CZ292059B6 - Způsob výroby cukrů z materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu - Google Patents
Způsob výroby cukrů z materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ292059B6 CZ292059B6 CZ19952490A CZ249095A CZ292059B6 CZ 292059 B6 CZ292059 B6 CZ 292059B6 CZ 19952490 A CZ19952490 A CZ 19952490A CZ 249095 A CZ249095 A CZ 249095A CZ 292059 B6 CZ292059 B6 CZ 292059B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- acid
- resin
- weight
- sugars
- sugar
- Prior art date
Links
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 136
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 title claims abstract description 55
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 37
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 102
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 41
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 150
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 69
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 50
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 50
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 46
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 46
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 38
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 32
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 16
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 13
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 12
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 10
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- SLBOQBILGNEPEB-UHFFFAOYSA-N 1-chloroprop-2-enylbenzene Chemical compound C=CC(Cl)C1=CC=CC=C1 SLBOQBILGNEPEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910019093 NaOCl Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical group [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 25
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 17
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 16
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 16
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 7
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 C 5 sugars Chemical class 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical group OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 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
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 2
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000003621 hammer milling Methods 0.000 description 1
- 229920000140 heteropolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003053 polystyrene-divinylbenzene Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
- C13B20/144—Purification of sugar juices using ion-exchange materials using only cationic ion-exchange material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
- C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
- C13B20/148—Purification of sugar juices using ion-exchange materials for fractionating, adsorption or ion exclusion processes combined with elution or desorption of a sugar fraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
- C13K1/04—Purifying
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/803—Physical recovery methods, e.g. chromatography, grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Abstract
Zp sob produkce cukr vyu v hydrol²zu biomasy obsahuj c celul zu a hemicelul zu pomoc koncentrovan kyseliny. Nejprve je naruÜena krystalick struktura celul zy a hemicelul zy v biomase a pot n sleduje hydrol²za, jej m v²sledkem je hydrolyz t obsahuj c jak cukry tak i kyselinu. Oxid k°emi it², kter² je p° tomen v biomase, lze odstranit a tuto l tku d le zpracov vat. Zb²vaj c pevn² pod l je podroben druh mu naruÜen krystalick struktury a hydrol²ze, aby bylo dosa eno optimalizace v²t k cukru.\
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby cukrů hydrolýzou biomasy, přesněji způsobu výroby cukrů hydrolýzou materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu pomocí koncentrované kyseliny sírové.
Dosavadní stav techniky
Celulóza představuje značnou část veškeré rostlinné biomasy. Zdrojem veškeré celulózy jsou strukturální tkáně rostlin. Celulóza se vyskytuje v těsném spojení s hemicelulózou a ligninem, které dohromady představují hlavní složky buněk rostlinných vláken. Celulóza se skládá z dlouhých řetězců β-glukózových zbytků, které jsou spolu vázány v poloze 1,4. Tyto vazby způsobují, že celulóza má vysokou krystalinitu a tak je špatně přístupná pro enzymy a kyselé katalyzátory. Hemicelulóza je amorfní heteropolymer, který je snadno hydrolýzován lignin, aromatický trojrozměrný polymer, je vložen v buňkách rostlinných vláken mezi celulózu a hemicelulózu.
Odhaduje se, že přibližně tři čtvrtiny z 24 milionů tun biomasy, která se vytvoří na obdělávané půdě a loukách, představuje odpad. O využití těchto odpadových materiálů pro vývoj alternativních zdrojů paliv, chemikálií a jiných užitečných produktů, lidé usilují již dlouhou dobu. Pokusy hydrolýzovat celulózu s cílem vyvinout ekonomicky konkurenceschopnou metodu produkující vysoké výtěžky cukrů však dosud nebyly úspěšné, zejména kvůli krystalické struktuře celulózy a přítomnosti ligninu.
Dříve zmiňované způsoby hydrolýzy celulózy zahrnují použití biologických i nebiologických prostředků depolymerizace. Biologické metody zahrnují použití enzymu celulózy. Nejstarší a nejznámější nebiologická metoda produkce cukrů z celulózy zahrnuje použití kyselé hydrolýzy. Nejčastěji je v této technologii používána kyselina sírová. Hydrolýza kyselinou sírovou obecně zahrnuje buď hydrolýzu pomocí zředěné kyseliny nebo koncentrované kyseliny.
