BR112015020808B1

BR112015020808B1 - Processo de produção de álcool e/ou de solvente a partir de uma carga de biomassa

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Publication number: BR112015020808B1
Application number: BR112015020808-8A
Authority: BR
Inventors: Caroline Aymard; Stéphanie Fleurier; Pierre-Antoine Bouillon; Larissa PEROTTA; Eszter Toth
Original assignee: IFP Energies Nouvelles
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2021-08-10
Also published as: WO2014135755A1; ES2743933T3; DK2964771T3; PL2964771T3; FR3002949A1; US9605282B2; HRP20191553T1; BR112015020808A2; FR3002949B1; EP2964771B1; US20160017380A1; HUE046074T2; EP2964771A1; PT2964771T

Abstract

processo de produção de álcoois e/ou de solventes a partir de biomassa lignocelulósica com lavagem do resíduo sólido obtido após fermentação. a presente invenção refere-se ao processo de produção de álcool e/ou solvente, a partir de uma carga de biomassa, comporta as etapas de pré-tratamento (p) da carga de biomassa, de hidrólise enzimática (h1 e hf) e de fermentação do hidrolisado (hf). para evitar enviar os sólidos e facilitar a operação da seção de purificação dos produtos de fermentação, se extrai (ex1) pelo menos uma parte de matéria sólida contida no vinho de fermentação, de maneira a se obter um fluxo de resíduo sólido (11) comportando a lignina e um vinho de fermentação (12) empobrecido em matéria sólida. depois, o fluxo de resíduo sólido é lavado (l) com um fluxo líquido, de maneira a recuperar um fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação (16). o fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação (16) é reciclado na etapa de hidrólise enzimática (h1) para poder recuperar qualquer produto de fermentação e aumentar o rendimento global do processo.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um processo de produção de álcoois e/ou de solventes dito de "segunda geração", a partir de biomassa lignocelulósica. Ela se refere mais particularmente a um processo de produção de etanol e/ou de solventes.

[002] A biomassa lignocelulósica representa um dos recursos renováveis dos mais abundantes na terra. Os substratos considerados são muito variáveis, já que se referem, ao mesmo tempo, aos substratos lignosos (folhosos e resinosos), os subprodutos da agricultura (palha) ou aqueles das indústrias geradoras de dejetos lignocelulósicos (indústrias agroalimentícias, fabricação de papéis).

[003] A biomassa lignocelulósica é composta de três principais polímeros: a celulose (35 a 50%), que é um polissacarídeo essencialmente constituído de hexoses; a hemicelulose (20 a 30%), que é um polissacarídeo essencialmente constituído de pentoses; e a lignina (15 a 25%), que é um polímero de estrutura complexa e de elevado peso molecular, composto de álcoois aromáticos ligados por ligas éter. Essas diferentes moléculas são responsáveis pelas propriedades intrínsecas da parede vegetal e se organizam em um emaranhado complexo.

[004] O processo de transformação bioquímica dos materiais lignocelulósicos em etanol compreende, em geral, uma etapa de pré- tratamento físicoquímico, seguida de uma etapa de hidrólise enzimática que utiliza um coquetel enzimático, de uma etapa de fermentação etanólica dos açúcares liberados e de uma etapa de purificação dos produtos de fermentação. Sob determinadas configurações do esquema de processo, as etapas de hidrólise enzimática e de fermentação podem ocorrer em um mesmo reator, em uma configuração de fermentação denominada SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation). O esquema que apresenta essas duas etapas do processo separadas é um esquema do tipo SHF (Separated Hydrolysys and Fermentation). Exemplos são dados pelo documento "Ethanol from lignocellulosics: A review of the economy", M. von Silvers et G. Zacchi, Bioresource Tecnology 56 (1996) 131-140.

[005] Dentre os três polímeros de base que integram a biomassa lignocelulósica, a celulose e a hemicelulose são aquelas que podem mais facilmente ser valorizadas em produtos de fermentação. A lignina permanece inerte na maior parte dos processos. É porque os processos de produção de álcool e de solvente têm interesse em separar a lignina das misturas reacionais o mais cedo, a fim de reduzir o tamanho das unidades e os custos de tratamento e investimento. A lignina pode ser separada em diferentes etapas do processo, por exemplo , no pré-tratamento, entre as etapas de hidrólise enzimática e de fermentação, caso o processo esteja em uma configuração do tipo SHF, ou na etapa de purificação dos produtos de fermentação.

[006] O documento "Fuel etanol production: Process design trends and integration opportunities", C.A, Cardona e O;.J. Sanchez, Bioresource Technology 98 (2007) 2415- 2457, descreve um processo em que a lignina é solubilizada em presença de um solvente, que permite separar a lignina da celulose e da hemicelulose, a lignina sendo em seguida precipitada durante o pré-tratamento da biomassa. Essa solução evita a presença de sólidos inertes no processo desde a etapa de hidrólise enzimática, mas apresenta custos operacionais elevados. Além disso, essa configuração de processo não favorece uma possível co-fermentação dos açúcares celulósicos e hemicelulósicos recuperados no pré-tratamento, visto que dois fluxos que apresentam propriedades e composições distintas são obtidas.

[007] Vários processos descrevem a separação da lignina entre as etapas de hidrólise enzimática e de fermentação. O documento "A Techno-economical comparaison of three processes for the production of etanol from pine", M. von Silvers et G. Zacchi, bioresource Technology 51 (1995) 46-52, descreve o impacto da lavagem do sólido recuperado em termos de custo de equipamento de fermentação, assim como uma baixa do título etanoico obtido em fim de fermentação. Uma vantagem ligada a esse modo de produção é a redução do tamanho dos reatores, graças à eliminação dos sólidos inertes e a possibilidade subsequente de separação e reciclagem dos micro-organismos utilizados na fermentação em direção aos reatores de fermentação.

[008] Todavia, o modo de produção SSF é frequentemente descrito como o mais vantajoso em termos de rendimento global. A etapa de hidrólise enzimática sozinha é frequentemente penalizada pela alta concentração de açúcares no meio em função inibidor de reação, visto que os açúcares têm um efeito inibidor sobre a atividade das enzimas. Em uma configuração de processo do tipo SSF, os micro-organismos de fermentação consomem o açúcar disponível no meio, enquanto que, ao mesmo tempo, o açúcar é produzido por solubilização da celulose pelas enzimas. A concentração de açúcares no reator é assim sempre mínima e o rendimento das duas reações é máxima.

