BR112017015298B1

BR112017015298B1 - Processo para a decomposição de material de biomassa contendo lignocelulose

Info

Publication number: BR112017015298B1
Application number: BR112017015298-3A
Authority: BR
Inventors: Ralf HORTSCH; Thomas Hoppe; Bjoern HUEHNLEIN
Original assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2021-06-22
Also published as: CA2972943C; SI3245014T1; DK3245014T3; US10960401B2; MY180413A; HRP20191915T1; HUE046339T2; CA2972943A1; WO2016113063A1; PL3245014T3; CN107107133B; EP3245014B1; BR112017015298A2; ES2755504T3; AU2015377922A1; AU2015377922B2; CN107107133A; EA201791620A1; AR103700A1; EP3045234A1

Abstract

o presente pedido pertence a um processo para a decomposição de material de biomassa.

Description

[001]O presente pedido pertence a um processo para a decomposição de material de biomassa contendo lignocelulose.

[002]Devido aos recursos limitados de óleo mineral e demanda para reduzir emissões de CO2, a indústria química procura vias de produção mais sustentáveis para a fabricação de produtos químicos básicos tais como combustíveis líquidos e produtos químicos de base. Parte daquela estratégia foca na conversão de biomassa lignocelulósica em produtos químicos versáteis ou combustíveis tais como etanol. Biomassa lignocelulósica contém celulose (~25 a 40 % (p/p) d.s.), hemicelulose (~15 a 25 % (p/p) d.s.) e lignina (~15 a 30 % (p/p) d.s.) como componentes principais e quantidades menores de outros carboidratos, ceras, proteínas e compostos inorgânicos. Entre as formas de biomassa vegetal, biomassa lignocelulósica derivada de quaisquer fluxos de resíduos florestais e agrícolas, tais como resíduos de madeira e palha de cereal são particularmente bem adequados para a conversão de produtos químicos básicos e combustíveis por causa de sua disponibilidade, baixo custo e produção ambientalmente responsável. Adicionalmente, as análises do ciclo de vida de processos de produção que utilizam matérias-primas lignocelulósicas indicam emissões de gás de efeito estufa reduzidas comparadas aos processos com base em outras matérias-primas.

[003]Várias opções de processo que descrevem a conversão de biomassa lignocelulósica em etanol e outros produtos químicos de base foram descritas (Pejo et al., 2008). Para realizar estes processos em uma escala industrial é particularmente desejável transferir a quantidade máxima de energia, carbono e massa contida na matéria-prima renovável aos produtos finais. Atualmente, nenhum dos processos de conversão descritos realizou-se até o máximo.

[004]Operações unitárias exemplares para a conversão biotecnológica de material lignocelulósico (por exemplo, palha) em produtos de valor agregado (por exemplo, etanol) são: desengomagem mecânica e/ou pré-tratamento fisicoquímico, hidrólise enzimática, fermentação e recuperação de produto. Com respeito à produção de etanol celulósico em escala industrial, uma barreira chave ainda é a despesa de custo e assim um processo de baixa energia e conversão de biomassa eficiente são de grande importância.

[005]Portanto, o objetivo da presente invenção é a provisão de um processo altamente eficiente melhorado para a decomposição de material de biomassa contendo lignocelulose.

[006]Os inventores da presente invenção descobriram agora surpreendentemente que este objetivo da presente invenção pode ser obtido por um processo para a decomposição de material de biomassa contendo lignocelulose, compreendendo as etapas (a) fornecer o material de biomassa contendo lignocelulose; (b) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose para fragmentação; (c) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado a uma peneira para separar uma fração de partícula consistindo em partículas com um diâmetro de partícula médio menor do que 2500 μm; (d) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado remanescente a um pré-tratamento; em que antes, durante ou depois que as partículas de pré-tratamento são adicionadas ao material de biomassa contendo lignocelulose em que pelo menos 70 % em peso das partículas têm um diâmetro de partícula médio menor do que 1,6 mm.