Způsoby, které využívají zředěnou kyselinu pro hydrolýzu celulózového materiálu, provádějí hydrolýzu pomocí 0,5 až 15% kyseliny sírové. Aby bylo dosaženo hydrolýzy, jsou navíc používány teploty od 90 do 600 °C a tlak až 550 kPa (800 psi). Při vysoké teplotě jsou cukry degradovány na furfural a jiné nežádoucí vedlejší produkty. Výsledné výtěžky glukózy jsou obecně nízké, menší než 50 %. Z tohoto důvodu nebyly způsoby přípravy cukrů z celulózového materiálu využívající zředěnou kyselinu úspěšné.
Způsoby využívající koncentrovanou kyselinu byly poněkud úspěšnější, protože produkují vyšší výtěžky cukrů. Tyto způsoby typicky používají 60 až 90% kyselinu sírovou k dosažení hydrolýzy. Ačkoli tyto způsoby dosahují výtěžky cukrů převyšující 90 %, dosud nebyly komerčně využity, vzhledem k vysoké ceně koncentrované kyseliny sírové a jejímu následnému znovuzískání, i vzhledem k obtížnému zacházení s koncentrovanou kyselinou sírovou a potřebě mít k dispozici zařízení, které je odolné vůči kyselině za vysoké teploty. Navíc, čím vyšší koncentrace kyseliny je použita, tím více energie je třeba na její koncentraci, což činí tyto způsoby ekonomicky nevýhodné.
V nedávné době se však hydrolýza pomocí koncentrované kyseliny dostala do popředí zájmu dalšího výzkumu (Viz L. T. Fan, Μ. M. Gharpuray and Y. H. Lee, Cellulose Hydrolysis, 1992, str. 170 až 172 a J. D. Broder, J. W. Barrier and G. R. Lightsey, „Conversion of Cotton Trash andOther Residues to Liquid Fuel“, přednesené na Conference of the Američan Society of Agricultural Engineers 14. až 15. listopadu 1992). Takové způsoby se obvykle sestávají z následujících fází: (1) předhydrolýza, aby došlo k hydrolýze hemicelulózy, (2) hlavní hydrolý
-1 CZ 292059 B6 za, kdy dochází k hydrolýze celulóz a (3) následná hydrolýza, kdy se tvoří glukóza z oligosacharidů, které jsou vytvořeny v kroku (2). První krok zahrnuje přidání kyseliny sírové k biomase, která se pak zahřeje alespoň na 100 °C, aby došlo k rozkladu hemicelulózy. Výsledkem tohoto předhydrolytického krokuje roztok, který nejen že obsahuje opravdu všechny 5 C5 cukry, ale též Ce cukry. Tyto Ce cukry však nejsou zahrnuty ve výtěžku cukrů, jestliže tato část získaných C5 cukrů není využita, a výsledný výtěžek cukruje proto nižší. Když jsou odstraněny cukry připravené předhydrolýzou, přidáme koncentrovanou kyselinu, která rozloží krystalickou strukturu celulózy za vzniku glukosy. Vzniklé cukry jsou pak zkvašovány na alkoholy. Zjistilo se však, že aby bylo možno komercializovat tento proces, je nutno jeho kroky 10 zjednodušit, snížit spotřebovávanou energii a odstranit obtíže, s nimiž se setkáváme při recyklaci použitých kyselin.
Další problémy s nimiž se setkáváme při komercializaci známých procesů kyselé hydrolýzy představuje produkce velkého množství sádrovce, vzniklého neutralizací spotřebované nebo 15 použité kyseliny. Nízké koncentrace cukrů, které vznikají při procesu musí být zakoncentrovány, dříve než může dojít kfermentaci. Jestliže se provádí hydrolýza při teplotách převyšujících 150 °C, vznikají degradací pentóz takové sloučeniny, jako je furfural. Tyto sloučeniny inhibují fermentaci, a některé z nich jsou toxické.
Dřívější způsoby kyselé hydrolýzy nebraly v úvahu to, jak má být biomasa obsahující velká množství oxidu křemičitého zpracovávána. Odpadové hospodářství oxidu křemičitého představuje potenciální ekologické a ekonomické riziko technologie. V projektech, které používají biomasu pro výrobu energie spalováním, vysoký obsah oxidu křemičitého znamená tvorbu velkého množství strusky, i problémy vznikající s manipulací velkého množství popela, který vzniká 25 spalováním biomasy.