[009] Esquemas de processo baseados na SSF, que não solubilizou a lignina uma etapa de pré-tratamento são configurados para separar a lignina antes da etapa de purificação dos produtos de fermentação, a fim de evitar o envio de sólidos, nas colunas de destilação a jusante do processo (Ethanol from lignocellulosic biomass: technology, economics, ad opportunities", C.E. Wyman, Bioresource Techonology 50 (1994) 3-16).

[0010] Todavia, essa separação é geralmente realizada por ferramentas de separação física que apresentam a desvantagem de a matéria sólida recuperada pode conter ainda produtos de fermentação aprisionados. Nesse caso, é possível acrescentar uma etapa de lavagem dos sólidos ao processo, o efluente dessa etapa de lavagem sendo enviado em etapa de purificação dos produtos de fermentação com o vinho de fermentação clarificado. Isto representa um compromisso entre a recuperação dos produtos de fermentação e as limitações fornecidas pela penalidade energética ligada à diluição do vinho a destilar.

[0011] A presente invenção propõe efetuar a separação da lignina e outros eventuais sólidos inertes, após a etapa de fermentação. A matéria sólida composta majoritariamente de lignina é, em seguida, submetida a uma lavagem para recuperar os produtos de fermentação aprisionados, em particular os álcoois e os solventes. O líquido de lavagem é em seguida reciclado na unidade de hidrólise enzimática que pode ser a mesma unidade que a unidade de fermentação ou que pode ser distinta da unidade de fermentação, a fim de não fornecer diluição aos fluxos existentes.

[0012] De maneira geral, a invenção tem por objeto um processo de produção de álcool e/ou de solvente a partir de uma carga de biomassa, no qual se realizam as seguintes etapas: a) efetua-se uma etapa de pré-tratamento por colocação em contato e aquecimento da carga de biomassa com água e um composto ácido ou básico, de maneira a se obter um substrato pré- tratado; b) coloca-se em contato o substrato pré-tratado com enzimas celulases e com um fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação obtido na etapa e) de maneira a se obter um hidrolisado, comportando um resíduo sólido e uma fase líquida contendo açúcares; c) efetua-se uma fermentação alcoólica do hidrolisado por meio de um micro-organismo de álcool, de maneira a produzir um vinho de fermentação, comportando uma matéria sólida e uma fase líquida contendo produtos de fermentação; d) extrai-se pelo menos uma parte da matéria sólida contida no vinho de fermentação, de maneira a se obter um fluxo enriquecido em matéria sólida e um vinho de fermentação empobrecido em matéria sólida; e) lava-se o fluxo enriquecido com matéria sólida com um fluxo líquido, de maneira a se obter esse fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação, o fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação sendo reciclado na etapa b); f) efetua-se uma etapa de separação do vinho de fermentação empobrecido em matéria sólida, de maneira a se obter pelo menos um fluxo purificado, comportando um álcool ou um solvente e pelo menos um fluxo de vinhaça.

[0013] De acordo com a invenção, o fluxo líquido da etapa e) pode ser composto de água fresca. O fluxo líquido da etapa e) pode comportar pelo menos uma parte do fluxo de vinhaça obtido na etapa f).

[0014] Na etapa b), o fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação pode ter um fluxo compreendido entre 50 % e 1500 % em peso do fluxo de substrato pré-tratado.

[0015] Na etapa e), pode-se colocar em contato o fluxo enriquecido com matéria sólida com esse fluxo líquido, depois se pode separar o fluxo líquido da matéria sólida.

[0016] Pode-se realizar a etapa d), de maneira que esse fluxo enriquecido de matéria sólida comporta entre 15 % em peso e 55 % em peso de matéria sólida e de maneira que esse vinho de fermentação empobrecido em matéria sólida comporte menos de 15 % em peso de matéria sólida.

[0017] Pode-se efetuar a etapa b) em um primeiro reator e pode- se efetuar a etapa c) em um segundo reator distinto do primeiro reator. Alternativamente, podem-se efetuar simultaneamente a etapa b) e a etapa c) no mesmo reator.

[0018] As enzimas de celulase podem ser produzidas por um micro-organismo escolhido dentre os cogumelos pertencentes aos gêneros Trichoderma, Aspergillus, Penicilium ou Schizophyllum, ou as bactérias anaeróbicas pertencentes o gênero Clostridium.

[0019] O micro-organismo de álcool pode ser escolhido dentre os micro-organismos do gênero Saccharomyces, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces diastaticus, Kluyveromyces fragilis, Candida shehatae, Pichia Stipitis, Pachysolen tannophilis, Zymomonas nobilis, Clostridium, Escherichia coli.

[0020] A carga de biomassa pode ser composta por pelo menos um dos seguintes elementos: madeira, plantas cultivadas, dejetos lignocelulósicos agrícolas, resíduos da indústria de transformação dos materiais lignocelulósicos.

[0021] Na etapa a), pode-se efetuar uma explosão ao vapor da biomassa, comprimindo, depois efetuando uma expansão da biomassa em mistura com água e um composto ácido.

[0022] Na etapa e) pode-se utilizar um organismo de álcool, produzindo pelo menos o etanol.

[0023] Outras características e vantagens da invenção serão melhor compreendidas e aparecerão claramente na leitura da descrição feita a seguir, com referência aos desenhos, dentre os quais: - a figura 1 é uma representação esquemática de um modo de realização não de acordo com a invenção; - a figura 2 é uma representação esquemática de um primeiro modo de realização do processo, de acordo com a invenção; - a figura 3 é uma representação esquemática de um segundo modo de realização do processo, de acordo com a invenção.

[0024] No sentido da presente invenção, designam-se pelo termo "matéria seca" os compostos sólidos e solúveis contidos em um fluxo, a taxa de matéria seca de um fluxo é determinada conforme o método ASTM E1756-01, que consiste em uma perda de massa a 105 oC. Designam-se pelo termo "matéria sólida"os compostos sólidos presentes em um fluxo, esses compostos sólidos sendo não solúveis em fase líquida. A matéria sólida pode ser composta de lignina, de hemicelulose e/ou de celulose. A taxa de matéria sólida contida em um fluxo pode ser determinada por lavagens sucessivas do fluxo com água e análise do teor em matéria seca residual do fluxo lavado.