[007]Dentro da presente invenção, o termo “material de biomassa” é um “material contendo lignocelulose”. O termo “material contendo lignocelulose” é para ser entendido compreender todo o tipo de material conhecido a uma pessoa habilitada na técnica compreendendo lignocelulose. Os termos “material contendo lignocelulose”, “biomassa contendo lignocelulose”, “material lignocelulósico” e “biomassa lignocelulósica” devem ser entendidos como sinônimos dentro da presente invenção. Material contendo lignocelulose particularmente preferido de acordo com a presente invenção incluem madeira, palha de cereal e/ou cascas, bagaço, cascas de aveia, switchgrass, celulose, polpa de papel cru (obtida a partir da polpa e produção de papel) e misturas destes. Fontes alternativas ou componentes adicionais podem compreender um ou mais dos seguintes componentes: celulose purificada, polpa, soro de leite, melaço ou açúcares tais como glicose e lactose. Em uma forma de realização preferida, o material contendo lignocelulose contém pelo menos 25 % em peso, preferivelmente pelo menos 40 % em peso, mais preferivelmente pelo menos 70 % em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 80 % em peso e o mais preferido pelo menos 90 % em peso de lignocelulose. Deve ser entendido que o material contendo lignocelulose também pode compreender outros compostos tais como material proteináceo, amido, açúcares, tais como açúcares fermentáveis e/ou açúcares não-fermentáveis.

[008]De acordo com a etapa b) do processo de acordo com a presente invenção, o material de biomassa contendo lignocelulose fornecido é submetido a um fragmentação. O termo “fragmentação” é desse modo entendido compreender qualquer tipo de fragmentação conhecida a uma pessoa habilitada na técnica como adequado para o propósito inventivo. Dentro de uma forma de realização preferida, a fragmentação compreende qualquer tipo de processamento mecânico, maceração, trituração, moagem, picagem, esmagamento, corte, irradiação, moagem tal como moagem a seco, moagem úmida e moagem de bolas vibratórias, e quaisquer combinações destes. Dentro de uma forma de realização particularmente preferida, a fragmentação compreende ou consiste em moagem que é ainda preferivelmente realizada por um moinho de martelo. A fragmentação é preferivelmente realizado em uma forma contínua.

[009]De acordo com a etapa c) do processo inventivo, o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado é submetido a uma peneiração para separar uma fração de partícula consistindo em partículas com um diâmetro de partícula médio menor do que 2500 μm, preferivelmente com um diâmetro médio menor do que 2200 μm, ainda preferido menor do que 1800 μm e particularmente preferido menor do que 1600 μm, ainda mais preferido menor do que 1200 μm e o mais preferido menor do que 800 μm. Em uma forma de realização alternativa, uma fração de partícula consistindo em partículas com um diâmetro de partícula médio de 1 a 2500 μm, preferivelmente 1 a 1800 μm, particularmente preferido 1 a 1600 μm e o mais preferido de 1 a 1200 μm é separada dentro da etapa c) do processo inventivo.

[0010]Dentro desta etapa de separação c), é particularmente preferido separar pelo menos 65 % (fração de partícula separada em peso/material de biomassa inicial em peso) das partículas com o diâmetro de partícula médio respectivo como definido antes de, preferido pelo menos 75 % (em peso/em peso), ainda preferido pelo menos 85 % (em peso/em peso) particularmente preferido pelo menos 95 % (em peso/em peso), ainda particularmente preferido pelo menos 99 % (em peso/em peso) e o mais preferido 100 % (em peso/em peso). Partículas de separação com um diâmetro de partícula médio menor do que 1200 μm, preferivelmente com um diâmetro médio menor do que 1100 μm, ainda preferido menor do que 1000 μm e particularmente preferido menor do que 800 μm, ainda mais preferido menor do que 300 μm e o mais preferido menor do que 100 μm é particularmente vantajoso como a exposição de pó geral e particularmente o risco de explosão de pó são significantemente minimizados.