Sloučeniny křemíku však mají velkou komerční důležitost a získávání křemíku ze zemědělských odpadů se stává čím dál důležitějším (viz A. Karera, S. Nargis, S. Patel a M. Patel, „Silicon Based Materials from Rice Husk“, Joumal of Scientifíc and Industrial Research, 45, 1986, 30 str. 441 až 448). Je dobře známo, že působení hydroxidu sodného na biomasu vede k rozpuštění celulózy a hemicelulózy, což umožňuje jejích odděleni od ligninu. Avšak celulózové materiály, jejichž molekuly jsou tvořeny malými řetězci, často kontaminují produkt obsahující oxid křemičitý během odstraňování, a tím snižují výtěžek cukrů. Kromě toho vznikají problémy s odstraňováním oxidu křemičitého filtrací, neboť se vytváří hustý gel, který se velmi obtížně filtruje.
Proto existuje velmi silná potřeba vyvinout ekonomicky výhodný způsob produkce cukrů z biomasy, která obsahuje celulózu a hemicelulózu, který současně bude i ekologicky bezpečný.
Podstata vynálezu
Podle jednoho aspektu, tento vynález zahrnuje způsob produkce cukrů z materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu. Způsob zahrnuje smíchání biomasy s roztokem 25 až 90% kyseliny, lépe 70 až 77% kyseliny, což vyvolává narušení krystalické struktury celulózy a hemicelulózy. 45 V provedení, jemuž je dávána přednost, je přidán roztok kyseliny, který umožňuje dosažení poměru čisté kyseliny a celulózového a hemicelulózového materiálu alespoň 1:1. Nejlépe má tento poměr hodnotu 1,25:1. Kyselina, která je použita v provedení vynálezu, kterému je dávána přednost, je kyselina sírová.
Podle dalšího aspektu tohoto vynálezu, je hydrolýzy celulózového a hemicelulózového materiálu dosahováno zředěním kyseliny na koncentraci 20 až 30 %, a následným zahřátím směsi.
S výhodou je směs zahřátá na teplotu 80 až 100 °C na dobu 40 až 480 minut, a hydrolýza probíhá při atmosférickém tlaku. Hydrolyzát je pak oddělen od pevných součástí, nejlépe vylisováním hydrolýzované biomasy. Tekutý hydrolyzát, který obsahuje cukry a kyselinu je shromažďován 55 pro další zpracování.
-2CZ 292059 B6
V provedení tohoto vynálezu, kterému je dávána přednost, jsou suroviny nejprve promyty, aby se odstranila nečistota a kontaminace. Materiály jsou pak s výhodou sušeny, nejlépe na vlhkost přibližně 10 %. Suroviny jsou pak rozmělněny na částice, které mají vhodnou velikost 0,075 až 7 mm, lépe průměrnou velikost přibližně 5 mm, a pak teprve dochází k hydrolýze krystalické struktury. Toto rozmělnění může být provedeno různým způsobem: mletím, nasekáním, nebo kladívkovým šrotováním.
Podle ostatních hledisek tohoto vynálezu jsou operace zajišťující narušení krystalické struktury a hydrolýzu surovin opakovány. Pevný produkt, který je oddělen po první hydrolýze, je smíchán s roztokem 25 až 90% kyseliny sírové, nebo lépe, s kyselinou sírovou o koncentraci 70 až 77 %, což vede k dalšímu narušení krystalinity zbylého pevného materiálu. V provedení tohoto vynálezu, kterému je dávána přednost, je roztok kyseliny přidán tak, aby poměr čisté kyseliny k celulózovému a hemicelulózovému materiálu byl alespoň 1:1, lépe 1,25:1.
Aby bylo dosaženo druhé hydrolýzy, což představuje další aspekt tohoto vynálezu, je kyselina poté zředěna na koncentraci 20 až 30 %, směs se zahřeje a dochází k další hydrolýze celulózy a zbylé hemicelulózy. Přednostně se směs zahřeje na teplotu 80 až 100 °C na 40 až 480 minut a hydrolýza probíhá při atmosférickém tlaku. Hydrolyzát je poté oddělen, nejlépe vylisováním hydrolyzované biomasy, tekutý hydrolyzát je shromážděn a s výhodou smíchán s prvním hydrolyzátem pro další zpracování. Zbylý pevný odpadní materiál je s výhodou peletován za vzniku paliva.