[0025] Com referência à figura 1 uma carga de biomassa C é levada na unidade de pré-tratamento P, por intermédio do conduto 1. A carga de biomassa pode ser composta de madeira, de palhas ou de caroços de milho, de produtos de culturas florestais dedicadas (por exemplo de resinosos, tais como os abetos ou os pinheiros, folhados, tais como eucaliptos), plantas de culturas dedicadas, tais como miscanthus ou o switchgrass, de resíduos de plantas alcoolígenas, açucareiras (por exemplo, cana-de-açúcar ou beterraba) e cerealistas (por exemplo, milho, trigo...) de produtos e resíduos da indústria do papel e produtos de transformação dos materiais lignocelulósicos. A carga pode ser composta de aproximadamente 35 a 50 % em peso de celulose, de 20 a 30% em peso de hemicelulose e de 15 a 25 % em peso de lignina.

[0026] O composto ácido ou básico A e a água W1 necessários são respectivamente levados na unidade de pré-tratamento P, por intermédio dos condutos 2 e 3, a fim de aí realizar uma reação de hidrólise em meio ácido ou básico. Na unidade P, a carga de biomassa C é colocada em contato e misturada com a água W1 e o composto A em um reator. A unidade P de pré-tratamento pode utilizar uma ação mecânica, criada, por exemplo, por meio de uma extrudadora de tipo biparafuso ou de desfibriladora.

[0027] Dentre os compostos ácidos, o composto A pode ser escolhido dentre o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o ácido nítrico, o ácido acético ou o ácido fórmico. Dentre os compostos básicos, o composto A pode ser escolhido dentre o hidróxido de potássio, o hidróxido de sódio, o amoníaco.

[0028] Quando da etapa de pré-tratamento na unidade P, realiza- se pelo menos uma etapa de aquecimento da mistura de biomassa C, de água W1 e do composto A em um reator. A água W1 pode ser introduzida sob a forma de vapor. O papel do pré-tratamento é de tornar a celulose acessível às enzimas, desestruturando a matriz lignocelulósica. Quando do pré-tratamento, ataca-se preferencialmente a hemicelulose, que se acha em grande parte dissolvida na fase líquida.

[0029] De acordo com um primeiro modo de realização, realiza-se um pré-tratamento alcalino na unidade P. Por exemplo, na unidade P, pode-se aplicar um pré-tratamento ao sulfato de sódio, ainda denominado processo Kraft, classicamente utilizado nos processos de produção de produtos de papel, dito Kraft ou "pasta com sulfato", no final do qual são obtidas pastas de papel. O pré-tratamento químico alcalino realizado na unidade P pode também ser um pré-tratamento por explosão das fibras ao amoníaco, ainda denominado pré- tratamento AFEX (Ammonia Fiber Explosion) ou pré-tratamento por percolação, utilizando o amoníaco com reciclagem, ainda denominado pré-tratamento ARP (Ammonia Recycle Percolation).

[0030] O processo ao sulfato de sódio ou processo Kraft é baseado na utilização de soda e de sulfato de sódio. O tratamento químico dos cavacos de madeira é feito a 150-175 oC por uma duração de 1 a 7 horas em função do substrato utilizado. As pastas de papel kraft são produzidas a partir das biomassas as mais variadas, mas mais particularmente a partir das espécies arborescentes resinosas (softwood, tais como os abetos ou os pinheiros) ou folhosas (hardwood, tais como os eucaliptos) ou ainda os dejetos lignocelulósicos agrícolas (palha de trigo, arroz, etc.). Elas são parcialmente deslignificadas por meio de cozimentos à alta temperatura e em presença de soda. Essa deslignificação é controlada pelos parâmetros operacionais dos reatores. O cozimento é realizado em um reator vertical, onde os cavacos descem por gravidade e encontram os diversos licores de cozimento. O sulfeto de sódio é preparado diretamente a partir de sulfato de sódio por combustão. Quando do cozimento, o sulfeto de sódio é hidrolisado em soda, em NaHS e em H2S. Os diferentes compostos sulfurados presentes reagem com a lignina para dar tioligninas mais facilmente solúveis. O licor aplicado aos cavacos é denominado licor branco. O licor extraído do reator lixiviador contendo os compostos eliminados da parede é denominado licor negro. Ao final desse pré-tratamento alcalino, chega- se à produção de um substrato pré-tratado, enriquecido em celulose, já que ele contém entre 60 e 90 % de celulose entre 5 e 20 % de hemicelulose.

[0031] O processo ARP (Ammonia Recycle Percolation) é um processo de pré-tratamento utilizando o amoníaco com reciclagem. Esse tipo é notadamente descrito por Kim et al., 2003, Biores. Technol. 90 (2003) p. 39-47. A temperatura elevada da percolação leva a uma solubilização parcial, ao mesmo tempo, da lignina e das hemiceluloses, essa solução é, em seguida, aquecida para reciclar o amoníaco e recuperar, por um lado, a lignina e hemiceluloses, essa solução é, em seguida, aquecida para reciclar o amoníaco e recuperar, por um lado, a lignina extraída, por exemplo, para uma valorização energética, e, por outro lado, os açúcares solúveis oriundos das hemiceluloses.

[0032] O processo AFEX (Ammonia Fiber Explosion) consiste em introduzir o substrato lignocelulósico em um cozedor à alta pressão em presença de amoníaco, depois de provocar uma expansão explosiva na saída do reator e de reciclar o amoníaco então sob a forma gasosa. Esse tipo de processo é notadamente descrito por Teymouri et al., 2005, Biores. Technol. 96 2005) p.2014-2018. Esse processo leva principalmente a uma desestruturação da matriz da biomassa, mas não há separação fásica dos compostos lignina, hemicelulose e celulose na saída de tratamento.

