CZ21314U1 - Zarízení ke kontinuálnímu zpracování materiálu obsahujících signifikantní podíl fytomasy - Google Patents
Zarízení ke kontinuálnímu zpracování materiálu obsahujících signifikantní podíl fytomasy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ21314U1 CZ21314U1 CZ201023120U CZ201023120U CZ21314U1 CZ 21314 U1 CZ21314 U1 CZ 21314U1 CZ 201023120 U CZ201023120 U CZ 201023120U CZ 201023120 U CZ201023120 U CZ 201023120U CZ 21314 U1 CZ21314 U1 CZ 21314U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- pressure
- vapor
- phytomass
- expansion
- materials containing
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 102000006995 beta-Glucosidase Human genes 0.000 description 1
- 108010047754 beta-Glucosidase Proteins 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000109 continuous material Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/20—Heating; Cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení ke kontinuálnímu zpracování materiálů obsahujících signifikantní podíl fytomasy kontinuální tlakovou hydrolýzou s následnou expanzí hydrolyzátu.
Dosavadní stav techniky
Naakumulovaná energie se u rostlin ukládá i do energeticky náročných vazeb při syntézách biopolymerů vysoké molekulové hmotnosti. Jedná se zejména o celulózu, hemicelulózu a škrob. Zpřístupnění energie v dílčích glukózo vých jednotkách výše uvedených polymerů za přijatelných nákladů a minimálních negativních ekologických dopadů, je klíčovou otázkou nejen pro segment rostlinných biotechnologií a chemický průmysl. Hydrolýza, jakožto způsob zpracování organických materiálů, se rozvíjí již od konce 19. století.
V patentových spisech se popisuje celá řada způsobů hydrolýzy a zařízení k provádění těchto způsobů, např. v CZ 300865 se popisuje zařízení pro výrobu glukózy, etanolu, furfuralu, furanu, ligninu, kyseliny octové a mravenčí z obnovitelných surovin, které sestává ze vstupní jednotky a zásobníku propojeného s hydrolýzní jednotkou tvořenou plnicím tlakovým lisem a soustavou hydrolyzérů propojenou přes tlakové šoupátko a systémem produktóvých zásobníků se separačním lisem. Přitom v hydrolýzní jednotce je mezi jejím prvním a druhým stupněm uspořádán odlisovací a převáděcí lis zajišťující trvalý tlakový spád mezi stupni.
Nevýhodou popsaného zařízení, jakož i ostatních známých zařízení tohoto druhuje zejména jejich jednoúčelovost. Téměř vždy jsou jejich konstrukční i reakční parametry zafixovány na konkrétní fytomasu vstupující do zařízení a jednu konkrétní technologii. Mnohá řešení jsou značně obsáhlá, protože se zabývají využíváním téměř všech surovin, které se v procesu mohou vyskytovat. Jejich společným jmenovatelem je pak mizivý počet realizací daný vysokou energetickou a související ekonomickou náročností.
Technické řešení si klade za úkol navrhnout relativně jednoduché multifunkční zařízení, schopné kontinuálně zpracovávat materiál s podílem fytomasy na hydrolyzáty i extrudáty Širokou škálou procesních parametrů.
Podstata technického řešeni
Uvedený úkol řeší zařízení ke kontinuálnímu zpracování materiálů obsahujících signifikantní podíl fytomasy kontinuální tlakovou hydrolýzou s následnou expanzí hydrolyzátu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořeno vysokotlakým vřetenovým čerpadlem dezintegrovaného materiálu ústícím do vysokotlakého hydrolyzérů dimenzovaného na tlak do 3,5 MPa a tvořícího jeden tlakový prostor, který má na vstupu ohřívač materiálu a který je opatřen vnitřním šnekem pro řízenou dopravu materiálu, přičemž na hydrolyzér navazuje expanzní turniket ústící do expanzní nádoby s odvodem brýdových par.
K využití tepla obsaženého v brýdových parách může být zařízení na vstupu opatřeno tepelným výměníkem pro ohřev materiálu napojeným na odvod brýdových par, anebo odvod brýdových par může být napojen přímo na vstupní ohřívač.
Přehled obrázku na výkrese
Technické řešení bude dále objasněno pomocí výkresu, na němž je na obr. 1 výhodné schéma zapojení zařízení ke kontinuálnímu zpracování materiálů.
