fermentação em uma fermentação do álcool, conforme explicado nos Exemplos Experimentais descritos anteriormente.

Neste caso, o mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110 inclui, de acordo com a ilustração à FIG. 1, a aparelhagem de separação de sólido-líquido 112 aonde o resíduo sólido na forma de lignina incluindo a presença de substâncias aquosas ligeiramente solúveis 111 vem a ser separado da solução de sacarídeos 104 extraída do tanque de sacarificação enzimática 103, e a unidade de remoção de substâncias estranhas 113 15 provida com a membrana de microfiltragem (MF) 113a aonde as substâncias restantes aquosas ligeiramente solúveis vem a ser adicionalmente removidas da solução de sacarídeos 102, vinda a ser separada na aparelhagem de separação de sólido-líquido 112.

Pode-se fazer uso de um decantador aparafusado, de um separador de areia, de uma membrana MF, e elementos do gênero na função de aparelhagem de separação de 20 sólido-líquido 112. As substâncias sólidas são removidas por meio do emprego destas aparelhagens para a proteção da membrana RO 116a.

Uma aparelhagem para a produção da solução de sacarídeos 100A fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução de acordo com o presente Exemplo inclui o tanque de diluição 132 aonde a água (água RO) veio a ser adicionada junto à solução de sacarí25 deos 104 a partir de onde as substâncias inibidoras de fermentação aquosas ligeiramente solúveis vieram a ser removidas para a devida diluição. Na FIG. 1, o sinal de referência P6 indica uma bomba de envio de líquido para fornecimento de água de diluição 133 até a unidade de separação de água 116.

Quando se adicionando a água antes da remoção das substâncias sólidas, somen30 te vem a ser dissolvida a substância inibidora de fermentação aquosa ligeiramente solúvel em uma quantidade relativa a sua solubilidade, não havendo redução da concentração da substância inibidora de fermentação. Quando a diluição com água é efetuada após a remoção das substâncias inibidoras de fermentação aquosas ligeiramente solúveis, entretanto, é possível se remover os ácidos orgânicos (por exemplo, o ácido acético) e elementos do gê35 nero que não compreendam aqueles referentes aos produtos de decomposição, tal como a lignina, e vir a se desempenhar a fermentação contendo elevada eficiência nas etapas subsequentes.

11/20

A água 114 foi removida da água de diluição 133, a qual havia sido diluída no tanque de diluição 132, através da unidade de separação de água 116 incorporando a membrana RO 116a (Osmose Reversa: RO) efetuando a concentração da mesma até a uma concentração pré-determinada, obtendo dessa forma a solução de sacarídeos concentrada 115.

Na unidade de separação de água 116, podem ser utilizadas uma membrana RO arbitrária, uma membrana de nanofiltragem (membrana NF), e elementos do gênero.

No caso do Exemplo em questão, de forma a efetuar-se a remoção do resíduo sólido 111, tal como a lignina incluindo a substância aquosa ligeiramente solúvel, o tratamento de separação sólido-líquido na aparelhagem de separação sólido-líquido 112 e o tratamento de membrana na unidade de remoção de substância estranha 113 são pré-formados, sendo que as substâncias aquosas ligeiramente solúveis podem vir a ser efetivamente removidas.

Em particular, muitos zimócitos capazes de fermentarem a solução de sacarídeos (sacarídeo C5), vinda a ser obtida pela sujeição da hemicelulose, compreendendo do componente solúvel de água quente pressurizada na sacarificação, apresentam uma pobre resistência ao etanol e pobre resistência a fermentação de substâncias inibidoras, e por conseguinte, torna-se importante se ajustar as resistências dos zimócitos. A presente invenção pode alcançar tal condição. Na fermentação aonde uma levedura não pode ser utilizada, a resistência do zimócito torna-se em um problema de relevância, porém tais problemas podem ser resolvidos pela presente invenção.

