BRPI0719435A2

BRPI0719435A2 - Método de conversão de biomassa em alcóois mistos.

Info

Publication number: BRPI0719435A2
Application number: BRPI0719435-8A
Authority: BR
Inventors: Cesar B Granda; Mark T Holtzapple; Richard R Davison
Original assignee: Texas A & M Univ Sys
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2013-12-10
Also published as: US20100248318A1; CA2670802A1; JP2010511387A; WO2008070561A9; KR20090095622A; WO2008070561A1; US20080176301A1; CN101611147A; EP2087126A1; MX2009005806A; AU2007329521A1

Description

1. Pedido de Patente de Invenção para: "MÉTODO DE CONVERSÃO DE BIOMASSA EM ÁLCOOIS MISTOS".

PEDIDO DE PATENTE RELACIONADO Este pedido reivindica o beneficio do pedido

provisório americano No. 60/868,251, depositado em 1 de dezembro de 2006, sendo o conteúdo deste incorporado em sua totalidade aqui por referência.

CAiMPO TÉCNICO

A presente invenção, em algumas modalidades, se refere

a um processo de conversão de biomassa.

ANTECEDENTE DA DIVULGAÇÃO

Fermentações MixAlco de biomassa produzem inicialmente ácidos carboxilicos, que são então esterifiçados. Estes ésteres são submetidos, então, a um processo de hidrogenação oneroso para formar álcoois mistos que podem ser usados como combustíveis; assim, se o hidrogênio fosse produzido como um gás livre por um processo de fermentação, os custos do processo completo seriam muito menores.

RESUMO DA INVENÇÃO

Em uma modalidade, a invenção se refere a um método de conversão de biomassa. 0 método pode incluir a fermentação da biomassa para produzir um ácido carboxilico ou sal carboxilato e gás hidrogênio, recuperando o gás hidrogênio, e convertendo o ácido carboxilico ou sal carboxilato em um álcool usando o gás hidrogênio. Em modalidades especificas, o gás hidrogênio é recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio. A recuperação pode incluir um ou uma combinação de vários processos incluindo: extração de dióxido de carbono da corrente usando uma unidade absorvedora de amina, absorção de dióxido de carbono da corrente usando cinzas, purificação do gás hidrogênio da corrente usando uma membrana, purificação do gás hidrogênio usando uma adsorção com oscilação de pressão, purificação do gás hidrogênio da corrente usando compressão seguida por resfriamento e refrigeração, que pode também produzir dióxido de carbono liquido, e purificação do gás hidrogênio da corrente usando uma membrana.

Em modalidades adicionais, o ácido carboxilico ou sal carboxilato pode ser convertido a um álcool primário ou um álcool secundário. Este pode passar por um estágio de cetona no processo.

Em outras modalidades, vários tampões podem ser usados na fermentação incluindo NH4HCO3 ou CaCOs- Em algumas modalidades, o ácido carboxilico ou sal

carboxilato pode ser extraído usando uma amina de elevado peso molecular, que pode ainda ter suas impurezas para serem removidas usando um sólido ou liquido e, ser reciclada para a etapa de extração.

Em outras modalidades, o ácido carboxilico ou sal

carboxilato pode ser convertido em um álcool usando um alquil éster de elevado peso molecular, que pode ter ainda suas impurezas removidas usando um sólido ou líquido e sendo reciclado para a etapa de extração.

Em uma modalidade, o hidrogênio produzido pela conversão da biomassa pode ser convertido em um acetato. Este pode ser reciclado no processo completo, por exemplo, pode ser adicionada a etapa de fermentação.

Finalmente, uma modalidade da invenção se refere a um sistema de conversão de biomassa. 0 sistema pode incluir: uma unidade de fermentação para a fermentação da biomassa em um ácido carboxilico ou sal carboxilato em um caldo de fermentação e para a produção de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, uma unidade de extração para a extração do ácido carboxilico ou sal carboxilato do caldo de fermentação, uma unidade de extração de gás para a separação do gás hidrogênio e o dióxido de carbono, e uma unidade para a produção de um álcool a partir do ácido carboxilico e sal carboxilato usando o gás hidrogênio.

Existem muitas vantagens para a atual invenção, algumas vantagens que determinadas modalidades podem ter inclusas:

• Produção de hidrogênio na fermentação anaeróbica de cultura mista a partir da biomassa sob condições tamponadas para uso com outros produtos de fermentação.

· Métodos de purificação de hidrogênio a partir do

dióxido de carbono. • Integração de métodos de purificação com e dentro dos processamentos a jusante que permite a utilização eficaz de hidrogênio da fermentação anaeróbica e gaseificação para a produção de biocombustível (ou seja,

álcoois primário e secundário).

• Integração da remoção de impureza e limpeza no processo a jusante.

• 0 hidrogênio é um importante reagente no processo para a produção de combustíveis de álcoois mistos a partir

de biomassa; contudo, é um pouco caro e difícil de se obter. Sendo capaz de ser produzido na fermentação e integrando sua purificação com e dentro das etapas a jusante do sistema melhora a conveniência e economias do processo.

· Sendo capaz de produzir o hidrogênio na

fermentação e sua integração com e dentro do processo a jusante oferece melhor flexibilidade nos produtos que podem ser preparados.

• A remoção da impureza e processo de limpeza é

eficaz para impedir o acúmulo de impurezas no sistema. O

processamento mostrado em uma modalidade oferece flexibilidade em quão eficiente se deseja ser em impedir as perdas materiais, que podem depender da economia.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS As figuras a seguir formam parte do presente relatório e estão inclusas para demonstrar adicionalmente determinados aspectos da presente invenção. A invenção pode ser melhor compreendida em referência a um ou mais desses desenhos em combinação com a descrição das modalidades aqui apresentadas. Figura 1 ilustra o Sistema A, um sistema para conversão da biomassa em ácidos carboxilicos usando tampão de NH4CO3, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 2 ilustra o Sistema B, um sistema para conversão da biomassa em. ácidos carboxilicos usando tampão de NH4CO3, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 3 ilustra o Sistema C, um sistema para conversão da biomassa em ácidos carboxilicos usando tampão de CaCO3, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 4 ilustra o Sistema D, um sistema para conversão da biomassa em cetona e álcoois secundários usando tampão de CaCO3, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 5 ilustra uma variação do Sistema A, um sistema para conversão da biomassa em álcoois primários usando tampão de NH4CO3, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Figura 6 ilustra uma variação do Sistema C, um sistema para conversão da biomassa em álcoois primários usando tampão de CaCO3, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 7 ilustra o uso de fermentação acetogênica para