[0033] De acordo com um segundo modo de realização, realiza-se um pré-tratamento ácido na unidade P. Por exemplo, na unidade P, pode-se aplicar um pré-tratamento de tipo cozimento ao ácido diluído. Nesse modo de realização, a biomassa é colocada em contato com um ácido forte diluído na água, por exemplo, o ácido sulfúrico, utilizando a biomassa com baixos teores em matérias secas, geralmente compreendidos entre 5 e 20 % de matéria seca. A biomassa, o ácido e a água são colocados em contato em um reator e montado em temperatura, geralmente entre 120 oC e 200 oC. Quando desse processo, os compostos hemicelulósicos são principalmente hidrolisados em açúcares, permitindo desestruturar a matriz lignocelulósica. Ao final desse pré-tratamento ácido, chega-se à produção de um substrato pré-tratado sólido, enriquecido em celulose e em lignina, assim como uma fração líquida enriquecida em açúcares.

[0034] De acordo com um terceiro modo de realização, pode-se também aplicar o processo denominado "explosão vapor", ou "SteamEx" ou "Steam Explosion", segundo a terminologia anglo- saxônica, na unidade P. É um processo no qual a biomassa lignocelulósica é colocada em contato com a água em um reator com pequeno tempo de permanência, geralmente compreendido entre 2 e 15 minutos a temperaturas moderadas, geralmente entre 120 oC e 250 oC e a uma pressão compreendida entre 5 e 50 bárias. A água pode ser adicionada a um composto ácido, por exemplo, o ácido sulfúrico, ou de um composto básico. Na saída do reator, a biomassa é expandida, por exemplo, à pressão atmosférica, em um recipiente separador gás / sólido, a fim de produzir uma biomassa pré-tratada de elevada matéria seca, geralmente compreendida entre 20 e 70 % de matéria seca.

[0035] A unidade pode comportar etapas adicionais, por exemplo, de colocação no pH, que têm por finalidade facilitar a utilização e a eficácia das etapas de hidrólise enzimática e de fermentação.

[0036] Evacua-se da unidade P um substrato pré-tratado pelo conduto 4. O substrato pré-tratado é composto de açúcares dissolvidos em fase líquida e de matéria sólida composta de lignina, de celulose e de hemicelulose que não foi liquefeito no pré-tratamento P. O fluxo de substrato pré-tratado que circula no conduto 4 contém preferencialmente entre 10 % em peso e 60 % em peso de matéria seca e ainda mais preferencialmente entre 20 % em peso e 55 % em peso de matéria seca. Evacua-se da unidade P um substrato pré- tratado pelo conduto 4 na unidade H1.

[0037] O substrato pré-tratado é introduzido em um reator da unidade H1 para sofrer uma primeira etapa de hidrólise enzimática dita de "liquefação". A água W2 e enzimas E são respectivamente acrescentadas na unidade H por intermédio dos condutos 5 e 6a, a fim de realizar uma reação de hidrólise enzimática do substrato pré- tratado. As quantidades de substrato pré-tratado, de água e de enzima são ajustadas na etapa na unidade H1, de maneira que o meio reacional comporte um teor em matéria sólida, geralmente compreendido entre 5% e 40 % em peso, de preferência entre 10 % e 25 % em peso. A liquefação é preferencialmente realizada com pH compreendido entre 4 e 5,5, e a uma temperatura compreendida entre 40 oC e 60 oC. As enzimas E podem ser produzidas por um microorganismo, por exemplo, cogumelos pertencentes aos gêneros Trichoderma, Aspergillus, Penicilium ou Schizophyllum, ou as bactérias anaeróbicas pertencentes, por exemplo, ao gênero Clostridium. As enzimas produzidas por esses micro-organismos contêm notadamente as celulases e, eventualmente, hemicelulases, adaptadas à hidrólise impulsionada da celulose, e, eventualmente, das hemiceluloses. Na unidade H1, as condições da hidrólise enzimática, principalmente a taxa de matéria seca da mistura a hidrolisar e a quantidade de enzimas utilizada, são escolhidas de tal forma que se obtenha uma solubilização da celulose compreendida entre 10 % e 40 % em peso, de preferência entre 20 % e 40 % em peso, no peso total de celulose contido no substrato pré-tratado. Evacua-se da unidade H1 um substrato liquefeito pelo conduto 7 para introduzi-lo na unidade HF. Assim, o fluxo de substrato liquefeito oriundo de H1 comporta açúcares dissolvidos em fase aquosa e da matéria sólida composta principalmente de lignina e rica em celulose.

[0038] Esse substrato liquefeito sofre simultaneamente, no reator da unidade HF, uma hidrólise e uma fermentação, uma hidrólise completa, a fim de solubilizar todos os açúcares presentes na fase sólida. No reator da unidade HF, podem-se acrescentar enzimas pelo conduto 6b. Além disso, na unidade HF, o substrato hidrolisado é colocado em contato com um ou vários micro-organismos de fermentação LEV introduzidos pelo conduto 9. Os micro-organismos LEV podem ser escolhidos, por exemplo, dentre os seguintes elementos: os lêvedos do gênero Saccharomyces, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Saccharomyces uvarum, Saccharpomycesd diastaticus, Kluyveromyces fragilis, Candida Shehatae, Pichia stipitis, Pachysolen tannophilis ou as bactérias do gênero Zymomonas mobilis, Clostridium, Escherichia coli. De maneira muito preferida, utiliza-se um lêvedo do tipo Saccharomyces, e ainda mais preferencialmente Saccharomyces cerevisiae. De preferência, utiliza-se um lêvedo adaptado para produzir o etanol, por exemplo, os lêvedos. Os açúcares fermentescíveis são assim transformados em álcoois e/ou em solventes pelos micro-organismos. A etapa de hidrólise e de fermentação na unidade HF pode ser realizada a uma temperatura compreendida entre 30 oC e 35 oC. Nessa unidade HF, a reação de fermentação produz um vinho de fermentação enriquecido em produtos da reação de fermentação, evacuado pelo conduto 10, por exemplo, álcoois ou solventes orgânicos. O vinho de fermentação contém também matéria sólida composta principalmente de lignina.

[0039] Esse vinho de fermentação é introduzido na unidade Ex1 para sofrer uma etapa de separação entre líquido e sólido, a fim de extrair daí a matéria sólida, notadamente a lignina que não foi hidrolisada, nem fermentada nas unidades H1 e HF. A extração da matéria sólida é efetuada na unidade Ex1, que pode aplicar uma das seguintes técnicas: centrifugação, secagem ou prensagem, filtragem, decantação. A unidade Ex1 produz um fluxo empobrecido em matéria sólida evacuado pelo conduto 12 e um fluxo enriquecido em matéria sólida, notadamente em lignina, evacuado pelo conduto 11.