Os produtos da decomposição da substância aquosa ligeiramente solúvel, incluindo a lignina, são removidos durante o tratamento da solução de sacarídeos 104, e portanto, pode-se impedir a precipitação das substâncias estranhas junto à membrana RO 116a, disposta a jusante e sendo utilizada para a água de separação, sendo que a vida da membrana referente a membrana RO 116a pode vir a ser prolongada.

Em seguida, tem-se a explicação do procedimento de tratamento da aparelhagem de produção de solução de sacarídeos 100A utilizando este líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada.

Uma vez que o efluente de água quente pressurizada na presente invenção inclui principalmente o componente de hemicelulose, a solução de sacarídeos vem a ser purificada quando do processamento do sacarídeo C5 e o tratamento de membrana, aonde este componente solúvel em água quente pressurizada vem a estar sujeito a sacarificação enzimática para a formação da pentosa (sacarídeo C5).

Primeiramente, o líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada 101A (efluente de água quente pressurizada) é introduzido no tanque de sacarificação enzimática 103, aonde vem a ser adicionada a enzima 102, e a sacarificação é realizada por meio da

12/20 reação da enzima na etapa de sacarificação enzimática.

Em seguida, a solução de sacarídeos 104 vem a ser retida em um primeiro tanque de solução de sacarídeos 121. Após o que, o resíduo sólido 111, tal como a lignina incluindo as substâncias aquosas ligeiramente solúveis, é separado através da aparelhagem de separação de sólido-líquido 112, e, em seguida, a solução de sacarídeos 104 vem a ser retida em um segundo tanque de solução de sacarídeos 122.

Em seguida, as substâncias estranhas restantes, tais como resíduos sólidos 111, tal como a lignina incluindo substâncias aquosas ligeiramente solúveis, consistem de membranas separadas da solução de sacarídeos 104 através da unidade de remoção de substância estranha 113 provida com a membrana MF 113a, e, em seguida, a solução de sacarídeos 104 vem a ser retida no tanque de diluição 132.

A solução de sacarídeos 104, incluindo as substâncias estranhas, que não tenham sido removidas, é retornada ao primeiro tanque de solução de sacarídeos 121, ou ao segundo tanque de solução de sacarídeos 122.

Em seguida, a água 131 (água RO) é adicionada à solução de sacarídeos 104, a partir de onde havia ocorrido a remoção das substância inibidoras da fermentação aquosa ligeiramente solúvel, no tanque de diluição 132 para obtenção da água de diluição 133.

Em seguida, a água 114 é removida da água de diluição 133 através da unidade de separação de água 116 provida com a membrana RO 116a para obtenção da solução de sacarídeos concentrada 115.

A partir desta solução de sacarídeos concentrada 115, diversas matérias-primas orgânicas são obtidas nas etapas posteriores.

Na Fig. 1, os sinais de referência M1 a M3 indicam motores que acionam os mecanismos de agitação no tanque de sacarificação enzimática 103, com o primeiro e segundo tanques de solução de sacarídeos 121 e 122, e com P1 a P3 indicando as bombas de envio de líquido para fornecimento da solução de sacarídeos 104.

De acordo com a descrição acima, de acordo com o Exemplo em questão, a solução de sacarídeos apresentando menos impurezas pode ser obtida através da remoção das substâncias aquosas ligeiramente solúveis, as quais são incluídas no líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada 101A gerado pela decomposição da matéria-prima de adução de biomassa em condições de temperatura e pressão elevadas através do mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110; resultando em que a solução de sacarídeos apresentando uma elevada pureza pode vir a ser obtida e, ao mesmo tempo, podendo13/20 se se eliminar a inibição da reação nas etapas posteriores, tal como a inibição da fermentação em um tratamento de fermentação.

Pode ser incluída uma primeira unidade de aferição para a aferição tanto da presença de turbulência quanto da absortância da solução de sacarídeos concentrada 115, . 5 purificada através do mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110 e a partir de onde procedeu-se a remoção das substâncias aquosas ligeiramente solúveis, (por exemplo, um medidor de turbulência e/ou um espectrômetro de absorção).