converter o hidrogênio produzido na fermentação em acetato, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 8 ilustra o Processo A, uma unidade de absorção de amina para extração de dióxido de carbono a partir de uma corrente de carbono / dióxido, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 9 ilustra o Processo Β, o uso de cinzas para a absorção de dióxido de carbono a partir de uma corrente de carbono / dióxido, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 10 ilustra o Processo C, o uso de uma membrana para purificação do hidrogênio a partir de uma corrente de carbono / dióxido, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 11 ilustra o Processo D, o uso de adsorção com

oscilação de pressão (PSA) para a purificação de hidrogênio a partir de uma corrente de carbono / dióxido, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 12 ilustra o Processo Ε, o uso de compressão seguido por resfriamento/refrigeração para purificação de hidrogênio a partir de uma corrente de carbono / dióxido e produção de dióxido de carbono liquido, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 13 ilustra a Opção Aea Opção B para a conversão de ácidos carboxilicos em álcoois secundários ou primários, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 14 ilustra a Caixa A, um método de remoção de impureza sólida e purificação de uma amina de elevado peso molecular, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 15 ilustra a Caixa B, um método de remoção de impureza liquida e purificação de uma amina de elevado peso molecular, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 16 ilustra a Caixa C, um método de remoção de impureza sólida e purificação de alquil ésteres de elevado peso molecular, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 17 ilustra a Caixa D, um método de remoção de impureza liquida e purificação de alquil ésteres de elevado peso molecular, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Figura 18 ilustra uma titulação usada na determinação da quantidade de gás hidrogênio produzido pela fermentação, de acordo com uma modalidade da presente invenção. Figura 19 ilustra as etapas finais de um Processo MixAlco, de acordo com uma modalidade da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA DIVULGAÇÃO A presente invenção inclui métodos para processamento de gás hidrogênio (ou seja, purificação e utilização para produção de álcoois) produzido em fermentações anaeróbicas e a partir da gaseificação dos sólidos não digeridos da dita fermentação. A fermentação anaeróbica converte principalmente a biomassa em ácidos carboxílicos usando uma cultura mista de microorganismos, mas produz também gás de fermentação que contém dióxido de carbono e gás hidrogênio. Tampões (por exemplo, carbonato de cálcio, bicarbonato de amônio) são usados para neutralizar os ácidos produzidos; dessa forma, o produto final da fermentação são sais carboxilato. Esses sais carboxilato podem ser desidratados e processados em álcoois, por exemplo, eles podem ser esterifiçados e depois hidrogenados. A hidrogenação é normalmente cara, mas pode ser realizada a baixos custos usando o gás hidrogênio produzido pela fermentação. Adicionalmente, nesse processo de conversão de biomassa, determinadas correntes contêm impurezas que devem ser removidas; assim, métodos para remoção de impurezas e purificação dessas correntes, onde as impurezas são passíveis de acumular, são também inclusas nesta invenção. Então, este experimento foi projetado para determinar se o gás hidrogênio está presente e se assim estiver, em que concentração o hidrogênio é produzido nesses gases de uma fermentação anaeróbica de papéis finos e adubo seco de frango, em uma mistura com água. 0 inóculo foi usado para desenvolver o microorganismo para realizar a fermentação e foi usado tampão de bicarbonato de amônio. Um aumento na energia útil total produzida pelo processo de fermentação é possível porque o hidrogênio pode ser extraído e usado posteriormente no Processo de MixAlco para formar álcoois mistos dos ésteres obtidos dos ácidos carboxílicos produzidos na mistura de fermentação.

Os estágios a montante dos processos apresentados nas Figuras de 1 a 7 mostram um método para a produção de sais carboxilato a partir de biomassa. Muitos arranjos geométricos de fermentadores foram descritos previamente e podem ser usados nesses estágios a montante do processo. Aqui, o processo emprega quatro fermentadores em contracorrente como um exemplo. Os sólidos nesses fermentadores são adicionados no topo e removidos do fundo. A biomassa fresca é adicionada ao fermentador mais à direita. Os resíduos não digeridos são removidos do fundo e enviados ao fermentador adjacente. Esse processo é repetido até que os resíduos digeridos sejam removidos do fermentador mais à esquerda. Se desejado, uma prensa de rosca ou outro dispositivo de desidratação pode ser empregado para reduzir o teor líquido nos sólidos que são transferidos de um fermentador para o outro. Água fresca é adicionada ao fermentados mais à esquerda. Uma porção do líquido de fermentação é enviada ao fermentador adjacente. Esse processo é repetido até que o caldo de fermentação seja equipado com uma volta circular que permite boa distribuição do inibidor de metano (por exemplo, iodofórmio, bromofórmio, ácido de brometo de etila sulfônico) e tampão (bicarbonato de amônio ou carbonato de cálcio). O tampão reage com os ácidos carboxílicos produzidos a partir da biomassa digerida, formando, assim, sais carboxilato de amônio ou cálcio de acordo com o tampão usado. Uma cultura mista de microorganismos anaeróbicos formadores de ácido é empregada na fermentação. A fonte de microorganismos pode ser usada a partir de uma variedade de habitats, tais como solo ou rúmen bovino. Em uma modalidade, os melhores resultados podem ser obtidos usando um inóculo de ambientes marinhos; esses organismos foram adaptados a ambientes de alta concentração salina.

A temperatura do fermentador é controlada pela regulação da temperatura do líquido de circulação. O pH do fermentador é ajustado pela taxa de adição de tampão. 0 pH ótimo é cerca de 7.

O resíduo não digerido que deixa o fermentador mais à direita é um produto rico em lignina que pode ser vendido ou usado como combustível de caldeira, mas pode ser também gaseificado (como mostrado nas Figuras 1 a 6) para produzir gás de síntese (hidrogênio e monóxido de carbono). Esse gás de síntese pode ser então deslocado usando vapor para formar mais hidrogênio e converter o monóxido de carbono em dióxido de carbono. Δ partir desse processo, o calor é produzido, o qual pode ser usado para fornecer energia para o resto da instalação.

0 caldo de fermentação recolhido do fermentador mais à direita pode ter escória presente, que pode freqüentemente ser indesejável nas etapas de processamento a jusante. A escória pode ser removida através de uma variedade de métodos. Por exemplo, o caldo de fermentação pode ser bombeado através de uma membrana de ultrafiltração ou microfiltração com um corte de peso molecular que permite que os sais carboxilato passem, mas a escória seja retida. Alternativamente, um coagulante ou floculante pode ser adicionado (tais como aqueles empregados para purificar caldo de cana extraído da cana-de-açúcar), que permitiria que a escória fosse removida pela filtração. Se o carbonato de cálcio for usado como tampão, pode ser adicionada cal seguida pela adição de dióxido de carbono para precipitar o carbonato de cálcio. Como o carbonato de cálcio precipita, ele captura a escória, assim, removendo-a. 0 carbonato de cálcio e a escória são simplesmente removidos por filtração.