[0040] O fluxo empobrecido em matéria sólida é, em seguida, introduzido pelo conduto 12 na unidade de separação S, a fim de extrair os compostos de interesse evacuados pelo conduto 13, por exemplo, álcoois ou solventes orgânicos. Os resíduos da separação, comumente denominados vinhaças, são evacuados da unidade de separação S pelo conduto 14. As vinhaças são geralmente compostas de água, assim como qualquer produto líquido ou sólido não convertido ou não extraído, quando das etapas precedentes nas unidades H1, Hf e Ex1. A unidade de separação S pode utilizar uma ou várias destilações, eventualmente uma separação das matérias em suspensão, por exemplo, por centrifugação, decantação, filtragem.

[0041] O processo não de acordo com a invenção, esquematizado pela figura 1, apresenta o inconveniente de evacuar uma parte dos compostos valorizados, isto é, álcoois ou solventes, que permanecem contidos na matéria sólida, isto é, essencialmente a lignina, evacuada pelo conduto 11, quando da operação de extração da matéria sólida na unidade Ex1. Com efeito, esses álcoois ou solventes presentes sob a forma líquida no vinho de fermentação que circula no conduto 10 correm o risco de serem separados deforma imperfeita na etapa Ex1 com as ferramentas conhecidas do técnico, por exemplo, ferramentas de centrifugação, secagem, decantação ou prensagem. Pelo menos uma fração dos álcoois ou solventes é evacuada pelo conduto 11, provocando uma perda de rendimento do processo.

[0042] O processo, de acordo com a invenção, propõe prevenir nesse problema de perda de produtos de fermentação da matéria sólida, utilizando uma operação de lavagem do fluxo enriquecido em matéria sólida que circula no conduto 11, permitindo reciclar os produtos de fermentação no processo sem aí fornecer uma diluição suplementar. A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição das figuras 2 e 3, esquematizando duas aplicações do processo, de acordo com a invenção. As referências da figura 2, idênticas àquelas da figura 1, designam os mesmos elementos.

[0043] De acordo com a invenção, pode-se efetuar a etapa de separação da matéria sólida do líquido na unidade Ex1, de maneira que o fluxo 8 empobrecido em sólido contenha menos de 15 % em peso, e, de preferência, menos de 10 % em peso, e ainda mais preferencialmente menos de 5 % em peso, e, de preferência, menos de 10 % em peso, e ainda mais preferencialmente menos de 5 % em peso, e, de preferência, menos de 10 % em peso, e ainda mais preferencialmente menos de 5 % em peso de matérias sólidas. O resto do fluxo 8 pode ser composto de açúcar dissolvido em fase aquosa. Além disso, pode-se efetuar a etapa de separação da matéria sólida do líquido na unidade Ex1, de maneira que o fluxo 9 enriquecido em sólidos contenha entre 15 % e 55 % em peso, e, de preferência, entre 20 % e 45 % em peso e ainda mais preferencialmente entre 25 % e 35 % em peso de matéria sólida. Devido às limitações dos equipamentos de separação entre sólidos e líquidos da unidade Ex1, o fluxo 9 enriquecido em, sólidos contém pelo menos 45 % de líquido, que pode notadamente ser composto de açúcar dissolvido em fase aquosa.

[0044] Com referência à figura 2, efetua-se, na unidade L, uma etapa de lavagem da matéria sólida contida no fluxo que chega pelo conduto 11. Na umidade L, um fluxo líquido é levado por intermédio do conduto 15, a fim de realizar uma lavagem da matéria sólida contida no fluxo que chega pelo conduto 11. O fluxo líquido é colocado em contato com a matéria sólida, depois o líquido é separado da matéria sólida. A etapa de lavagem na unidade L pode ser realizada por percolação, por operações de mistura e separação líquido/sólido sucessivas ou por qualquer outra técnica conhecida do técnico. A lavagem permite extrair pelo conduto 16 um fluxo líquido enriquecido em compostos de interesse, isto é, álcoois ou solventes, assim como um fluxo empobrecido em compostos de interesse pelo conduto 17. O fluxo 16 é, em seguida, reciclado na unidade H1, a fim de aumentar a recuperação dos produtos de fermentação e aumentar o rendimento global do processo.

[0045] Com referência à figura 2, o fluxo líquido levado pelo conduto 15 pode ser um fluxo de água fresca W3 ou uma parte das vinhaças provenientes da unidade S fornecida pelos condutos 14, depois 14a na unidade L. De acordo com a invenção, o fato de reciclar o fluxo enriquecido em compostos de interesse pelo conduto 16 na unidade H1 permite limitar, até mesmo suprimir, o fornecimento de água fresca W2 diretamente na unidade H1. Por exemplo, o fluxo 16 representa entre 50% em peso e 1500% em peso, preferencialmente entre 100% em peso e 600% em peso, do fluxo de substrato pré- tratado introduzido pelo conduto 4 na unidade H1. Assim, a presente invenção permite limitar, até mesmo evitar, qualquer diluição suplementar dos fluxos no processo ligada ao uso de água para a lavagem do fluxo 11.

[0046] No processo esquematizado pela figura 3, o substrato pré- tratado oriundo da unidade P é diretamente introduzido pelo conduto 4, depois 7 no reator da unidade HF de hidrólise e de fermentação simultânea. A água W2, as enzimas E e os lêvedos LEV são introduzidos no reator da unidade HF respectivamente pelos condutos 5, 6b e 9. Nesse caso, o fluxo 16 enriquecido em composto de interesse é introduzido no reator da unidade HF.

EXEMPLOS

[0047] Os exemplos a seguir ilustram a invenção, sem limitar-lhe o alcance.