De maneira a se monitorar o grau de remoção de impurezas na solução de sacarídeos concentrada 115 (um grau de transparência da solução de sacarídeos 104), a turbu10 lência e/ou a absortância vem a serem aferidas na primeira unidade de aferição.

Tem-se que é possível se confirmar a remoção suficiente das substâncias aquosas ligeiramente solúveis da solução de sacarídeos concentrada 115, sendo que a qualidade da solução de sacarídeos 104 pode ser controlada pelo medidor de turbulência e/ou pelo espectrômetro de absorção com base no grau de transparência.

Exemplo 2

Em seguida, tem-se o emprego de uma aparelhagem de fermentação de álcool utilizando a biomassa como uma matéria-prima de adução de acordo com a presente invenção com a explicação tendo por referência uma visualização. Os mesmos sinais de referência são aplicados para idênticos componentes aos referentes a aparelhagem do Exemplo 1, 20 com as explicações dos mesmos sendo omitidas.

A FIG. 2 compreende de uma visualização esquemática de uma aparelhagem de fermentação que faz uso da biomassa como uma matéria-prima de adução de acordo com o Exemplo 2.

De acordo com a ilustração dada na FIG. 2, uma aparelhagem de fermentação de 25 álcool 200 fazendo uso da matéria-prima de adução da biomassa inclui a aparelhagem de produção de solução de sacarídeos 100A utilizando a biomassa ilustrada na FIG. 1 como matéria-prima de adução, e um tanque de fermentação 140 aonde a fermentação do etanol é realizada fazendo-se emprego da solução de sacarídeos concentrada 115, vinda a ter sido obtida na aparelhagem de produção de solução de sacarídeos 100A fazendo uso da bio30 massa como matéria-prima de adução.

A levedura 142 é adicionada ao tanque de fermentação 141 do referido tanque de fermentação 140, vindo-se a obter o líquido de fermentação de etanol 143. O líquido de fermentação de etanol 143 é separadamente submetido ao tratamento de destilação para a obtenção do etanol desejado.

Na FIG. 2, o sinal de referência M5 apresenta um motor acionando um mecanismo de agitação aonde a agitação é efetuada no tanque de fermentação 141, com ο P5 mostrando uma bomba de envio de líquido para fornecimento do líquido de fermentação de eta14/20 nol 143.

De acordo com o presente Exemplo, a substância inibidora de fermentação aquosa ligeiramente solúvel pode ser removida pelo mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110, e portanto, a purificação pode ser realizada no tratamento de sacarificação, e pode ser efetuado um bom tratamento de fermentação em uma etapa de fermentação do álcool posterior.

Neste caso, os produtos químicos com base na solução de sacarídeos podem incluir, por exemplo, o ácido láctico, e elementos do gênero, em adição aos alcoóis. A solução de sacarídeos derivada da biomassa, consequentemente, pode ser utilizada de forma eficiente como substituto para os produtos químicos derivados do óleo bruto, consistindo do combustível a ser exaurido, e da matéria-prima de adução para a produção do substituto.

Exemplo 3

Em seguida, tem-se a explicação de uma aparelhagem para a produção de solução de sacarídeos que faz uso da biomassa como matéria-prima de adução tendo como referência uma visualização.

A FIG. 3 ilustra uma aparelhagem de produção de solução de sacarídeos de acordo com o Exemplo 3, fazendo uso do líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada, e com a explicação sendo efetuado tendo por referência uma visualização.

São aplicados os mesmos sinais de referência para os mesmos componentes em referência aqueles considerados na aparelhagem do Exemplo 1, com as explicações dos mesmos sendo omitidas.

De acordo com a ilustração à FIG.3, um mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110 apresentando uma estrutura diferenciada daquela referente ao Exemplo 1 ilustrado na FIG. 1 é disposto em uma aparelhagem para a produção de solução de sacarídeos 100B fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução.

O mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110, ilustrado na FIG. 3, inclui um tanque de purificação de solução de sacarídeos 151 aonde vem a ser retida a solução de sacarídeos 104, que tenha vindo a ser extraída do tanque de sacarificação enzimática 103; uma aparelhagem de separação de sólido-líquido 112 disposta via uma primeira linha de circulação L1 a partir do tanque de purificação de solução de sacarídeos 151, e aonde as substâncias aquosas ligeiramente solúveis 111 são removidas (resíduos sólidos, tais como a lignina) da solução de sacarídeos considerada 104; e uma unidade de remoção de substância estranha 113 disposta via uma segunda linha de circulação L2 a partir do tanque de purificação de solução de sacarídeos 151, o qual inclui uma membrana de microfiltragem (MF) 113a para a remoção das substâncias aquosas ligeiramente solúveis da solução de sacarídeos 104 considerada.

Na FIG. 3, o sinal de referência M56 indica um motor acionando um mecanismo de

15/20 agitação no tanque de purificação de solução de sacarídeos 151.

De acordo com o mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110 do Exemplo 1, o tratamento de membrana é realizado posteriormente, porém, de acordo com o mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 110 do Exemplo 3, o tanque de purifi.5 cação de solução de sacarídeos 151 apresenta duas linhas de circulação (a primeira linha de circulação L1 e a segunda linha de circulação L2), e desse modo, pode ser realizado o tratamento apropriado junto à condição de concentração da substância aquosa ligeiramente solúvel (resíduo sólido 111, tal como a lignina).

Quando o conteúdo da substância aquosa ligeiramente solúvel (resíduo sólido, tal 10 como a lignina) é maior do que um valor pré-determinado, por consequência, o tratamento fazendo uso tanto da primeira linha de circulação L1 quanto da segunda linha de circulação L2 vem a ser realizado para a remoção das substâncias aquosas ligeiramente solúveis.

Quando o conteúdo da substância aquosa ligeiramente solúvel é pequeno, o tratamento por membrana fazendo uso somente da segunda linha de circulação L2 pode ser efe15 tuado. Em caso de necessidade, pode ser realizado o tratamento de separação de sólidolíquido.

Exemplo 4

Em seguida, tem-se a explicação tendo como referência uma visualização de uma aparelhagem de produção de solução de sacarídeos fazendo uso da matéria-prima de adu20 ção de acordo com a presente invenção.

A FIG. 4 consiste de uma vista esquemática de uma aparelhagem destinada a produção de solução de sacarídeos que faz uso da biomassa como uma matéria-prima de adução de acordo com o Exemplo 4. São considerados os mesmos sinais de referência para os mesmos componentes conforme aqueles referentes as aparelhagens dos Exemplos 1 e 3, 25 sendo omitidas as explicações.

De acordo com a ilustração pertinente a FIG. 4, uma aparelhagem para a produção de solução de sacarídeos 100C fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução inclui um tanque de purificação de solução de sacarídeos 161 aonde são integrados o tanque de sacarificação enzimática 103 no mecanismo de purificação de solução de sacarídeos 30 110 do Exemplo 4 e do tanque de purificação de solução de sacarídeos 151.

Nesta visualização, um sinal de referência M7 apresenta um motor acionando um mecanismo de agitação no tanque de purificação de solução de sacarídeos 161.

De acordo com o Exemplo 3, o tanque de sacarificação enzimática 103 e o tanque de purificação de solução de sacarídeos 151 são dispostos de forma separada, porém, de 35 acordo com o presente Exemplo, pode-se pensar na economia de espaço de instalação através da integração desses componentes.

As aparelhagens de produção de solução de sacarídeos 100B e 100V fazendo uso

16/20 da biomassa dos Exemplos 3 e 4, na forma de matéria-prima de adução podem desempenhar também diversas fermentações por meio da disposição, por exemplo, do tanque de fermentação 140 para a realização da fermentação do etanol explicada no Exemplo 2.