Další aspekt tohoto vynálezu je zlepšený způsob separace cukrů z kyseliny v hydrolyzátu za vzniku tekutiny, která obsahuje celkové množství alespoň 15 % cukru, ve kterém není více než 3 % kyseliny. Tento způsob zahrnuje použití pryskyřicové separační jednotky, kde jsou cukry adsorbovány na pryskyřici vytvořenou působením silní kyseliny. Pryskyřicová separační jednotka je s výhodou tvořena pryskyřice, kde je pryskyřice zasíťována s divinylbenzenem a působíme na ni kyselinou sírovou s cílem získat silně kyselou pryskyřici. Divinylbenzen má s výhodou koncentraci 6 až 8 %. Jinou možností je, že tato pryskyřice se tvoří polymerizací vinylbenzylchloridu s divinylbenzenem a působením siřičitanu sodného za vzniku pryskyřice silné kyseliny. Opět je koncentrace divinylbenzenu s výhodou 6 až 8 %.
Forma pryskyřice používané při separačním kroku, které je dávána přednost, jsou kuličky, které mají průměr 200 až 500 mikrometrů. Iontoměničová kolona má průtokovou rychlost přibližně 2 až 5 metrů za hodinu a je zahřívána na teplotu 40 až 60 °C. V provedení, kterému je dávána přednost, má iontoměničová kolona hustotu po usazení 0,6 až 0,9 g/ml, a pryskyřice má silnou kyselou kapacitu mající hodnotu nejméně 2 miliekvivalenty na gram.
V provedení, kterému je dávána přednost, je hydrolyzát přidán k iontoměničové koloně a cukry jsou adsorbovány na pryskyřici. Iontoměnič je poté promýván plynem, který je zbaven kyslíku, což vypudí kyselinu z iontoměniče před zahájením promývání. Tento promývací krok zahrnuje promývání iontoměniče vodou zbavenou kyslíku, a tím se vytváří cukerný extrakt, který obsahuje nejméně 98 % cukru, který je přítomen v hydrolyzátu, který je vnesen do separační jednotky.
V dalším aspektu tohoto vynálezu, po oddělení kyseliny od cukerného extraktu, je kyselina s výhodou koncentrována, aby mohl být znovu použita. Koncentrování s výhodou probíhá pomocí odpařování.
Další aspekt tohoto vynálezu poskytuje způsob odstraňování oxidu křemičitého z biomasy jako je rýžová sláma a odpad z čističky bavlny, které obsahují velká množství oxidu křemičitého. Tento způsob zahrnuje ošetření pevného materiálu, který zbývá po první hydrolýze, hydroxidem sodným, s výhodou v koncentraci 5 až 10 %, čímž se získá extrakt. pH extraktu je pak sníženo přibližně na 10, nejlépe přidáním kyseliny křemičité. Kyselina křemičitá je pak odstraněna nejlépe filtrací. Kyselina křemičitá je poté ošetřena oxidačním činidlem jako je NaOCl a tím je
-3CZ 292059 B6 odbarvena. Kyselina křemičitá je dále převáděna buď na silikagel, na křemičitan sodný, nebo na křemičitan draselný. Zbývající extrakt je poté s výhodou recyklován přidáním NaOH do konečné koncentrace 5 až 10 %, a následným přidáním extraktu k nové pevné fázi předtím, než je tato frakce ošetřena hydroxidem sodným.
Další aspekty tohoto vynálezu se stanou zřejmými pracovníkům kvalifikovaným v oboru z následujícího popisu vynálezu.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 představuje schematický pohled na způsob tohoto vynálezu, kde jsou ukázány kroky narušení krystalické struktury a hydrolýzy.
Obr. 2 představuje schematický pohled na způsob tohoto vynálezu, kde jsou ukázány kroky separace a zakoncentrování.
Obr. 3 představuje schematický pohled na způsob tohoto vynálezu, kde jsou ukázány kroky ošetření oxidu křemičitého.