[0011]Dentro da presente invenção, o termo “peneiração” é para ser entendido como compreendendo qualquer tipo de separação da fração de partícula respectiva - como definido antes - conhecido a uma pessoa habilitada na técnica como adequado para o propósito inventivo. Dentro de uma forma de realização particularmente preferida, o termo “peneiração” é para ser entendido como “peneiração” e/ou “filtração”. A peneiração é preferivelmente realizada dentro de um processo em que durante a fragmentação a fração de partícula respectiva como definido antes compreendendo ou principalmente consistindo em partículas suficientemente leves para permanecer no ar são transportadas a um filtro ou peneira por ar ou aspiração pneumática para separar a fração respectiva de acordo com a etapa c) do processo inventivo. Dentro de uma forma de realização preferida, a fração de partícula respectiva é separada durante a fragmentação - assim, as etapas b) e c) são realizadas simultaneamente, preferivelmente em uma forma contínua - ou logo após a fragmentação que também é preferivelmente realizado em uma forma contínua.

[0012]A separação de acordo com a etapa c) do processo inventivo é preferivelmente realizada em uma forma contínua durante a fragmentação do material de biomassa contendo lignocelulose.

[0013]De acordo com a etapa d) do processo inventivo, o material de biomassa contendo lignocelulose remanescente é submetido a um pré-tratamento. O termo “material de biomassa contendo lignocelulose remanescente” é para ser entendido como compreendendo qualquer material de biomassa contendo lignocelulose não separado dentro da fração de partícula com um diâmetro de partícula médio menor do que 2500 μm dentro da etapa c) do processo inventivo.

[0014]Dentro da presente invenção, o termo “pré-tratamento” é para ser entendido como um processo levando a pelo menos remoção e separação parcial de hemicelulose a partir de celulose e interrupção e remoção da bainha de lignina, de modo a diminuir a cristalinidade de celulose e assim aumentar a área de superfície acessível de celulose e/ou aumentar o tamanho de poro de celulose. O pré-tratamento preferencialmente mobiliza a fração de pentose do material contendo lignocelulose, enquanto no mesmo tempo melhora a digestibilidade da fração contendo celulose sólida.

[0015]Métodos adequados para o pré-tratamento do material contendo lignocelulose de acordo com a etapa (a) da presente invenção incluem qualquer tipo de métodos de pré-tratamento mecânico, biológico, químico e/ou físico conhecido a uma pessoa habilitada na técnica. Dentro de uma forma de realização preferida, o método de pré-tratamento é selecionado a partir de métodos de fragmentação mecânica, tratamento com ácidos e/ou alcalinos, oxidação úmida, hidrotermolise controlada por pH e/ou explosão de vapor.

[0016]“Explosão de vapor”, de acordo com a presente invenção, preferivelmente compreende um tratamento hidrotérmico pressurizado em uma temperatura de 60 a 350 °C, preferivelmente de 80 a 300 °C, particularmente preferido de 100 a 250 °C e o mais preferido de 110 a 220 °C do material contendo lignocelulose na ausência ou presença de catalisadores ácidos (tais como H2SO4, HCl, H3PO4) ou básicos/alcalinos (isto é, NH4OH, NaOH, KOH, cal), que são adicionados em concentrações de 0,01 a 15 % (em peso/em peso), preferivelmente de 0,05 a 12,5 % (em peso/em peso), mais preferido de 0,1 a 10 % (em peso/em peso) e o mais preferido de 0,25 a 7,5 %. Em uma forma de realização preferida da presente invenção, a pressão é preferivelmente selecionada de 0,1 a 10 MPa (1 a 100 bar), preferivelmente de 0,2 a 5 Mpa (2 a 50 bar), também preferido de 0,3 a 2,5 MPa (3 a 25 bar) e o mais preferido de 0,5 a 1,5 MPa (5 a 15 bar). Tempos de reação durante a explosão de vapor têm que ser selecionados de 10 s a 2 h, preferivelmente de 1 minuto a 1,5 hora, e o mais preferido de 5 minutos a 1 hora para fornecer transformação eficiente dos componentes de biomassa na preparação para a hidrólise enzimática. Dentro de uma forma de realização particularmente preferida, um pré-tratamento de “fragmentação mecânica” do material contendo lignocelulose é realizado antes do ou durante o pré-tratamento de explosão de vapor, em que o fragmentação mecânica é selecionado do grupo consistindo em processamento mecânico, moagem, trituração, picagem, esmagamento, corte, irradiação, moagem e combinações destes.