Ao mesmo tempo, pode ser realizado um bom tratamento de fermentação em uma etapa de fermentação posterior, devido a remoção das substâncias aquosas ligeiramente solúveis.

Exemplo Experimental 1 <Teste de Identificação da Substância Inibidora de Fermentação Aquosa Ligeiramente Solúvel>

O líquido tratado de biomassa resfriado a uma temperatura elevada e cada um dos diversos solventes fora misturados a uma taxa de 1:9, com a identificação sendo processada utilizando uma aparelhagem de cromatografia de líquido de alto desempenho.

O líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada foi obtido por meio da decomposição hidrotérmica da palha de arroz sob uma condição pressurizada atendo uma temperatura de 180°C fazendo uso de uma aparelhagem de decomposição hidrotérmica 50 ilustrada na FIG. 8, e com o emprego de um efluente de água quente pressurizada.

Foram empregados como solventes a acetonitrila, a acetona e o metanol que compreendem todos de solventes polares. A água purificada filtrada através de um Milli-Q (marca registrada) foi utilizada como Exemplo Comparativo.

Os procedimentos foram os seguintes: o líquido tratado de biomassa resfriado a uma temperatura elevada foi misturado com os referidos solventes e a água, deixando-se a mistura permanecer em um refrigerador (4°C) ao longo da noite.

Após este procedimento, realizou-se uma separação por centrifugação (15.000 rpm, 10 minutos, 4°C), com a recuperação do líquido supernatante e com o líquido sendo tratado com um filtro (0,45 pm).

Este líquido de teste (Teste 1-1: acetonitrila, Teste 1-2: acetona, Teste 1-3: metanol, e Teste 1-4: água purificada) após o tratamento com o filtro foi analisado utilizando-se uma cromatografia de líquido de alto desempenho (HPLC).

Utilizou-se a coluna ODS (sinergia: 4μ , Hidro-RP80A 4,6 x 250 mm, fabricado pela Phenomenex Com.) como a coluna.

O solvente água-acetonitrila foi empregado como purificador, submetido a um tratamento de gradiente de uma concentração de acetonitrila de 8% a 100%.

Um comprimento de onda de detecção foi ajustado em 220 nm.

Os resultados são mostrados na FIG. 5 e na Tabela 1.

(Tabela 1)

Furfural

Pico desconhecido (RT: 22,6 min, Acetonitrila a 55%)

17/20

(1-1) Acetonitrola	2469009	160550
(1-2) Acetona	2513992	157743
(1-3) Metanol	2428062	145366
(1-4) Água purificada	2433687	22275

A FIG. 5 ilustra um diagrama de aferição de cromatografia de líquido de alto desempenho.

De acordo com a ilustração à FIG. 5 e pela Tabela 1, o HMF (5-hidrometila furfural: com um tempo de purificação em torno de 6,5 minutos) e o furfural (com um tempo de purificação em torno de 10,5 minutos), conhecidos como substâncias inibidoras da fermentação, foram detectadas em todos os Testes de 1-1 a 1-4.

Por outro lado, um componente de pico conhecido veio a ser identificado para um tempo de purificação em torno de 22,6 minutos nos Testes de 1-1 a 1-3. No Teste 1-4, o componente de pico desconhecido não veio a ser detectado.

A partir da exposição anterior, demonstrou-se que o líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada ficou contido com a substância aquosa ligeiramente solúvel.

Exemplo Experimental 2 <Teste de Fermentação de Acordo com a Presença ou Ausência de Substância Aquosa Ligeiramente Solúvel>

Realizou-se a fermentação do líquido de sacarificação utilizando o líquido tratado de biomassa resfriado a uma temperatura elevada, com a comparação junto às quantidade reduzidas de CO2 na fermentação.

Utilizou-se como coador a pichia stipitis NBRC687 (adução padrão).