0 caldo de fermentação sem escória ou purificado contém uma concentração diluída de sais carboxilato (por exemplo, 1 a 10 %) . A água é removida para formar uma solução quase saturada (35 a 50 %). Embora uma variedade de métodos de desidratação possa ser empregada, aqui um sistema de compressão de vapor é apresentado. Os vapores das soluções salinas concentradas são comprimidos, o que permite que eles sejam condensados em um trocador de calor. 0 calor da condensação no condensador fornece o calor necessário da evaporação na caldeira, dessa forma, o calor é reciclado. 0 processo neste exemplo é acionado por uma pequena quantidade de trabalho de veio fornecida por um compressor, mas outros dispositivos de compressão, tais como ejetores de jato, podem também ser usados.

Foi verificado que o gás hidrogênio é também produzido na fermentação, e pode ser recuperado e utilizado. No laboratório, usando um substrato de fermentação de 80 % de papel e 20 % de adubo de frango e controlando o pH com tampão de bicarbonato de amônio, uma média de cerca de 6 % de hidrogênio no gás (dióxido de carbono e hidrogênio) foi medida (2% e 12 % sendo as concentrações mais baixas e mais altas) . Essa quantidade é significativa e pode ser recuperada para uso nos processo de hidrogenação, onde podem, através disso, reduzir o custo total da produção de álcool.

A figura 7 mostra uma modalidade sempre disponível de realização de fermentação acetogênica para converter algum dióxido de carbono e todo o hidrogênio em acetato. Um tampão (por exemplo, bicarbonato de amônio, amônia, carbonato de cálcio, hidróxido de cálcio) é fornecido para controlar o pH. A partir dessa fermentação, uma solução diluida de acetato é obtida, a qual pode ser simplesmente reciclada para os fermentadores. A operação do fermentador acetogênico em altas pressões pode ser permitida para altas concentrações de acetato.

No gás de fermentação (que é na maioria das vezes dióxido de carbono e hidrogênio), a maioria do dióxido de carbono produzido vem do tampão (carbonato de cálcio ou bicarbonato de amônio), que é liberado quando o tampão neutraliza os ácidos formados. Este dióxido de carbono é conhecido como CO2 abiótico, em oposição ao CO2 biótico, que é formado a partir das rotas metabólicas bacterianas durante a conversão da biomassa. Nas figuras 1 até 3 e Figuras 5 e 6, o CO2 abiótico é removido do gás de fermentação em uma tentativa de recuperar ou regenerar o tampão. Assim, nas Figuras 1, 2 e 5, onde o bicarbonato de amônio é usado como tampão, a amônia recuperada a jusante é conectada ao gás de fermentação em um purificador, onde o bicarbonato de amônio é produzido e reciclado de volta à fermentação. Similarmente, nas Figuras 3 e 6, onde o carbonato de cálcio é usado como tampão, algum gás de fermentação (por exemplo, a quantidade contendo o CO2 abiótico) é enviado para um reator que permite a troca de ions cálcio na solução de sal de carboxilato de cálcio do evaporador com uma amina terciária de baixo peso molecular (LMW) (por exemplo, trimetilamina, trietilamina,

tripropilamina, tribultilamina), resultando na formação de carboxilato de amina de LMW e na precipitação de tampão de carbonato de cálcio, que é reciclado de volta à fermentação. Na figura 4, o processo apresentado não requer a adição a jusante de CO2; dessa forma, o CO2 abiótico tipicamente não pode ser removido. 0 gás resultante que sobrou da remoção do CO2 abiótico contém menos dióxido de carbono (apenas o CO2 biótico) e é mais rico em hidrogênio, assim a economia na purificação adicional de hidrogênio nessa corrente de gás pode ser esperada em oposição à corrente de gás na Figura 4, onde o CO2 abiótico tipicamente não pode ser removido.

A corrente de gás resultante que sobrou após a remoção do CO2 abiótico nas Figuras de 1 a 3 e Figuras 5 e 6, e todo o gás de fermentação na Figura 4, pode ser tratado usando os Processos A, B, C, D ou E (retratados nas Figuras de 8 a 12, respectivamente) ou qualquer combinação deles para permitir a separação do hidrogênio a partir do dióxido de carbono. 0 dióxido de carbono e a corrente de hidrogênio da gaseificação / reação de deslocamento pode ser também enviado para os Processos de A a E.

Na Figura 1, a solução concentrada de carboxilato de amônio do evaporador é enviada para o reator bem misturado onde é posto em contato com uma amina terciária de elevado peso molecular (HMW) (por exemplo, trioctilamina, trietanolamina) . Por causa das aminas de HMW tais como trioctilamina não serem muito solúveis em água, o reator deve ser bem misturado e, se necessário, um surfactante pode ser adicionado. Nesse reator bem misturado, a água remanescente é impulsionada para fora, o que faz com que os sais de carboxilato de amônio se dividam, formando carboxilato de amina e liberando amônia, que é enviada ao purificador para remover o CO2 abiótico do gás de formação e recuperar o tampão de bicarbonato de amônio. 0 carboxilato de amina de HMW é enviado para uma coluna de destilação reativa, onde as temperaturas são aumentadas acima de 200 °C. Neste ponto, o carboxilato de amina HMW se quebra termicamente em ácidos carboxilicos e a amina de HMW (em 1 atm, temperaturas típicas de craqueamento são de 150 a 200 °C, dependendo do peso molecular do ácido). Os ácidos saem do topo da coluna e a amina de HMW no reevaporador é reciclada de volta ao reator para repetir o processo.