[0017]“Pré-tratamento de ácido”, de acordo com a presente invenção, preferivelmente constitui um tratamento de ácido diluído e/ou leve contínuo, tal como, tratamento com ácido sulfúrico, ou outros ácidos orgânicos, tais como ácido acético, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido succínico, cloreto de hidrogênio ou misturas destes. Outros ácidos também podem ser usados. Um “tratamento de ácido leve”, de acordo com a presente invenção, é para ser entendido como realizado em um pH de 1 a 5, preferivelmente pH de 2 a 3 (respectivo ao material contendo lignocelulose). Em uma forma de realização preferida, o ácido é adicionado em concentrações de 0,01 a 15 % em peso (em peso/em peso), preferivelmente de 0,05 a 12,5 % em peso (em peso/em peso), mais preferido de 0,1 a 10 % em peso (em peso/em peso) e o mais preferido de 0,25 a 7,5 % em peso. O ácido é preferivelmente ácido sulfúrico. O ácido pode ser contado com o material contendo lignocelulose em uma temperatura na faixa de 120 a 280 °C, preferivelmente de 135 a 225 °C e o mais preferido de 150 a 200 °C por um período de 1 a 60 minutos, preferivelmente 2 a 30 minutos e o mais preferido de 5 a 15 minutos. Adição de ácidos fortes, tais como ácido sulfúrico, pode ser aplicada dentro de formas de realização particularmente preferidas para remover a hemicelulose.

[0018]“Pré-tratamento químico”, de acordo com a presente invenção, também pertence ao tratamento do material contendo lignocelulose com H2O2, ozônio, ácidos de Lewis, FeCI3, (AI)2SO4 em álcoois aquosos, glicerol, dioxano, fenol, etileno glicol, NaOH, Na2CO3 e/ou amônia. Concentrações, temperatura e duração preferidas são escolhidas de maneira análoga às condições referenciadas acima com respeito ao pré-tratamento de ácido.

[0019]“Pré-tratamento de oxidação úmida”, de acordo com a presente invenção, envolve o uso de agentes oxidantes, tais como agentes oxidantes à base de sulfito.

[0020]O termo “fragmentação mecânica” com respeito ao “pré-tratamento” refere-se a qualquer tratamento mecânico que promove a separação e/ou liberação de celulose, hemicelulose e/ou lignina a partir do material contendo lignocelulose. Fragmentação mecânica é preferivelmente selecionado do grupo consistindo em processamento mecânico, moagem, picagem, trituração, esmagamento, corte, irradiação, moagem tal como moagem a seco, moagem úmida e moagem de bolas vibratórias, e combinações destes.

[0021]“Pré-tratamento biológico”, de acordo com a presente invenção, refere-se a qualquer pré-tratamento biológico que promove a separação e/ou liberação de celulose, hemicelulose e/ou lignina a partir do material contendo lignocelulose. Técnicas de pré- tratamento biológico podem envolver a aplicação de micro-organismos solubilizadores de lignina tais como actinomicetos (por exemplo, cepas de Streptomyces), fungos de decomposição branca.