Exemplo 1, conforme o processo da figura 1 (não de acordo com a invenção)

[0048] Nesse exemplo, apresenta-se um processo de produção de etanol, a partir de palha com as seguintes características:

[0049] Carga: palha de trigo, fluxo 89,60 toneladas / hora, composição média:

Preparo de carga e pré-tratamento na unidade P:

[0050] A palha é moída sobre uma grade 50 mm, depois impregnada com o ácido H2SO4 diluído em 0,7 g/litro. A impregnação é seguida de uma separação sólido / líquido e o licor de impregnação é reciclado, a matéria seca (MS) do sólido na entrada de pré-tratamento é de 45 % e, peso. O pré-tratamento por explosão ao vapor é efetuado a 200 oC em uma configuração contínua, empregando um curto tempo de permanência. O meio é bruscamente expandido a uma pressão de 1,3 atm. O substrato pré-tratado é enviado para o reator de hidrólise enzimática H1.

Hidrólise enzimática e conversão em etanol:

[0051] A concentração em sólidos à entrada do reator de liquefação na unidade H1 é de 14 % em peso. Para atingir esse nível de diluição, 114,3 toneladas / hora de água W2 de processo são misturadas ao substrato pré-tratado. Após 10 horas de operação, a mistura liquefeita é enviada na unidade HF, que opera em modo SSF. Nessa etapa, as enzimas continuam a agir sobre a celulose, ao mesmo tempo em que o micro-organismo de fermentação (Saccharomyces cerevisiae) age sobre os açúcares liberados. O rendimento global da conversão da celulose em etanol é de 0,40 g de etanol por g de celulose introduzida. As pentoses presentes não são convertidas pelo micro-organismo de fermentação escolhido. O título etanólico do fluxo enviado em separação é de 39,4 g de etanol / kg de vinho.

Separação:

[0052] O vinho isolado da unidade HF é enviado em uma decantadora na unidade Ex1, onde a matéria sólida, notadamente a lignina, é separada do vinho antes da etapa de recuperação do etanol na unidade de separação S. Nessa etapa de separação, um fluxo contendo 31,3 % de matéria sólida é produzido. Considerando-se a natureza da separação, esse fluxo contém ainda uma quantidade importante de produtos de fermentação, notadamente o etanol, aprisionados. A perda de etanol, quando dessa etapa, é estimada em 20,7%.

Recuperação do etanol:

[0053] A separação na unidade S é feita por destilação. O rendimento de extração é de 99,6 %. Assim, o processo permite produzir anualmente 74890 toneladas de etanol, e tem um consumo específico de água de processo de 12,2 toneladas de água / tonelada de etanol produzido.

Exemplo 2, conforme o processo da figura 1 (não conforme a invenção)

[0054] Nesse exemplo, apresenta-se um processo de etanol, a partir de palhas com as seguintes características:

[0055] Carga: palha de trigo, fluxo 89,60 tonelada / hora, composição média:

Preparo de carga e pré-tratamento na unidade P:

[0056] A palha é moída sobre uma grade de 50 mm, depois impregnada com o ácido H2SO4 diluído em 0,7 g/litro. A impregnação é seguida de uma separação sólido / líquido e o licor de impregnação é reciclada, a matéria seca (MS) do sólido na entrada de pré-tratamento é de 45 % empeso. O pré-tratamento por explosão ao vapor é feito a 200oC em uma configuração contínua, empregando um curto tempo de permanência. O meio é bruscamente expandido a uma pressão de 1,3 atm. O substrato pré-tratado é enviado para o reator de hidrólise enzimática H1.

Hidrólise enzimática e conversão em etanol:

[0057] A concentração em sólidos à entrada do reator de liquefação na unidade H1 é de 14 %. Para atingir esse nível de diluição, 114,3 toneladas / hora de água W2 de processo são misturadas ao substrato pré-tratado. Após 10 horas de operação, a mistura liquefeita é enviada na unidade HF, que opera em modo SSF. Nessa etapa, as enzinas continuam a agir sobre a celulose, ao mesmo tempo em que o micro-organismo de fermentação (Saccharomyces cerevisiae) age sobre os açúcares liberados. O rendimento global da conversão da celulose em etanol é de 0,40 g de etanol por g de celulose introduzida. As pentoses não são convertidas pelo microorganismo de fermentação escolhido. O título etanólico do fluxo enviado em separação é de 39,4 g de etanol / kg de vinho.

Separação:

[0058] O vinho oriundo da unidade HF é enviado em uma decantadora na unidade Ex1, onde a matéria sólida, notadamente a lignina, é separada do vinho antes da etapa de recuperação do etanol na unidade de separação S. Nessa etapa de separação, um fluxo contendo 30,8% de matéria sólida é produzido.

Lavagem do fluxo de matéria sólida:

[0059] Considerando-se a natureza da separação, aproximadamente 20 % do etanol permanecem aprisionados na matéria sólida. Uma lavagem em contracorrente da matéria sólida é, então, utilizada com a finalidade de reduzir as perdas. 115 toneladas / hora de água de processo são utilizadas nessa operação. As perdas de etanol baixam para 1,4 %. O vinho diluído recuperado contém 20,1 g de etanol / kg de vinho e é misturado no vinho clarificado obtido, antes de ser enviado à unidade de separação S antes de ser enviado à unidade de separação S.

Recuperação do etanol:

[0060] O vinho clarificado misturado ao vinho diluído da lavagem é enviado para as colunas de destilação da unidade S. Devido à baixa concentração em etanol do vinho diluído oriundo da lavagem, o vinho total contém apenas 35,2 g de etanol por kg de vinho na entrada da etapa de destilação, valor 10,7 % inferior àquele obtido em fim de fermentação SSF.

[0061] A separação na unidade S é feita por destilação. O rendimento de extração é de 99,6 %. Assim, o processo permite produzir anualmente 93 087 toneladas de etanol, e tem um consumo específico de água de processo de 19,6 toneladas de água / tonelada de etanol produzido.

Exemplo 3, segundo o processo da figura 2 (de acordo com a invenção)

[0062] Nesse exemplo, apresenta-se um processo de produção de etanol a partir de palha com as seguintes características:

[0063] Carga: palha de trigo, fluxo 89,60 toneladas/ hora, composição média:

Preparo de carga e pré-tratamento na unidade P:

[0064] A palha é moída sobre uma grade 50 mm, depois impregnada com o ácido H2SO4 diluído a 0,7 g/litro. A impregnação é seguida de uma separação sólida / líquido e o licor de impregnação é reciclado, a matéria seca (MS) do sólido na entrada de pré-tratamento é de 45 % em peso. O pré-tratamento por explosão ao vapor é feito a 200 oC em uma configuração contínua, empregando um curto tempo de permanência. O meio é bruscamente expandido a uma pressão de 1,3 atm. O substrato pré-tratado é enviado para o reator de hidrólise enzimática H1.