o processo na Figura 2 é semelhante ao processo na Figura 1 com a diferença de que uma amina terciária de LMW (por exemplo, trimetilamina, trietilamina, tripropilamina, tributilamina) é usada primeiro para retirar a amônia. Apesar das aminas primária e secundária poderem também ser empregadas, as aminas terciárias são preferidas porque a formação da amida é evitada. A amina de LWM é mais solúvel em água do que as aminas de HMW tal como a trioctilamina, que poderia tornar o processo mais eficiente. A solução de carboxilato de amônio concentrado a partir do evaporador é enviada para uma coluna de destilação onde é posta em contato com a amina de LWM. Nessa coluna, toda a amônia e a maioria de (ou toda) água são removidas. Note que nesse caso a trimetilamina e a trietilamina não são recomendadas porque são mais voláteis que a água, a menos que sejam implementados alguns meios para recuperá-las da corrente de água / amônia. Alternativamente, apenas a amônia pode ser removida primeiro em uma coluna de separação ou reator, permitindo que a amina de LMW reaja e forme o carboxilato de amina de LMW. Dessa forma, em uma outra coluna de destilação, a água e qualquer amina de LMW não reagida são separadas do carboxilato de amina de LMW. A amina de LMW não reagida pode ser destilada da água por vapor antes da água ser enviada para a fermentação. Se esse processo alternativo é escolhido, então, trimetilamina e trietilamina podem ser usadas. Seguindo isso, o carboxilato de amina de LMW é então posto em contato em uma outra coluna com uma amina de HMW (por exemplo, trioctilamina), o que faz com que as aminas sejam trocadas. A amina de LMW é removida pelo topo da coluna e reciclada de volta ao processo deixando um carboxilato de amina de HMW. Então, na mesma forma como na Figura 1, o carboxilato de amina de HMW é craqueado termicaraente ainda em uma outra coluna para produzir os ácidos carboxilicos, que deixam no topo, enquanto a amina de HMW no reevaporador é reciclada de volta para repetir o processo. Na Figura 3, o processo também produz ácidos carboxilicos, mas se trata de sais de carboxilato de cálcio ao invés de sais de carboxilato de amônio, que são produzidos pelo uso de carbonato de cálcio como tampão ao invés de carbonato ou bicarbonato de amônio. A solução concentrada de carboxilato de cálcio do evaporador é posta em contato em um reator com uma amina de LMW (por exemplo, trimetilamina, trietilamina, tripropilamina, tributilamina) e é adicionado dióxido de carbono do gás de fermentação. 0 carbonato de cálcio precipita a partir dessa reação e é reciclado para a fermentação, e um carboxilato de amina de LMW é formado. Δ solução de carboxilato de amina de LMW, que ainda contém alguma água, é enviada para uma coluna de destilação onde quase (ou toda) a água é separada, saindo no topo da coluna. Qualquer amina de LMW não reagida ainda presente na água é destilada por vapor antes de enviar a água de volta à fermentação. Cal é adicionada ao separador para garantir que a amina de LMW não esteja em forma iônica. 0 carboxilato de amina de LMW é, então, enviado para uma segunda coluna onde é trocado com uma amina de HMW, formando um carboxilato de amina de HMW, enquanto que a amina de LMW sai no topo e é reciclada. Como nas Figuras 1 e 2, em uma terceira coluna, o carboxilato de amina de HMW é termicamente craqueado em ácido carboxílico e amina de HMW, que é reciclada para repetir o processo.

Nas Figuras 1 a 3 os ácidos carboxilicos são produzidos. Esses ácidos podem ser processados adicionalmente em álcoois usando as Opções A ou B representadas na Figura 13. Na opção A, os ácidos carboxilicos são vaporizados e, então, enviados para um leito catalítico onde um catalisador (por exemplo, óxido de zircônio) é usado para converter os ácidos em cetonas, água, e dióxido de carbono. Após a separação do dióxido de carbono e água, as cetonas são, então, hidrogenadas com hidrogênio da fermentação e/ou gaseificação purificado usando um ou uma combinação dos Processos de A a E. Um catalisador (por exemplo, niquel de Raney, platina) pode ser empregado nesta hidrogenação. 0 produto final dessa hidrogenação é álcool secundário. Alternativamente, na Opção B, os ácidos carboxilicos podem ser esterifiçados usando um álcool de HMW (por exemplo, hexanol, heptanol, octanol). Isso é feito em uma coluna de destilação enquanto ocorre a remoção constante de água do topo. Os alquil ésteres de HMW resultantes podem, então, ser hidrogenolisados (ou seja, separados pela adição de hidrogênio) em um reator separado usando um catalisador (por exemplo, niquel de Raney) com o hidrogênio da fermentação e/ou gaseificação purificado usando um ou uma combinação dos Processos de A a E (Figuras de 8 a 12) nas Figuras de 1 a 3. Δ partir dessa hidrogenação, o álcool de HMW e o álcool primário correspondente dos ácidos carboxilicos são obtidos. Uma segunda coluna de destilação é usada para separar o álcool de HMW do produto de álcool primário, que sai da coluna no topo, enquanto o álcool de HMW no fundo é reciclado de volta para a esterifreação.

A Figura 4 reproduz o processo onde a fermentação é feita usando carbonato de cálcio como tampão; dessa forma, os sais de carboxilato de cálcio são os produtos. Esses sais são concentrados usando o evaporador até que eles precipitem ou cristalizem fora da solução. Os sais de carboxilato de cálcio cristalizado são filtrados a solução mãe e enviados para um secador, enquanto a solução mãe no filtrado é reciclada de volta para o lado concentrado do condensador. Para evitar o acumulo de impurezas, algumas das soluções mãe podem ser purgadas e enviadas de volta para a fermentação onde as impurezas sairão eventualmente do processo no produto não digerido. Os sais secos de carboxilato de cálcio cristalizado são enviados para uma unidade de conversão térmica, onde serão aquecidos a cerca de 400 0C e convertidos em cetonas. Um subproduto dessa reação é o carbonato de cálcio, que é reciclado de volta para a fermentação. As cetonas são, então, hidrogenadas em um reator usando um catalisador (por exemplo, níquel de Raney) na mesma forma como na Opção A na Figura 13, usando o hidrogênio da fermentação e/ou gaseificação purificada usando um ou uma combinação cios Processos cie Ά a E (Figuras de 8 a 12) na Figura 4. 0 produto final desse processo são álcoois secundários.

Ά Figura 5 ilustra um processo para a produção direta de álcoois primários a partir dos sais de carboxilato de amônio sem a produção de ácidos carboxilicos primeiro como na Opção B na Figura 13. A solução concentrada de carboxilato de amônio do evaporador é enviada para uma coluna de esterificação onde é posta em contato com um álcool de HMW (por exemplo, hexanol, heptanol, octanol) para ser esterificado em uma forma semelhante aos ácidos carboxilicos (Figura 13, Opção B). Conforme a esterificação ocorre, água e amônia são continuamente removidas do topo da coluna para conduzir o equilíbrio dirigido aos alquil ésteres de HMW. Os alquil ésteres de HMW são hidrogenolisados em um reator usando o hidrogênio da fermentação e/ou gaseificação após purificação com um ou uma combinação dos Processos de A a E (Figuras de 8 a 12) como apresentado na Figura 5. A partir dessa hidrogenação, os álcoois primários correspondentes são produzidos e o álcool de HMW é recuperado. Uma segunda coluna de destilação é usada para separar os produtos álcool primário, que sai no topo, e o álcool de HMW, que sai no fundo e é reciclado de volta para a esterificação.