[0022]Métodos de pré-tratamento adequados para o processo da presente invenção devem ser realizados dentro de dispositivos adequados conhecidos a uma pessoa habilitada na técnica. Um dispositivo adequado para realizar o pré-tratamento químico pode ser qualquer tipo de vaso tal como um reator de lotes. Um dispositivo adequado para realizar a explosão de vapor pode ser qualquer tipo de vaso tal como um reator de lotes, mas também pode ser realizado dentro de um reator helicoidal, preferivelmente um reator helicoidal contínuo.

[0023]Em uma forma de realização preferida, o teor de sólidos do material contendo lignocelulose pré-tratado é até 75 % (em peso/em peso), preferivelmente de 25 a 65 % (em peso/em peso) e particularmente preferido de 40 a 55 % (em peso/em peso).

[0024]Dentro do processo de acordo com a presente invenção antes, durante ou depois que as partículas de pré-tratamento são adicionadas ao material de biomassa contendo lignocelulose em que pelo menos 70 % em peso destas partículas têm um diâmetro médio menor do que 1,6 mm, preferivelmente menor do que 1,4 mm, ainda preferido menor do que 1,0 mm e o mais preferido menor do que 0,75 mm. É ainda preferido que pelo menos 80 % em peso, preferivelmente pelo menos 85 % em peso, particularmente preferido pelo menos 90 % em peso, ainda particularmente preferido pelo menos 95 % em peso e o mais preferido pelo menos 99 % em peso destas partículas têm um diâmetro médio menor do que 1,6 mm, preferivelmente menor do que 1,4 mm, ainda preferido menor do que 1,0 mm e o mais preferido menor do que 0,75 mm. Os inventores da presente invenção surpreendentemente descobriram que a adição de partículas do diâmetro médio respectivo como definido antes de melhorar o transporte do material de biomassa contendo lignocelulose durante o pré-tratamento que é particularmente benéfico quando o material de biomassa contendo lignocelulose é transportado durante o pré-tratamento pelo uso de transportadores helicoidais ou espirais. A adição destas partículas diminui a fricção do material dentro do dispositivo de tratamento e durante o transporte através de tubulações e assim contribui para a economia de energia, mas também diminui tempo de processo contribuindo significantemente para reduzir os custos de produção.

[0025]O termo “diâmetro de partícula médio” refere-se ao valor D(0,50) de uma distribuição de tamanho de partícula volumétrica. O valor D(0,50) descreve o tamanho de partícula de uma distribuição de tamanho de partícula volumétrica onde 50 % das partículas são menores ou maiores do que o valor respectivo.

[0026]Dentro de uma forma de realização preferida da presente invenção, as partículas são adicionadas em uma forma contínua durante o pré-tratamento. Entretanto, também é possível adicionar estas partículas em lotes, preferivelmente no começo e/ou no meio do pré-tratamento.

[0027]Dentro de uma forma de realização particularmente preferida, 1 a 15 % em peso (peso de partículas/peso de material de biomassa contendo lignocelulose pré- tratado) de partículas são adicionadas ao material de biomassa contendo lignocelulose, preferivelmente de 1 a 12 % em peso, ainda preferido de 2 a 11 % em peso e o mais preferido de 3 a 10 % em peso.

[0028]Dentro de uma forma de realização ainda preferida, as partículas são selecionadas do grupo consistindo em partículas minerais de grafite, carvão vegetal, carvão ativado, silicato, argila e misturas destes, em que grafite, carvão vegetal e/ou carvão ativado são particularmente preferidos. Para adicionar as partículas a partir deste grupo de materiais é vantajoso como as partículas aumentarão substancialmente o valor de energia do material de biomassa contendo lignocelulose como o material remanescente ou restante é usualmente usado como material de combustível para várias aplicações. Partículas minerais de argila adequadas são selecionadas do grupo consistindo em bentonitas e silicatos foliares esméticos, tais como montmorillonita, aliettita, corrensita, kulkeíta, lunijianlaíta, rectorita, saliotita, tarasovita, tosudita, beidellita, brinrobertsita, nontronita, swinefordita, volkonskoíta, yakhontovita, hectorita, ferrossaponita, saponita, sauconita, spadaíta, stevensita, zincossilita e misturas destes.