Hidrólise enzimática e conversão em etanol:

[0065] A concentração em sólidos à entrada do reator de liquefação na unidade H1 é de 14 % em peso. Para atingir esse nível de diluição, 114,3 toneladas /hora de água de diluição chegando pelo conduto 16 são misturadas ao substrato pré-tratado. Essa água de diluição contém 25,0 g de etanol / kg de solução originárias da reciclagem da água utilizada para a lavagem do fluxo de sólidos obtido ao final da operação de separação líquido/ sólido Ex1 na saída da unidade HF.

[0066] Após 10 horas de operação, a mistura liquefeita é enviada na unidade HF, que opera em modo SSF. Nessa etapa, as enzimas continuam a agir sobre a celulose, ao mesmo tempo em que o microorganismo de fermentação (Saccharomyces cerevisiae) age sobre os açúcares liberados. O rendimento global da conversão da celulose em etanol é de 0,40 g de etanol por g de celulose introduzida. As pentoses presentes não são convertidas pelo micro-organismo de fermentação escolhido. O título etanólico do fluxo enviado em separação é de 48,9 g de etanol / kg de vinho.

Separação:

[0067] O vinho da unidade HF é enviado para uma decantadora na unidade Ex1, onde a matéria sólida, notadamente a lignina, é separada do vinho, antes da etapa de recuperação do etanol na unidade de separação S. Nessa etapa de separação, um fluxo contendo 30,7 % em peso de matéria sólida é produzido.

Lavagem do fluxo de matéria sólida:

[0068] A fim de recuperar o etanol aprisionado na matéria sólida, uma etapa de lavagem da matéria sólida é utilizada. Nesse exemplo, a totalidade da água enviada como água de diluição na etapa de hidrólise enzimática é inicialmente utilizada para lavar a matéria sólida na unidade de lavagem L à contracorrente sob três estágios de contato. Depois, a água de lavagem é introduzida na unidade H1. As perdas de etanol são então reduzidas de 93,2 % em relação aos resultados do exemplo 1, seja 1,4 % de perda global.

Recuperação do etanol:

[0069] A separação na unidade S é feita por destilação. O rendimento de extração é de 99,6 %. Assim, o processo permite produzir anualmente 92607 toneladas de etanol, e tem um consumo específico de água de processo de 9,9 toneladas de água / tonelada de etanol produzido, seja 18,8 % e 49,5 % de redução em relação aos consumos de água nos exemplos 1 e 2, respectivamente.

Exemplo 4, conforme o processo da figura 1 (não conforme a invenção)

[0070] Nesse exemplo, apresenta-se um processo de produção de etanol, a partir de palha com as seguintes características:

[0071] Carga: palha de trigo, fluxo 89,60 tonelada / hora, composição média:

Preparo de carga e pré-tratamento na unidade P:

[0072] A palha é moída sobre uma grade 50 mm, depois impregnada com o ácido H2SO4 diluído a 0,7 g/litro. A impregnação é seguida de uma separação sólido/líquido e o licor de impregnação é reciclado, a matéria seca (MS) do sólido na entrada de pré-tratamento é de 45 % em peso. O pré-tratamento por explosão ao vapor é efetuado a 200 oC em uma configuração contínua empregando um curto tempo de permanência. O meio é bruscamente expandido a uma pressão de 1,3 atm. O substrato pré-tratado é enviado para o reator de hidrólise enzimática H1.

Hidrólise enzimática e conversão em etanol:

[0073] A concentração em sólidos à entrada do reator de liquefação na unidade H1 é de 14 % em peso. Para atingir esse nível de diluição, 114,3 toneladas / hora de água W2 de processo são misturadas ao substrato pré-tratado. Após 10 horas de operação, a mistura liquefeita é enviada na unidade HF, que opera em modo SSF. Nessa etapa, s enzimas continuam a agir sobre a celulose, ao mesmo tempo em que o micro-organismo de fermentação (Saccharomyces cerevisiae proveniente de uma cepa modificada capaz de realizar a co- fermentação das hexoses e das pentoses) age sobre as pentoses presentes e as hexoses liberadas. O rendimento global da conversão da celulose em etanol é de 0,39 g de etanol por g de celulose introduzida. A conversão das pentoses em etanol se eleva a 0,11 g de etanol por g pentose introduzida. O título etanólico do fluxo enviado em separação é de 47,5 g de etanol / kg de vinho.

Separação:

[0074] O vinho oriundo da unidade HF é enviado para uma decantadora na unidade Ex1, na qual a matéria sólida, notadamente a lignina, é separada do vinho, antes da etapa de recuperação do etanol na unidade de separação S. Nessa etapa de separação, um fluxo contendo 31,5 % em peso de maneira sólida é produzido. Considerando-se a natureza da separação, esse fluxo contém ainda uma quantidade importante de produtos de fermentação, notadamente o etanol, aprisionados. A perda de etanol, quando dessa etapa, é estimada em 20,7%.

Recuperação do etanol:

[0075] A separação na unidade S é feita por destilação. O rendimento de extração é de 99,6 %. Assim, o processo permite produzir anualmente 89 707 toneladas de etanol, e tem um consumo específico de água de processo de 10,2 toneladas de água / tonelada de etanol.

Exemplo 5, conforme o processo da figura 2 (conforme a invenção)

[0076] Nesse exemplo, apresenta-se um processo de produção de etanol a partir de palha com as seguintes características:

[0077] Carga: palha de trigo, fluxo 89,60 tonelada / hora, composição média:

Preparo de carga e pré-tratamento na unidade P:

[0078] A palha é moída sobre uma grade 50 mm, depois impregnada com o ácido H2SO4 diluído em 0,7 g/litro. A impregnação é seguida de uma separação sólido/líquido e o licor de impregnação é reciclada, a matéria seca (MS) do sólido na entrada de pré-tratamento é de 45 % em peso. O pré-tratamento por explosão ao vapor é efetuado a 200 oC em uma configuração contínua, empregando um curto tempo de permanência. O meio é bruscamente expandido a uma pressão de 1,3 atm. O substrato pré-tratado é enviado para o reator de hidrólise enzimática H1.