0 processo na Figura 6 é similar à Figura 5, com a diferença que, porque se trata de processamento de sais de carboxilato de cálcio, os ions cálcio devem ser primeiro ligados com uma amina de LMW antes de realizarem a esterificação. Essa ligação é feita na mesma forma como na Enigura 3. A solução concentrada de carboxilato de cálcio do evaporador entra num reator e é posta em contato com dióxido de carbono do gás de fermentação e uma amina de LMW (por exemplo, trimetilamina, trietilamina, tripropilamina, tributilamina). Isso provoca a precipitação do carbonato de cálcio, que é reciclado para a fermentação, e produz um carboxilato de amina de LMW. 0 carboxilato de amina de LMW é enviado de volta para uma outra coluna de destilação onde a maioria (ou toda) a água é removida pelo topo. Qualquer amina de LMW não reagida é destilada por vapor dessa corrente de água antes de ser enviada para a fermentação. 0 carboxilato de amina de LMV é então, enviado para uma coluna de esterificação, onde é posto em contado com um álcool de HMW (por exemplo, hexanol, heptanol, octanol) para produzir alquil ésteres de HMW. A água da reação e a amina de LMW são removidas continuamente do topo da coluna, enquanto o alquil éster de HMW sai no fundo. Os ésteres são enviados para um reator onde são hidrogenolisados com o hidrogênio purificado (Processos A, B, C, D ou E nas Figuras de 8 a 12) a partir do gás de fermentação e/ou gaseificação como mostrado na Figura 6. A partir dessa hidrogenólise, os álcoois primários correspondentes e o álcool de HMW são obtidos. Em uma terceira coluna, o produto álcool primário, que sai no topo, é separado dos álcoois de HMW que sai no fundo e é reciclado de volta para a esterificação. A Figura 8 mostra o Processo A, que é um sistema típico de amina para a remoção de dióxido de carbono. 0 hidrogênio e dióxido de carbono entram no sistema e são postos em contado através uma amina. A amina absorve o dióxido de carbono formando um carbonato de amina. 0 oxigênio puro, então, deixa esse purificador de aminas. 0 carbonato de amina é, então, enviado para um separador, onde é aquecido quebrando o dióxido de carbono da amina. O dióxido de carbono sai do sistema e a amina é, então, reciclada para repetir o processo. A Figura 9 mostra o Processo B. Nesse processo, a corrente de hidrogênio / dióxido de carbono entra em contato com as cinzas (da caldeira ou do gaseificador) na água. As cinzas, por serem alcalinas, absorvem o dióxido de carbono, purificando, assim, o hidrogênio. As cinzas de carbonato resultante podem, então, ser reenviadas para os campos e usadas como fertilizantes. A Figura 10 mostra o Processo C. Nesse processo, a corrente de hidrogênio / dióxido de carbono é pressurizada e enviada para uma membrana (por exemplo, membrana de paládio), que é permeável ao hidrogênio, mas não ao dióxido de carbono. 0 hidrogênio no permeado é puro. A corrente de rejeito ou retentado ainda tem algum hidrogênio, assim, pode ser enviado para o Processo A, B, D ou E para a recuperação adicional do hidrogênio. Como uma opção, a corrente de dióxido de carbono, que ainda está em alta pressão, pode ser enviada para uma turbina a partir da qual algum trabalho pode ser recuperado antes da ventilação.

A Figura 11 ilustra o Processo D, que é um sistema típico de Adsorção com Oscilação de Pressão (PSA). No PSA, dois ou mais adsorvedores são usados para adsorver impurezas ou componentes indesejados das correntes de gás para a purificação. Na Figura 11 apenas dois adsorvedores são mostrados como um exemplo, mas podem ser adicionados mais. Na Figura 11, a corrente hidrogênio / dióxido de carbono é pressurizada e enviada através de um adsorvedor, mas não o outro. Uma válvula de três vias garante que apenas em um adsorvedor é feita a adsorção em qualquer tempo dado. O dióxido de carbono é adsorvido e o hidrogênio puro sai do sistema. Ao mesmo tempo, o outro adsorvedor está sendo adsorvido pela aplicação de um vácuo. O dióxido de carbono puro sai do sistema através de uma bomba a vácuo. Novamente, as válvulas de três vias mantêm a bomba de aspiração a vácuo a partir do lado adsorvedor em qualquer tempo dado. Uma vez que o lado adsorvedor se torna saturado com dióxido de carbono, as válvulas de três vias são ligadas e, então, é aplicado o vácuo neste adsorvedor para iniciar a adsorção, enquanto que o outro adsorvedor começa a receber a corrente cie hidrogênio / dióxido de carbono pressurizada para iniciar a forma de adsorção. Essa ligação de um adsorvedor ao outro permite o processamento virtualmente continuo da corrente de gás.

A Figura 12 mostra o Processo E, que consiste de corrente pressurizada de hidrogênio / dióxido de carbono e a aplicação, também, de resfriamento ou refrigeração dependendo da pressão. 0 produto desse processo, além do hidrogênio puro, é o dióxido de carbono liquido, que pode ser vendido no mercado de produtos químicos ou alimentícios.

Nas Figuras 1 a 3 e 5 a 6, pode ser necessária a remoção das impurezas nas correntes tais como a corrente de amina de HMW e a corrente de alquil éster de HMW. A Caixa A ou B ou ambas AeB em série e a Caixa C ou D ou ambas C e D em série podem ser usadas como mostrado naquelas figuras.

A Figura 14 mostra a caixa A, um processo para a remoção das impurezas e purificação da corrente de amina de HMW na produção de ácidos carboxílicos como apresentado nas Figuras de 1 a 3. Esse processo particular representado na Figura 14 foi divulgado. Esse método trata de impurezas sólidas ou precipitadas. A amina de HMW vai através de um separador sólido / líquido (por exemplo, filtro, centrífuga tanque de sedimentação + filtro), onde as impurezas sólidas ou precipitadas são removidas da corrente líquida. Devido às impurezas sólidas estarem imersas na amina de HMW, um solvente (por exemplo, hexano, amina de LMW) pode ser usado para lavar a amina de HMW. Assim, o solvente / corrente de amina de HMW é, então, separado por destilação. A amina de HMW é, então, reciclada ao processo, enquanto o solvente é reciclado para repetir a lavagem. Opcionalmente, gás inerte quente ou aquecido (por exemplo, N2, Ar) pode ser soprado direto nos sólidos para remover qualquer solvente remanescente e enviado para a coluna de destilação para recuperá-lo. Nesse condensador / acumulador, o gás inerte é expulso do solvente e reciclado. As impurezas sólidas são, então, enviadas para o gaseificador ou caldeira para combustão.