Příklady provedení vynálezu
Vynález uvádí zlepšený způsob produkce cukrů z biomasy obsahující celulózu a hemicelulózu 25 s použitím koncentrované kyseliny sírové. Vyrobené cukry mohou být využity jako potrava pro člověka i zvířata, jako výchozí chemikálie pro přípravu derivátů cukrů jako jsou estery cukrů, i jako výchozí surovina pro fermentační výrobu ethanolu a ostatních produktů jako jsou butanol, propanol, aceton, ethylacetát a mnoho dalších chemických látek, pro jejichž výrobu lze použít specifických mikroorganismů, které mají vhodnou metabolickou dráhu.
Způsob tohoto vynálezu uvádí technologii produkce cukrů z biomasy, která též snižuje množství produkovaných odpadních produktů a tekutých odpadů. Způsob je navržen tak, že znovu využívá všechny vodní toky a převádí všechny tuhé látky na produkty které jsou využitelné a prodejné. Značná část kyseliny, která je použita v technologii, je zachycena pro recyklaci. V případě, kdy 35 biomasa obsahuje celkové množství oxidu křemičitého, jsou produkovány silikagel, křemičitan sodný nebo křemičitan draselný jako vedlejší produkty. V těch částech, které zahrnují fermentaci, je zkvašení C5 a C6 cukrů dosahováno současně, za použití v přírodě se vyskytujících mikroorganismů. Navíc jsou hydrolýzou biomasy získávány cukry ve vysoké koncentraci, která odstraňuje nutnost koncentrovat cukerný substrát před fermentaci.
Další charakteristiky tohoto vynálezu, které přispívají k jeho účinnosti a ekonomické proveditelnosti, zahrnují použití atmosférického tlaku a relativně nízkých teplot. Způsob vynálezu nemá za následek tvorbu furfuralu a podobných nežádoucích vedlejších produktů, které jsou toxické a inhibují fermentaci. Způsob vynálezu nevyžaduje používání zvláštních a drahých konstrukčních 45 materiálů jako například tantalové oceli.
Jak bude podrobněji vysvětleno dále, způsob tohoto vynálezu uvádí účinnou a nenákladnou technologii výroby využitelných chemických látek hydrolýzou zemědělských odpadů, která produkuje malé množství nebo vůbec žádné tekuté odpady nebo materiály.
Následující příklady ilustrují způsob vynálezu.
Narušení krystalické struktury
-4CZ 292059 B6
Suroviny, které jsou používány ve způsobu tohoto vynálezu jsou namíchány tak, že obsah celulózy a hemicelulózy je alespoň 65 %, lépe asi 75 %. S výhodou je v prvním kroku biomasa promyta, aby se odstranily hrubé nečistoty a kontaminace. Jak je zřejmé z obr. 1, rýžová sláma 1, která představuje biomasu použitou jako příklad na všech obrázcích, je promyta vodou 2. S výhodou je způsob tohoto vynálezu aplikován na různé suroviny včetně rýžové slámy, která, poněvadž má značný obsah oxidu křemičitého, je obtížněji využitelná než jiné materiály. Je nutné si však uvědomit, že principy tohoto vynálezu nejsou omezeny na nějaký zvláštní typ biomasy, nýbrž jsou použitelné pro široký sortiment materiálů. Rýžová sláma je zde použita pouze jako příklad.
Po ukončení promývání je použitá voda převedena do usazovací nádrže 4, kde nečistoty a jiný sediment klesají a shromažďují se na dně 6 a voda může být znovu použita 5 k promývání další dávky rýžové slámy před jejím zpracováním.
Když je rýžová sláma čistá, je s výhodou usušena 8, nejlépe na hodnotu vlhkosti přibližně 10 %. Po sušení je materiál rozemlet v drtiči 7 na částice mající velikost od 0,075 do 7 mm. S výhodou jsou částice v rozsahu velikostí od 3 do 7 mm, jejich průměrná velikost je 5 mm. Je třeba poznamenat, že pro některé materiály musí být pořadí těchto kroků opačné. V tom případě je materiál nejprve homogenizován za vlhka pomocí hydropulperu a teprve potom sušen.