Uma condição de pré-cultura consistiu do emprego de 10 mL YPD (extrato de levedura a 1%, peptona a 2%, glicose a 2&) sob forma de um meio, e com a cultura de agitação desempenhada a 30°C a 120 rpm.

Preparou-se o líquido fermentado passado através de um filtro (0,45 pm), e o líquido fermentado, sem ter sido passado pelo filtro (0,45 pm), sendo procedida a fermentação.

Uma condição de fermentação do etanol foi o emprego de 100 mL de líquido de fermentação e com o processamento de uma cultura de agitação a 30°C a 120 rpm.

As condições de fermentação e os resultados do teste são apresentados nas Tabelas 2 e 3.

(Tabela 2)

Teste N°	Solvente	Filtro (0,45 nm)	Nutriente, concentração final de sacarídeo
			Levedura ex. *(%)	CSL * (%)	Glicose (%)	Xilose (%)
(2-1)	Solução de sacarídeos a	Ausente	0	0	7,2	8,5

18/20

	partir da biomassa tratada a temperatura elevada (sacarídeo C5)
(2-2)	Solução de sacarídeos a partir da biomassa tratada a temperatura elevada (sacarídeo C5)	Presente	0	0	7,2	8,5
(2-3)	Solução de sacarídeos a partir da biomassa tratada a temperatura elevada (sacarídeo C5)	Ausente	1	1	7,2	8,5
(2-4)	Solução de sacarídeos a partir da biomassa tratada a temperatura elevada (sacarídeo C5)	Presente	1	1	7,2	8,5

Condição: 100 ,L de líquido fermentado, 30 °C, Cultura de agitação 120 rpm * Levedura de exemplo : extrato de levedura *CSL: licor estratificado de milho

Coador empregado: Pichia stipitis NBRC1687 (coador padrão)

Condições de pré-cultura: Meio 10 mL YPD (Levedura a 1% ex. *, Peptona a 2%,

Glicose a 2%)

Condições: 30°C, Cultura de agitação 120 rpm.

(Tabela 3) Concentração final de Glicose, Xilose, ou Concentração de EtOH

Teste N°	Glicose (%)	Xilose (%)	EtOH (%)	Eficiência da Fermentação (%)
(2-1)	5,9	7,2	N.D.	0
(2-2)	3,7	7,1	0,9	11
(2-3)	5,4	7,4	N.D.	0
(2-4)	N.D.	5	3	38

N.D.: Não Detectado

As FIGS. 6 e 7 consistem de diagramas ilustrando os resultados obtidos das quantidades reduzidas de dióxido de carbono no teste de fermentação do etanol, aonde o eixo horizontal representa o tempo, e o eixo vertical indica uma quantidade diminuída de CO2.

De acordo com a ilustração na FIG. 6 e na FIG. 7, o teste de fermentação mostra a

19/20 diferença na quantidade diminuída surgida de dióxido de carbono após o transcurso de em torno de 90 horas do Teste 2-2 (sem nutrientes, com a presença de filtro) em comparação com o Teste 2-1 (sem nutrientes, sem filtro).

A diferença na quantidade diminuída de dióxido de carbono apareceu após o transcurso de 20 horas, sendo que após o que a quantidade diminuída veio a crescer significativamente no Teste 2-4 (presença de nutrientes, presença de filtro) em comparação com o Teste 2-3 (presença de nutrientes, sem filtro).

A eficiência da fermentação foi de 11% no Teste 2-2, e a eficiência da fermentação foi de 38% no Teste 2-4.

Veio a se confirmar, portanto, que quando o tratamento com um filtro vem a ser realizado (0,45 m), as substâncias inibidoras de fermentação aquosas ligeiramente solúveis são removidas, resultando em um desempenho bom para a fermentação.