A Figura 15 ilustra a Caixa B, que também remove as impurezas e purifica a corrente de amina de HMW (por exemplo, trioctilamina) na produção de ácido carboxilico como retratado nas Figuras de 1 a 3. Esse método manipula impurezas líquidas não precipitáveis, que são solúveis em água e dificilmente solúveis na amina de HMW. A amina de HMW vai para um aglutinador, onde se permite a separação da fase amina de HMW e da fase impureza. Como uma opção, a fase amina de HMW pode ser lavada contracorrentemente com água para ainda purificá-la. A água dessa lavagem é simplesmente descartada. Contudo, tal opção não é recomendada na medida em que algumas impurezas na corrente de amina de HMW são toleráveis e a lavagem provocará a perda da amina de HMW para essa corrente descartável de água a menos que a extração em cont racorrente com um solvente (por exemplo, hexano) seja usada para sua recuperação. Δ fase de impurezas pode, se desejado, ser submetida a uma extração por solvente (por exemplo, hexano, amina de LMW) em contracorrente para recuperar qualquer amina de HMW (ou carboxilato de amina de HMW) perdida nessa corrente. Então, a corrente amina de HMW / solvente pode ser separada por destilação para reciclar a amina de HMW e o solvente para sua parte correspondente do processo. Após sair da extração por solvente em contracorrente, as impurezas são saturadas com solvente, as quais podem ser recuperadas, se desejado, por destilação a vapor com gás inerte quente (por exemplo, Ν;) . Assim, esse vapor do separador é enviada para o condensador de destilação, onde o solvente é condensado e recuperado e o gás inerte remove a partir do liquido a ser reciclado. As impurezas livres de solvente são, então, enviadas para a caldeira ou gaseificador para combustão. A Figura 16 mostra a Caixa C, a qual remove as impurezas e purifica a corrente de alquil éster de HMW antes de ser enviada para hidrogenólise. Em geral, catalisadores de hidrogenação e hidrogenólise são suscetíveis ao envenenamento e a presença de impurezas pode provocar o consumo indesejado de hidrogênio; dessa forma, pode ser necessário alcançar altas purezas nessa corrente de éster. A Caixa C, da mesma forma que a Caixa A, trata das impurezas sólidas ou precipitadas. Os alquil ésteres de HMW que deixam a coluna de esterificação são enviados para um separador sólido / liquido (por exemplo, filtro, centrifuga, tanque de sedimentação + filtro), onde os sólidos são separados do liquido. 0 liquido que deixa o separador conterá provavelmente na maioria das vezes os alquil ésteres de HMW, algum álcool de HMW e < 0, 1 % de impurezas. As impurezas sólidas, que são imersas nos alquil ésteres de HMW, podem ser lavadas usando um solvente (por exemplo, hexano) . 0 solvente e os alquil ésteres de HMW são, assim, separados por destilação para reciclar o solvente de volta para a extração e enviar os alquil ésteres de HMW para destilação. Como uma opção, as impurezas sólidas podem ser separadas do solvente soprando neles gás inerte quente (por exemplo, N2, CO2). Essa corrente é, então, enviada para o condensador de destilação, onde o solvente condensa e é recuperado e o gás inerte é expulso do liquido e reciclado. Finalmente, a corrente de impureza pode ser enviada para a caldeira ou gaseificador para combustão. A Figura 17 representa a Caixa D para remoção de

impurezas e purificação da corrente de alquil éster de HMW antes de enviá-la para ser hidrogenolisada. Da mesma forma que a Caixa B, a Caixa D trata de impurezas líquidas não precipitáveis, que são solúveis em água, mas dificilmente miscíveis na fase alquil éster de HMW. A corrente de alquil éster de HMW que sai da coluna de esterif icação é enviada para um aglutinador, onde se permite a separação das fases. A fase de impurezas é decantada, e a fase alquil éster de HMW é enviada para uma lavagem em cont racorrente, que é necessária para dar polimento final para altas purezas que possam ser necessárias para a hidrogenólise. A água de lavagem da lavagem em contracorrente, que é saturada com alquil éster de HMW, pode ser enviada de volta para a esterificação, se desejado, de modo que possam ser evitadas as perdas. As impurezas decantadas do aglutinador, que foram saturadas com alquil éster de HMW (e alguns álcoois de HMW), possuem a opção de serem submetidas à extração por solvente em contracorrente para recuperar os ésteres (e o álcool) que possam, de outra forma, ser perdidos. O solvente (por exemplo, hexano) e os alquil ésteres de HMW são, então, separados por destilação, reciclando o solvente e enviando os ésteres para hidrogenólise. Se a recuperação do solvente da corrente de impureza saturada de solvente da extração em contracorrente for desejada, gás inerte quente (por exemplo, N2, CO2) pode ser usado para separar o solvente das impurezas. A corrente gás inerte / solvente é enviada para o condensador de destilação, onde o solvente é condensado e recuperado e o gás inerte é expulso do liquido e é reciclado. Finalmente, as impurezas livres de solvente são enviadas para a caldeira ou qaseificador. Aseleção de qualquer processamento opcional nas Figuras de 14 a 17 pode ser ditada pelas considerações de custo. EXEMPLOS

Os exemplos a seguir estão inclusos para demonstrar as

modalidades especificas da invenção. Deve ser apreciado por aqueles versados na técnica que as técnicas divulgadas nos exemplos que se seguem representam técnicas descobertas pelos inventores para o melhor funcionamento na prática da invenção. Entretanto, aqueles versados na técnica devem, a luz da presente divulgação, apreciar que muitas alterações podem ser feitas nas modalidades especificas que são divulgadas e ainda obter um resultado igual ou similar sem sair do escopo e espirito da invenção. Exemplo 1 - Constituição da fermentação

A mistura de fermentação contendo uma razão de 80 % de papel e 20 % de adubo com uma constituição final de 16 gramas de papel fino, 4 gramas de adubo, 225 mL de mistura aquosa (H2O, Na2S, Cisteina, HCl), e 25 mL de inóculos semeados, a fonte de microorganismos, seis frascos reacionais de 1 L, um reator com exatamente metade de todos os componentes em um frasco de 500 mL, e dois reatores com exatamente 3/20 de quantidade dos componentes iniciais em uma garrafa reacional de 150 mL, todos encaixados com um septo de topo. Os reagentes foram misturados juntos e, então, o nitrogênio foi purgado por 5 minutos antes de ser vedado e agitado continuamente em um incubador com uma temperatura próxima a 27 °C. Foi permitida uma exposição mínima de ar quando o reator foi aberto (por exemplo, para fixação da agulha quebrada) por meio de purga de nitrogênio. As amostras foram levantadas a cada 2 dias em 17 dias de modo que as concentrações de gás pudessem ser coletadas e analisadas em diferentes períodos durante a fermentação (Domke, 2004). O objetivo foi determinar a relação de H2 para CO2 produzido no gás de fermentação.

Os reatores foram analisados no 18° dia revelando que a relação de hidrogênio para dióxido de carbono está na faixa de 0,01 a 0,13 mol de H2 / mol de CO2 com uma media de 0,07 mol de H2 / mol de CO2. Esses resultados mostram que o hidrogênio no gás de fermentação pode ser usado como fonte de hidrogênio necessário para hidrogenar os ésteres formados a partir do Processo MixAlco para produzir álcoois mistos tais como os vistos na Figura 19.