Rýžová sláma je nyní připravena pro krok, který vede k narušení její krystalické struktury. Ve způsobu tohoto vynálezu jsou suroviny obsahující celulózu a/nebo hemicelulózu nejprve smíchány s koncentrovanou kyselinou sírovou 9 mající koncentraci 25 až 90 %, aby došlo k narušení krystalické struktury. S výhodou je koncentrace kyseliny mezi 70 a 77 %. Kyselina by měla být přidána tak, aby bylo dosaženo hmotnostního poměru čisté kyseliny k celulózovému/hemicelulózovému materiálu, majícího hodnotu nejméně 1:1. Tento poměr má s výhodou hodnotu 1,25:1. Přidání kyseliny kbiomase má za následek vytvoření hustého gelu 10. Smíšení suroviny s kyselinou s výhodou vyvolává přerušení vazeb mezi celulózovými a hemicelulózovými řetězci, což činí dlouhé řetězce celulózy dostupné pro hydrolýzu.
Narušení krystalické struktury je prováděno za podmínek, kdy teplota nepřekročí 80 °C, a s výhodou se pohybuje v rozsahu 60 až 80 °C. Jestliže teplota během narušení krystalické struktury materiálu překročí 80 °C, v následujícím hydrolytickém kroku dojde ke ztrátě značného množství C5 cukrů. Způsob tohoto vynálezu používá podmínek, které uchovávají reaktivnější cukry, které se uvolňují v předchozích krocích. Krok, který narušuje krystalickou strukturu, zabraňuje předčasné hydrolýze a v důsledku toho zabraňuje i zvýšené degradaci cukrů. Tento krok je dále popsán v příkladech 1 až 3, které následují.
Příklad 1
51,01 g rýžové slámy obsahující 75 hmotnostních % celulózy a hemicelulózy byly smíchané s 66,82 g 77% H2SO4. Rýžová sláma byla pomalu přidávána ke kyselině sírové takže po přidání každého podílu byl přítomen nadbytek tekutiny. Teplota byla udržována pod 80 °C. Po přidání poslední dávky rýžové slámy byla výsledná želatinozní hmota důkladně promíchána.
Příklad 2
50,04 g rýžové slámy bylo smícháno s 98,91 g 77% H2SO4. Rýžová sláma byla pomalu přidávána ke kyselině sírové, takže po přidání každého podílu byl přítomen nadbytek tekutiny. Teplota byla udržována pod 80 °C. Po přidání poslední dávky rýžové slámy byla výsledná želatinozní hmota důkladně promíchána.
-5CZ 292059 B6
Příklad 3
Směs dřevěných odštěpků a novinového papíru, která má hmotnost 100,00 g, byla smíchána se 167,63 g 77% H2SO4. Dřevěné odštěpky byly rozemlety na velikost 3 až 7 mm a 40 g tohoto materiálu bylo smícháno se 60 g novinového papíru, který byl rozřezán na kousky o velikosti přibližně 6 mm. Směs byla pomalu přidávána ke kyselině sírové tak že po přidání každého podílu byl přítomen nadbytek tekutiny. Teplota byla udržována pod 80 °C. Po přidání poslední dávky směsi dřeva a novinového papíru byla výsledná želatinozní směs důkladně promíchána.
První hydrolýza
Po narušení krystalické struktury je koncentrovaná kyselina ve směsi naředěna, nejlépe na koncentraci 20 až 30 %, s výhodou je použita recyklovaná voda TI. Směs je poté zahřátá na teplotu 80 až 100 °C, aby proběhla hydrolýza 12. Hydrolysa probíhá 40 až 480 minut v závislosti na teplotě a koncentraci celulózy a hemicelulózy v surovinách. Jestliže překročíme správnou dobu hydrolýzy, převýší rychlost degradace hexóz a pentóz rychlost jejích tvorby. Proto, aby byl zvýšen výtěžek cukru, je třeba zastavit po určitém čase první hydrolýzu a odstranit cukry, a poté provést druhou hydrolýzu, kdy dojde ke konverzi zbylé celulózy a hemicelulózy na cukry. Po skončení hydrolýzy je kyselý cukerný roztok oddělen od zbývající frakce pevných částic, nejlépe odlisováním 15. Hydrolytický krok je dále popsán v příkladech 4 až 6.
Příklad 4
K výsledné želatinozní hmotě připravené podle příkladu 1 bylo přidáno 54,67 g vody, aby se snížila koncentrace kyseliny v celkové směsi na 30 %. Vzorek byl zahříván na 100 °C po dobu 60 minut. Během zahřívání došlo k odpaření určitého podílu vody. Z želatinozní hmoty bylo odlisováno 93 g tekutiny, která obsahovala 17,1 % cukrů a 35,52 % kyseliny.