[0029]Dentro de uma outra forma de realização preferida da presente invenção, as partículas adicionadas são selecionadas da fração de partícula separada de acordo com a etapa c). Desse modo, é possível que todas as partículas adicionadas sejam selecionadas da fração de partícula separada de acordo com a etapa c) ou apenas uma parte das partículas adicionadas sejam selecionadas da fração de partícula separada de acordo com a etapa c), entretanto, é preferido que todas as partículas separadas sejam adicionadas ao material de biomassa. No caso de que apenas uma parte da fração de partícula separada de acordo com a etapa c) é adicionada, é preferido que pelo menos 50 % em peso, preferivelmente pelo menos 65 % em peso, mais preferido pelo menos 95 % em peso e o mais preferido pelo menos 99 % em peso sejam adicionados. É ainda preferido que de 50 a 99 % em peso das partículas separadas de acordo com a etapa c) sejam adicionados, preferivelmente de 65 a 99 % em peso e o mais preferido de 85 a 99 % em peso.

[0030]Dentro de uma outra forma de realização do processo da presente invenção, também é possível que parte das partículas adicionadas seja selecionada do grupo consistindo em partículas minerais de grafite, carvão vegetal, carvão ativado, silicato e argila e uma outra parte seja selecionada das partículas separadas de acordo com a etapa c) do processo inventivo. Dentro de uma forma de realização particularmente preferida, pelo menos 65 % em peso (peso de partículas a partir da etapa c)/peso total de partículas adicionadas) das partículas adicionadas são selecionados das partículas separadas de acordo com a etapa c), preferivelmente pelo menos 85 % em peso e o mais preferido pelo menos 95 % em peso enquanto que a quantidade remanescente de no máximo 15 % em peso, preferivelmente no máximo 5 % em peso é preferivelmente selecionada de minerais do tipo carvão vegetal, grafite, argila e misturas destes.

[0031]Dentro de uma forma de realização particularmente preferida ainda, as partículas adicionadas apresentam uma distribuição de tamanho de partícula volumétrica com um valor D(0,10) de 20 a 175 μm e um valor D(0,50) de 250 a 450 μm. Uma distribuição de tamanho de partícula particularmente preferida apresenta um valor D(0,10) de 35 a 130 μm e um valor D(0,50) de 300 a 450 μm. A distribuição de tamanho de partícula foi medida com um 5917 Mastersizer 2000 Ver. 5.40 (Número de série MAL1015917), por Malvern Instruments, UK.

[0032]Em seguida, é descrita uma forma de realização particularmente preferida da presente invenção. A forma de realização particularmente preferida não deve ser entendida como limitante da invenção em qualquer respeito.

Forma de realização particularmente preferida

[0033]Processo para a decomposição de material de biomassa contendo lignocelulose selecionado de palha ou bagaço, compreendendo as etapas (a) fornecer o material de biomassa contendo lignocelulose; (b) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose para fragmentação selecionada de moagem, trituração e moagem; (c) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado a uma peneira para separar uma fração de partícula consistindo em partículas com um diâmetro de partícula médio menor do que 2500 μm, preferivelmente menor do que 1800 μm; (d) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado remanescente a um pré-tratamento selecionado de explosão de vapor; em que durante o pré-tratamento de 8 a 10 % em peso, as partículas são adicionadas ao material de biomassa contendo lignocelulose em que pelo menos 85 % em peso das partículas adicionadas têm um diâmetro de partícula médio menor do que 1,6 mm e são selecionadas das partículas separadas de acordo com a etapa c).

Exemplo e Figura

[0034]A presente invenção é ainda descrita pelo exemplo e figura a seguir. O exemplo e figura são para propósitos ilustrativos apenas e não devem ser entendidos como limitantes da invenção.

[0035]A Fig. 1 mostra o consumo de energia quando se realiza o método com e sem peneiração e adição de partícula.