De acordo com a descrição fornecida, demonstrou-se que quando as substâncias aquosas ligeiramente solúveis vieram a ser removidas pelo mecanismo de purificação de solução de sacarídeos, pode-se obter a solução de sacarídeos incluindo menos impurezas, e pode ser suprimida de forma relevante a inibição da fermentação no tratamento de fermentação do álcool nas etapas posteriores.

Lista de Sinais de Referência aparelhagem de decomposição hidrotérmica matéria-prima de adução de biomassa unidade de suprimento de biomassa corpo da aparelhagem mecanismo de condução aparafusado água quente pressurizada componente sólido de biomassa aparelhagem de descarga de biomassa mecanismo de resfriamento

100A a 100C aparelhagem para a produção de solução de sacarídeos fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução

101A líquido tratado de biomassa a uma temperatura elevada (efluente de água quente pressurizada)

101B líquido tratado resfriado

102 enzima

103 tanque de sacarificação enzimática

104 solução de sacarídeos

110 mecanismo de purificação de solução de sacarídeos

140 tanque de fermentação

20/20

200 aparelhagem de fermentação de álcool fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelhagem destinada a produção de solução de sacarídeos fazendo uso da biomassa como matéria-prima de adução, CARACTERIZADA pelo fato de compreender:

aparelhagem de decomposição hidrotérmica (50) para trazer uma matéria-prima de

5 adução de biomassa incluindo celulose, hemicelulose, e lignina em contato de contracorrente com a água quente pressurizada, de maneira a decompor hidrotermicamente a matériaprima de adução de biomassa em uma faixa de temperatura de 180°C a 240°C, enquanto que;

mecanismo de resfriamento (90) para resfriar o líquido tratado de biomassa (101A) 10 em uma temperatura elevada que foi descarregado a partir da aparelhagem de decomposição hidrotérmica (50);

tanque de sacarificação enzimática (103) para a sacarificar o líquido tratado de biomassa resfriado (101B) com uma enzima (102);

aparelhagem de separação de sólido-líquido (112) para remover uma substância li15 geiramente solúvel em água contida na solução de sacarídeos (104) tomada a partir do tanque sacarificação enzimática (103);

unidade de remoção de substância estranha (113) fornecida com uma membrana de microfiltragem (MF) (113a), para remover a substância ligeiramente solúvel em água que permaneceu na solução de sacarídeo (104) que foi separada em sólido-líquido;

20 tanque de diluição (132) disposto a jusante da unidade de remoção de substância estranha (113), para adição de água (131) à mesma de forma a diluir a solução de sacarídeos (104) a partir da qual a substância aquosa ligeiramente solúvel foi removida; e unidade de separação de água (116) fornecida com uma membrana de osmose reversa (RO) (116a), para remover água e ácidos orgânicos a partir da solução de sacarídeos 25 diluída (133) de modo a se obter a solução de sacarídeos concentrada (115), os ácidos orgânicos sendo diferentes de produtos da decomposição da celulose, da hemicelulose e da lignina.
2. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de compreender:

30 tanque de purificação de solução de sacarídeos (151) para reter a solução de sacarídeos (104) tomada a partir do tanque de sacarificação enzimática (103);

uma primeira linha de circulação (L1) fornecida para o tanque de purificação de solução de sacarídeos (151); e uma segunda linha de circulação (L2) fornecida para o tanque de purificação de so35 lução de sacarídeos (151), em que o aparelho de separação sólido-líquido (112) é fornecido na primeira linha de circulação (L1) e a unidade de remoção de substância estranha (113) é fornecida na sePetição 870190035243, de 12/04/2019, pág. 22/23

2/2 gunda linha de circulação (L2).
3. Aparelhagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o tanque de sacarificação enzimática (103) e o tanque de purificação de solução (151) de sacarídeos serem integrados.
5 4. Aparelhagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,

CARACTERIZADA pelo fato de compreender:

uma primeira unidade de aferição para a aferir uma ou ambas de uma turbidez ou/e uma absortância da solução de sacarídeos a partir da qual a substância ligeiramente solúvel em água foi removida.