-1CZ 21314 U1
Příklady provedení technického řešení
Zařízeni podle obr. 1 ke kontinuálnímu zpracování materiálů obsahujících signifikantní podíl fytomasy je tvořeno vysokotlakým vřetenovým čerpadlem 1 dezintegrovaného materiálu ústícím do vysokotlakého hydrolyzéru 2 dimenzovaného na tlak do 3,5 MPa, který má na vstupu ohřívač 3 materiálu a je opatřen vnitřním šnekem 4 pro řízenou dopravu materiálu. Přitom na hydrolyzér 2 navazuje expanzní turniket 5 ústící do expanzní nádoby 6 s odvodem brýdových par. Zařízení je v jiném provedení opatřeno na vstupu tepelným výměníkem pro ohřev vstupního materiálu brýdovými parami. V dalším možném provedení pak je odvod 7 brýdových par napojen přímo na vstupní ohřívač 3.
Extrudát slámy (180 °C - 1,5 MPa), který byl připraven na výše popsaném zařízení, dosáhl v kumulativní produkci bioplynu hodnoty v porovnání se slepým vzorkem slámy (21 dní) o 5 dní dříve. Extrudát slámy (175 °C ~ 1,4 MPa) připravený na výše popsaném zařízení, dosáhl po hydrolýze β-glukosidázou o 16% více glukózových ekvivalentů. Hydrolyzát slámy (3 % HNO3,
2,6 MPa) pak dosáhl hodnoty produkce bioplynu o 10 dní dříve v porovnání se slepým vzorkem slámy.
Víceúčelové zařízení ke kontinuálnímu zpracování materiálů je modifikovatelné pro širokou paletu materiálů s jakýmkoli podílem fytomasy, různé typy hydrolýzy a extruze za účelem jakéhokoli biotechnologického zpracování při různých procesních parametrech. Dalším důležitým faktorem je, že expanze je jednostupňová - skoková a že popsaná zařízení tvoří společně jeden tlakový prostor.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (3)
1. Zařízení ke kontinuálnímu zpracování materiálů obsahujících signifikantní podíl fytomasy kontinuální tlakovou hydrolýzou s následnou expanzí hydrolyzátu, vyznačující se tím, že je tvořeno vysokotlakým vřetenovým čerpadlem (1) dezintegrovaného materiálu ústícím do vysokotlakého hydrolyzéru (2) dimenzovaného na tlak do 3,5 MPa a tvořícího jeden tlakový prostor, který má na vstupu ohřívač (3) materiálu a který je opatřen vnitřním šnekem (4) pro řízenou dopravu materiálu, přičemž na hydrolyzér (2) navazuje expanzní turniket (5) ústící do expanzní nádoby (6) s odvodem (7) brýdových par.
2. Zařízení podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tí m , že je na vstupu opatřeno tepelným výměníkem pro ohřev materiálu napojeným na odvod (7) brýdových par.
3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že odvod (7) brýdových par je napojen na vstupní ohřívač (3).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201023120U CZ21314U1 (cs) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | Zarízení ke kontinuálnímu zpracování materiálu obsahujících signifikantní podíl fytomasy |
| EP11003475A EP2420560A1 (de) | 2010-08-18 | 2011-04-28 | Anlage zur kontinuierlichen Verarbeitung von einen signifikanten Anteil an Phytomasse enthaltenden Materialien |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201023120U CZ21314U1 (cs) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | Zarízení ke kontinuálnímu zpracování materiálu obsahujících signifikantní podíl fytomasy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ21314U1 true CZ21314U1 (cs) | 2010-09-24 |
Family