[0036]A Fig. 2 mostra a distribuição de tamanho de partícula volumétrica das partículas adicionadas à biomassa pré-tratada como descrito no Exemplo 1.

Exemplo 1

[0037]Fardos de palha de trigo retangulares foram transportados com um sistema de transporte a uma máquina onde as tiras em anexo foram removidas. Em seguida, os fardos foram desatados em um triturador de fardo equipado com raspadores rotativos operados a 3000 rpm fornecendo partículas com tamanhos de partícula de 10 a 40 cm. Esta operação é necessária para assegurar um transporte suave da palha e operação da etapa de moagem subsequente. Em seguida, a palha foi transportada pneumaticamente a um moinho de martelo operado a 3000 rpm com peneiras de 30 mm onde a palha foi cortada em peças com tamanhos de partícula de 1 a 5 cm. Durante a moagem, as partículas com uma distribuição de tamanho de partícula volumétrica com um valor D(0,50) de 419 μm e tamanhos de partícula <2500 μm foram removidas com um sistema de aspiração operado com um ventilador radial (modelo BWA-MXE, Reitz). O ar contendo estas partículas depois foi guiado a um sistema separador/filtro (modelo de filtro de bolsa FTT 1-1-6, Hainke) onde as partículas foram separadas do ar. Estas partículas depois foram colocadas em uma rosca de transporte e transportadas a um vaso tampão.

[0038]A palha cortada foi transportada ao sistema de pré-tratamento térmico com um alimentador de tambor de pinos que segue por uma rosca de transporte e rosca tampão. O sistema de rosca teve um consumo de energia médio de 12,1 kW. Em seguida, a palha de trigo foi pré-tratada a 160 °C por 5 min sem adição de quaisquer produtos químicos. O material pré-tratado foi coletado em um ciclone depois do pré-tratamento térmico.

[0039]As partículas com a distribuição de tamanho de partícula volumétrica com um valor D(0,50) de 419 μm (veja, Fig. 2) onde então se misturam com a fração de palha cortada introduzindo-a no sistema de transporte de palha pneumático. Isto foi feito pelo uso de um alimentador rotativo.

[0040]Este método leva a economias de energia na faixa de 3 a 5,4 % em consumo de energia (mostrado na Fig. 1) como o consumo de energia médio do sistema de transporte de rosca da unidade de pré-tratamento térmico caiu para 11,7 kW.

Claims

1. Processo para a decomposição de material de biomassa contendo lignocelulose, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas: (a) fornecer o material de biomassa contendo lignocelulose; (b) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose a fragmentação; (c) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado a uma peneira para separar uma fração de partícula consistindo em partículas com um diâmetro de partícula médio menor do que 2500 μm; (d) submeter o material de biomassa contendo lignocelulose fragmentado remanescente a um pré-tratamento, em que é selecionado dentre pré-tratamento mecânico, pré-tratamento biológico, pré-tratamento químico, pré-tratamento físico e combinações destes; em que antes, durante ou depois que as partículas de pré-tratamento de 1 a 15% em peso são adicionadas ao material de biomassa contendo lignocelulose em que pelo menos 70% em peso das partículas adicionadas têm um diâmetro de partícula médio menor do que 1,6 mm.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas adicionadas são adicionadas em uma forma contínua durante o pré-tratamento.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas adicionadas são selecionadas dentre o grupo consistindo em partículas minerais de grafite, carvão vegetal, carvão ativado, silicato e argila.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas adicionadas são selecionadas dentre a fração de partícula separada de acordo com a etapa c).

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que uma fração de partícula consistindo em partículas com um diâmetro de partícula médio menor do que 1600 μm é separada de acordo com a etapa (c).

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos 85% em peso das partículas adicionadas têm um diâmetro médio menor do que 1,6 mm.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas adicionadas apresentam uma distribuição de tamanho de partícula volumétrica com um valor D(0,10) de 20 a 175 μm e um valor D(0,50) de 250 a 450 μm.