Na conclusão do experimento, todas as nove fermentações foram analisadas para determinar a relação de hidrogênio para dióxido de carbono. Os resultados estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1 - Produção de Hidrogênio por Fermentação

<table>table see original document page 54</column></row><table> CO2 6, 93 11, 66 10, 80 O2/argônio 0, 14 0, 13 0, 15 Nitrogênio 90, 18 85,73 86,44 Total 97, 93 97,75 97, 86 H2 / CO2 0,0981241 0,01972556 0,04351852 % de hidrogênio (baseado apenas em H2 e CO2) 8, 94 1, 93 4, 17 ID de amostra Dia 7 Dia 9 Dia 11 Componente (mol/mol %) (mol/mol %) (mol/mol %) Hidrogênio 0,79 1, 53 0,31 CO2 8,24 13, 56 11, 52 O2/argônio 0,13 0, 12 0, 13 Nitrogênio 88, 51 82, 90 85,79 Total 97, 67 98, 11 97, 75 H2 / CO2 0,095873786 0,11283186 0,02690972 % de hidrogênio (baseado apenas em H2 e CO2) 8,75 10, 14 2, 62 ID de amostra Dia 13 Dia 15 Dia 17 Componente (mol/mol %) (mol/mol %) (mol/mol %) <formula>formula see original document page 56</formula>

* no Dia 13 o reator não foi de vidro, mas de plástico, significando que o dado daquele dia poderia não ser estimado por causa do plástico ser mais permeável ao hidrogênio e a tampa de plástico não vedar tão bem quanto a tampa com septo nos recipientes de vidro.

Os testes mostraram que a relação de hidrogênio para dióxido de carbono estavam na faixa de 0,01 até 0,13, com uma média de 0,07. A menor % de hidrogênio observada foi de1,93 % no Dia 3 e maior foi de 11,78 no Dia 15. A % média de hidrogênio para todos os dias testados foi de 5,93 %.

Esses dados provam que a reação produz hidrogênio como um subproduto durante a fermentação. Assim, a energia total capaz de ser recuperada a partir da fermentação é maior do que se supunha. Isso reduzirá muito os custos no processo MixAlco porque o hidrogênio poderia não ser necessário de ser produzido a partir de outras fontes. Os reatores que mantiveram um pH de 6,5 por um período de tempo estendido não produziram a maior razão de hidrogênio para dióxido de carbono. Conforme o hidrogênio foi produzido, alguns destes também desapareceram ou reagiram novamente. Adicionalmente, o teor de hidrogênio não pareceu seguir um padrão com o tempo e ao invés disso pareceu ser aleatório. Isso poderia resultar do escape de hidrogênio dos reatores provocando a queda da razão de forma significativa. 0 controle de quantidade do gás que escapa pode ser significativo na obtenção de uma alta razão H2 / CO2-

o nitrogênio esteve presente em maiores quantidades do que o H2 e CO2- Isso é esperado devido à purga de nitrogênio. Isso também explica porque o teor de oxigênio no reator é tão baixo; a purga de nitrogênio é projetada para substituir o oxigênio com gás inerte de nitrogênio. Assim os cálculos não precisam ser realizados com base nos números de nitrogênios; a razão H2 e CO2 é provavelmente muito mais significativa nesse experimento.

A transferência de hidrogênio entre espécies pode ter também ocorrido neste experimento. Isso permite que o hidrogênio na fase de gás livre reaja com os ácidos carboxílicos de baixo peso molecular para formar os ácidos carboxílicos de elevado peso molecular mais dióxido de carbono. Se essa reação ocorreu, o teor de hidrogênio do gás foi reduzido. Finalmente, o calor pode influenciar a relação H2 e CO2 e pode ser controlado em alguns sistemas. Geralmente, este experimento mostra que o hidrogênio é produzido por esta mistura de fermentação particular e poderia ser usado se fosse separado do resto dos gases. Exemplo 2 - Manutenção do pH Um problema principal direcionado às fermentações anaeróbicas em batelada é a manutenção do pH próximo à neutralidade em condições anaeróbicas de modo que os microorganismos possam sobreviver e realizar a fermentação. Para efetuar essa tarefa, os recipientes de fermentação foram ajustados com tampas com septo e agulhas de 22 gauge fixadas a uma válvula de três vias e uma seringa foi usada para sugar e testar cada amostra. 0 pH foi testado com papel de pH na escala de 5,0 a 10,0 em incrementos de 0,5. Se o pH fosse muito baixo, uma quantidade pré-determinada de solução de bicarbonato de amônio 0,016 M seria adicionada à fermentação para trazer o pH de volta a sete. Δ quantidade adicionada foi determinada com base nas titulações realizadas usando ácido acético glacial diluído e a mesma solução de bicarbonato de amônio observada na Tabela 2 e na Figura 18. O pH foi testado conforme as quantidades específicas da solução de bicarbonato de amônio foram adicionadas até o pH voltar a 7,0. Δ Figura 18 forneceu uma quantidade aproximada de solução de bicarbonato de amônio necessária para a fermentação voltar à neutralidade porque a fermentação produziu primeiramente o ácido acético. As quantidades adicionadas em cada reator foram alteradas após as primeiras adições de acordo com o gráfico e foi observada uma pequena alteração. Quando o pH pareceu não cair substancialmente, foi adicionada mais solução de bicarbonato de amônio para garantir que o pH não caísse a um nível perigosamente acídico e afetasse os microorganismos. Tabela 2 - Calíbração de pH das amostras

pH Volume da bureta Volume adicionado Volume do último intervalo .3,94 20 N/A N/A .4,05 20,19 0,19 0,19 .4,15 20,4 0,4 0,21 .4,29 20,68 0,68 0,28 .4,39 20,9 0,9 0,22 .4,5 21,13 1,13 0,23 .4,62 21,34 1,34 0,21 .4,74 21,6 1,6 0,26 .4,88 21,8 1,8 0,2 .5,06 22,04 2,04 0,24 .5,19 22,23 2,23 0,19 .5,39 22,5 2,5 0,27 .5,5 22,69 2,69 0,19 .5,76 23,13 3,13 0,44 <table>table see original document page 60</column></row><table> Calibração lida do pHmetro em 7,00; padrão = 7,04

pH da solução de bicarbonato de amônio = 8,14; 0,016 M (solução de bicarbonato de amônio)