ID=42824900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201023120U CZ21314U1 (cs) | 2010-08-18 | 2010-08-18 | Zarízení ke kontinuálnímu zpracování materiálu obsahujících signifikantní podíl fytomasy |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2420560A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ21314U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306125B6 (cs) * | 2015-06-25 | 2016-08-10 | Aivotec S.R.O. | Intenzifikované kalové hospodářství čistírny odpadních vod |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI51371C (fi) * | 1974-10-04 | 1976-12-10 | Rosenlew Ab Oy W | Menetelmä polysakkaridipitoisen raaka-aineen hajottamiseksi happohydro lyysin avulla. |
| US4564595A (en) * | 1980-10-20 | 1986-01-14 | Biomass International Inc. | Alcohol manufacturing process |
| US4497896A (en) * | 1982-07-19 | 1985-02-05 | St. Lawrence Technologies Limited | Fermentation of glucose with recycle of non-fermented components |
| DE3828317A1 (de) * | 1988-08-20 | 1990-02-22 | Krupp Gmbh | Fallstromverdampfer |
| DE3928815A1 (de) * | 1988-12-13 | 1990-06-21 | Still Otto Gmbh | Verfahren zur behandlung von biomassen, z. b. bei der biologischen abwasserreinigung anfallenden klaerschlaemmen, guelle, sonstigen mikrobiologischen oder nachwachsenden biomassen |
| CZ281504B6 (cs) * | 1995-02-08 | 1996-10-16 | Zdeněk Kratochvíl | Způsob zpracování lignocelulózových materiálů kontinuální tlakovou hydrolýzou a zařízení |
| CZ300865B6 (cs) * | 2005-11-21 | 2009-08-26 | Kmps Financial Group S.R.O. | Zpusob výroby glukózy, etanolu, furfuralu, furanu, ligninu, kyseliny octové a mravencí z obnovitelných surovin a zarízení k jeho provádení |
-
2010
- 2010-08-18 CZ CZ201023120U patent/CZ21314U1/cs not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-04-28 EP EP11003475A patent/EP2420560A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ306125B6 (cs) * | 2015-06-25 | 2016-08-10 | Aivotec S.R.O. | Intenzifikované kalové hospodářství čistírny odpadních vod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2420560A1 (de) | 2012-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104271752B (zh) | 用于加工含木质纤维素的生物质的方法 | |
| Gallina et al. | Optimal conditions for hemicelluloses extraction from Eucalyptus globulus wood: hydrothermal treatment in a semi-continuous reactor | |
| RU2014103992A (ru) | Двухступенчатая непрерывная предварительная обработка лигноцеллюлозной биомассы | |
| CN101899537B (zh) | 植物纤维超临界水解制取还原糖的方法及其半连续式反应装置 | |
| CN102603144B (zh) | 一种用于污泥处理的亚临界水热设备 | |
| CN101565725B (zh) | 一种玉米秸秆预处理方法 | |
| CN105951488B (zh) | 一种利用木质纤维素清洁制备纤维素的工艺 | |
| CN106220593A (zh) | 一种木质纤维素生物炼制生产糠醛的方法 | |
| CN101092436A (zh) | 物理爆碎法生产低聚木糖或木糖的工艺技术 | |
| CN101974109B (zh) | 一种马来酰化半纤维素的制备方法 | |
| CZ21314U1 (cs) | Zarízení ke kontinuálnímu zpracování materiálu obsahujících signifikantní podíl fytomasy | |
| CN101130558B (zh) | 串联连续水解制备戊糖溶液的系统和方法 | |
| CN205398516U (zh) | 一种生物质水解制备乙酰丙酸及糠醛的装置 | |
| CN102220384A (zh) | 一种加压微波预处理木质纤维素的方法 | |
| KR101417836B1 (ko) | 2단 산처리 공정을 통한 셀룰로오스계 바이오매스의 가수분해 물질 생산 장치 및 방법 | |
| JP5861413B2 (ja) | バイオマスからのフルフラールの連続製造方法 | |
| CN102766120A (zh) | 气相酸催化生物质水解连续生产糠醛的方法 | |
| CN205420242U (zh) | 糠醛清洁生产流水线 | |
| CN105198939B (zh) | 一种低分子量木质素的制备方法 | |
| Ahn et al. | Catalyst-recirculating system in steam explosion pretreatment for producing high-yield of xylooligosaccharides from oat husk | |
| CN102643934A (zh) | 利用超低酸连续化反应水解秸秆的方法 | |
| CN105418556A (zh) | 一种以玉米秸秆为原料制备糠醛的方法 | |
| JP5842757B2 (ja) | バイオマスからのフルフラール類の製造方法 | |
| CN102839229B (zh) | 利用膜分离与木质纤维素酸水解耦合提高还原糖收率的方法 | |
| KR20100086297A (ko) | 연속향류식 초임계 공정을 이용한 에어로젤의 제조방법 및연속향류식 초임계 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20100924 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20140818 |