Hidrólise enzimática e conversão em etanol:

[0079] A concentração em sólidos à entrada do reator de liquefação na unidade H1 é de 14 % em peso. Para atingir esse nível de diluição, 114,3 toneladas / hora de água de diluição são misturadas ao substrato pré-tratado. Essa água de diluição contém 31,1 g de etanol / kg de solução e 101,7 g de pentoses / kg de solução originárias da reciclagem das vinhaças produzidas em destilação e utilizadas para a lavagem do fluxo de matéria sólida obtido ao final da operação de separação líquido / sólido Ex1 na saída do reator HF.

[0080] Após 10 horas de operação, a mistura liquefeita é enviada na unidade HF, que opera em modo SSF. Nessa etapa, as enzimas continuam a agir sobre a celulose, ao mesmo tempo em que o microorganismo de fermentação (Saccharomyces cerevisiae proveniente de uma cepa modificada capaz de realizar a co-fermentação das hexoses e das pentoses) age sobre os açúcares liberados. O rendimento global da conversão da celulose em etanol é de 0,35 g de etanol por g de celulose introduzida. A conversão das pentoses em etanol se eleva a 0,11 g de etanol por g de pentose introduzida. A baixa de rendimento se explica pela mais alta concentração de açúcares e de etanol na etapa de hidrólise enzimático. O título etanólico do fluxo enviado em separação é de 61,0 g de etanol / kg de vinho.

Separação:

[0081] O vinho oriundo da unidade HF é enviado para uma decantadora na unidade Ex1, onde a matéria sólida, notadamente a lignina, notadamente a lignina, é separado do vinho antes da etapa de recuperação do etanol na unidade de separação S. Nessa etapa de separação, um fluxo contendo 32,3 % de matéria sólida é produzido. Lavagem do fluxo de material sólido:

[0082] A fim de recuperar o etanol aprisionado na matéria sólida, uma etapa de lavagem da matéria sólida é utilizada. Nesse exemplo, a totalidade da água enviada como água de diluição na etapa de hidrólise enzimática na unidade H1 provém das vinhaças produzidas em destilação na unidade S. Essas vinhaças são inicialmente utilizadas para lavar a matéria sólida na unidade de lavagem L à contracorrente sob três estágios de contato. Depois, as vinhaças oriundas da unidade L são introduzidas na unidade H1. As perdas de etanol são então reduzidas de 92,7 % em relação aos resultados do exemplo 4, seja 1,5 % de perda global.

Recuperação de etanol:

[0083] A separação na unidade S é feita por destilação. O rendimento de extração é de 99,6 %. Assim, o processo permite produzir anualmente 114 051 toneladas de etanol, e tem um consumo específico de água de processo de 0,0 tonelada de água / tonelada de etanol produzido em regime contínuo.

Claims

1. Processo de produção de álcool e/ou de solvente a partir de uma carga de biomassa, caracterizado pelo fato de que se efetuam as seguintes etapas: a) efetua-se uma etapa de pré-tratamento por colocação em contato e aquecimento da carga de biomassa com água e um composto ácido ou básico, de maneira a se obter um substrato pré- tratado; b) coloca-se em contato o substrato pré-tratado com enzimas celulases e com um fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação obtido na etapa e) de maneira a se obter um hidrolisado, comportando um resíduo sólido e uma fase líquida contendo açúcares; c) efetua-se uma fermentação alcoólica do hidrolisado por meio de um micro-organismo de álcool, de maneira a produzir um vinho de fermentação, comportando uma matéria sólida e uma fase líquida contendo produtos de fermentação; d) extrai-se pelo menos uma parte da matéria sólida contida no vinho de fermentação de maneira a se obter um fluxo enriquecido em matéria sólida e um vinho de fermentação empobrecido em matéria sólida; e) lava-se o fluxo enriquecido com matéria sólida com um fluxo líquido, de maneira a se obter esse fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação, o fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação sendo reciclado na etapa b); f) efetua-se uma etapa de separação do vinho de fermentação empobrecido em matéria sólida, de maneira a se obter pelo menos um fluxo purificado, comportando um álcool ou um solvente e pelo menos um fluxo de vinhaça.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que nele o fluxo líquido da etapa e) é composto de água fresca.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que nele o fluxo líquido da etapa e) comporta pelo menos uma parte do fluxo de vinhaça obtido na etapa f).

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que nele na etapa b) o fluxo líquido enriquecido em produtos de fermentação tem um débito compreendido entre 50 % e 1.500 % em peso do débito de substrato pré-tratado.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que nele na etapa e) se coloca em contato o fluxo enriquecido em matéria sólida com esse fluxo líquido, depois se separar o fluxo líquido da matéria sólida.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que nele se realiza a etapa d) de maneira que esse fluxo enriquecido de matéria sólida comportar 15 % em peso e 55 % em peso de matéria sólida e de maneira que esse vinho de fermentação empobrecido em matéria sólida comporte menos de 15 % em peso de matéria sólida.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que nele se efetua a etapa b) em um primeiro reator e se efetuar a etapa c) em um segundo reator distinto do primeiro reator.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que nele se efetua simultaneamente a etapa b) e a etapa c) no mesmo reator.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que nele as enzimas celulases são produzidas por um micro-organismo selecionado dentre os cogumelos pertencentes aos gêneros Trichoderma, Aspergillus, Penicillium ou Schizophyllum, ou as bactérias anaeróbicas pertencentes ao gênero Clostridium.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que nele o microorganismo de álcool é selecionado dentre os micro-organismos do gênero Saccharomyces, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces diastaticus, Kluyveromyces fragilis, Candida shehatae, Pichia stipitis, Pachysolen tannophilis, Zymomonas mobilis, Clostridium, Escherichia coli.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que nele a carga de biomassa é composta por pelo menos um dos seguintes elementos: madeira, plantas cultivadas, dejetos lignocelulósicos agrícolas, resíduos da indústria de transformação dos materiais lignocelulósicos.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que nele na etapa a) se efetua uma explosão no vapor da biomassa, comprimindo, depois efetua-se uma expansão da biomassa em mistura com a água e um composto ácido.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que nele na etapa e) se utiliza um organismo de álcool produzindo pelo menos o etanol.