Durante o experimento, as amostras de fermentação

começaram a diminuir o pH nos primeiros dois dias; contudo, muitos dos reatores não iniciaram até o oitavo dia, o qual baixou o pH para 7,0 ou abaixo. A maioria dos reatores flutuaria entre o pH 7,0 e 8,0 e, então, baixaria muito rapidamente por volta do Dia 5 para pH 6,5. Isso pareceu mostrar que a fermentação finalmente estabilizou e os ácidos começaram a ser produzidos. A reação pareceu ocorrer em um ritmo muito rápido, produzindo ácidos suficientes para manter o pH em 6,5, sem, levar em consideração o bicarbonato de amônio adicionado diariamente. Exemplo 3: Ventilação Uma outra preocupação dirigida durante esse

experimento foi que o hidrogênio é uma molécula extremamente pequena e o recipiente usado durante a fermentação não provou ser hermético para hidrogênio. Assim, uma tampa hermética com septo e um selo de segurança foram usados para vedar melhor a abertura do recipiente e uma agulha de 22 gauge foi usada para fixar os recipientes para a linha de ventilação. Uma agulha de 25 gauge foi inicialmente usada, mas acabou sendo demasiadamente curta para permitir que as amostras fossem tomadas, levando ao uso de agulhas de 22 gauge. Um outro problema com as agulhas foi que deixariam furos de perfurações no septo, o que fez o septo parecer frágil; isso levou a pensar que poderia possivelmente vazar gás hidrogênio. Dessa forma, uma vez que as agulhas foram removidas do segundo ao último dia do experimento para permitir o aumento da pressão, todos os septos foram substituídos de modo que a maior quantidade de hidrogênio poderia ser contida. Durante este procedimento, o reator do Dia 13 foi quebrado tornando-o inútil; a fermentação foi, então, transferida para uma garrafa plástica de reator e vedada usando uma tampa grande de borracha com um tubo de vidro com septo inserido nele. O reator manteve continuamente um pH baixo e resultou ainda em uma baixa produção de hidrogênio que poderia ser explicada pelo uso de uma garrafa plástica de reator não sendo vedada tão bem quanto os outros recipientes de vidro, ou pelo fato de que muita solução de bicarbonato de amônio foi inadvertidamente adicionada ao recipiente no Dia 16.

Os reatores foram também fixados em uma linha de ventilação na válvula de três vias para permitir que os reatores ventilassem em uma mangueira que conduziu para a tampa, assim a pressão do reator não aumentou provocando a quebra do vidro. Essa ventilação e a técnica de amostragem permitiram a fermentação ser exposta a uma quantidade mínima de ar durante o experimento enquanto os reatores nunca eram deixados abertos. Uma vez que a fermentação foi iniciada, os frascos eram somente abertos se uma agulha quebrasse no septo requerendo que ela fosse trocada. Quando um septo era substituído, a purga de nitrogênio foi usada para impedir que qualquer oxigênio e impurezas fossem introduzidos no reator, mantendo, dessa forma, as condições iniciais. No dia que o reator final foi montado, os reatores não foram ventilados durante a noite para permitir que a pressão do gás aumentasse, assim uma grande amostra de gás pode ser obtida. Os septos em todos os reatores foram substituídos e permitidos a purga antes de serem vedados no dia final para obter a melhor vedação possível para o recipiente (Aiello-Mazzarri et al.r Bioresource Technology, 97:47-5 6 2006, incorporado aqui por referência).

Apesar das modalidades apenas exemplificativas da invenção serem descritas especificamente acima, será apreciado que modificações e variações desses exemplos são possíveis sem sair do espírito e escopo pretendido da invenção.

Claims

1. Método de conversão de biomassa caracterizado pelo fato de compreender: fermentar a biomassa para produzir um ácido carboxilico ou sal carboxilato e gás hidrogênio; recuperar o gás hidrogênio; e converter o ácido carboxilico ou sal carboxilato em um álcool usando o gás hidrogênio.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gás hidrogênio ser recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, e a recuperação compreender a extração do dióxido de carbono a partir da corrente usando uma unidade de absorção de amina.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gás hidrogênio ser recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, e a recuperação compreender a absorção de dióxido de carbono a partir da corrente usando cinzas.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gás hidrogênio ser recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, e a recuperação compreender a purificação do gás hidrogênio a partir do vapor usando uma membrana.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gás hidrogênio ser recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, e a recuperação compreender a purificação do gás hidrogênio a partir do vapor usando uma adsorção com oscilação de pressão.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gás hidrogênio ser recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, e a recuperação compreender a purificação do gás hidrogênio a partir do vapor usando compressão seguindo por refrigeração ou resfriamento.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda a produção de um dióxido de carbono liquido a partir da corrente usando compressão seguida por refrigeração ou resfriamento.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o gás hidrogênio ser recuperado a partir de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio, e a recuperação compreender a purificação do gás hidrogênio a partir do vapor usando uma membrana.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ácido carboxilico ou sal carboxilato ser convertido em um álcool primário.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ácido carboxilico ou sal carboxilato ser convertido em um álcool secundário.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fermentação da biomassa compreender o uso de um tampão de NH4HCO3.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fermentação da biomassa compreender o uso de um tampão de CaCC>3.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender a extração de ácido carboxilico ou sal carboxilato usando uma amina de elevado peso molecular.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda: remover as impurezas da amina de elevado peso molecular após a etapa de extração usando um sólido; e reciclar a amina de elevado peso molecular para a etapa de extração.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda: remover as impurezas da amina de elevado peso molecular após a etapa de extração usando um líquido; e reciclar a amina de elevado peso molecular para a etapa de extração.

16. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender a conversão do ácido carboxilico. ou sal carboxilato em um álcool usando um alquil éster de elevado peso molecular.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de compreender ainda: remover as impurezas do alquil éster após a etapa de conversão usando um sólido; e reciclar o alquil éster de elevado peso molecular para a etapa de conversão.

18. Método de acordo com . a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de compreender ainda: remover as impurezas do alquil éster de elevado peso molecular após a etapa de conversão usando um líquido; e reciclar o alquil éster de elevado peso molecular para a etapa de conversão.

19. Método de conversão de biomassa caracterizado pelo fato de compreender: fermentar a biomassa para produzir um ácido carboxilico ou sal carboxilato e gás hidrogênio; recuperar o gás hidrogênio; e converter o gás hidrogênio em acetato.

20. Sistema de conversão de biomassa caracterizado pelo fato de compreender: uma unidade de fermentação para a fermentação de biomassa em um ácido carboxilico ou sal carboxilato em um caldo de fermentação e para a produção de uma corrente de dióxido de carbono e gás hidrogênio; uma unidade de extração para extrair ácido carboxilico ou sal carboxilato a partir do caldo de fermentação; uma unidade de extração de gás para a separação do gás hidrogênio e o dióxido de carbono; e uma unidade de produção para a produção de um álcool a partir do ácido carboxilico ou sal carboxilato usando o gás hidrogênio.