Příklad 5
Po důkladném promíchání želatinozní hmoty připravené podle příkladu 2, bylo přidáno 104,56 g vody, aby koncentrace kyseliny v celkové směsi poklesla na 30 %. Vzorek byl zahříván na 100 °C po dobu 60 minut. Z želatinozní hmoty bylo odlisováno 188,9 g tekutiny, která obsahovala 16,5 % cukrů a 34,23 % kyseliny.
Příklad 6
Po řádném promíchání želatinozní hmoty připravené podle příkladu 3, bylo přidáno 162,62 g vody, aby koncentrace kyseliny v celkové směsi poldesla na 30%. Vzorek byl zahříván na 100 °C po dobu 60 minut. Během zahřívání došlo k odpaření určitého podílu vody. Z želatinozní hmoty bylo odlisováno 214,3 g tekutiny, která obsahovala 17,6 % cukrů a 36,85 % kyseliny.
Po odlisování tekuté fáze byl výsledný koláč obsahující pevné podíly promyt 170 g vody a tekutá fáze byla znovu odlisována. Tato tekutina obsahovala 16,3 % kyseliny a 8,92 % cukrů, a byla použita pro následné promývání, aby se zvýšil výtěžek cukrů.
Zpracování oxidu křemičitého
Tento vynález též výhodně zahrnuje zpracování materiálů, které obsahují velká množství oxidu křemičitého. Tento způsob je zobrazen na obr. 3. Odlisované pevné částice 14, které zbývají po první hydrolýze jsou vystaveny působení 5 až 10% hydroxidu sodného 16 s cílem extrahovat kyselinu křemičitou 18. Tato část technologie nemusí být použita, je používána tehdy, jestliže biomasa obsahuje velké množství oxidu křemičitého, jako je tomu v případě lýžové slámy
-6CZ 292059 B6 a odpadu pří čištění bavlny. Po působení NaOH 16 je materiál nejprve zahřát 16A a lisován 17, a poté promyt vodou, abychom vyextrahovali tekutinu 18. Na tuto tekutinu působíme kyselinou 19A, abychom snížili pH, a tím se vytváří sraženina 21, která je oddělena, nejlépe filtrací 22. Materiál na filtru je bělen 19B. a tím je získán materiál, který je prakticky zbaven silikagelu. Tento silikagel je dále zpracováván na křemičitan sodný, křemičitan draselný a jiné užitečné materiály. Extrakce oxidu křemičitého je dále popsána níže ve spojitosti s příklady 7 až 9.
Příklad 7
Koláč po hydrolýze rýžové slámy, který byl připraven jak je výše uvedeno v příkladu 1, vážící po odlisování cukerného hydrolyzátů 499,75 g, byl ošetřen 659,8 g 5% roztoku NaOH. Směs byla zahřívána na 80 °C po dobu 90 minut. Koláč byl vylisován a promyt vodou. Celková vyextrahovaná tekutina měla pH vyšší než 12. Tekutina byla okyselena koncentrovanou HCI, aby její pH kleslo na 10. Lehce „načechraný“ precipitát, který se vytvořil, byl oddělen filtrací. Materiál byl vybělen na filtru přidáním 11% roztoku NaOCl; výsledkem byla špinavě bílá substance představující v podstatě čistý silikagel. Materiál byl izolován z filtru jako oxid křemičitý a vysušen na požadovanou hodnotu vlhkosti.
Příklad 8
Filtrační koláč oxidu křemičitého, který byl připraven způsobem podle příkladu 7, byl ošetřen peletami NaOH a tak byl získán křemičitan sodný. Analýza roztoku křemičitanu sodného pomocí FT-IR spektroskopie ukázala, že výtěžek oxidu křemičitého z koláče byl větší než 85 %.
Příklad 9
Filtrační koláč silikagelu připravený způsobem podle příkladu 7 byl ošetřen peletami KOH a tak byl získán v kvantitativním výtěžku křemičitan draselný.
Druhé narušení krystalické struktury a hydrolýza
Aby byl zvýšen výtěžek cukrů, které jsou produkovány pomocí způsobu tohoto vynálezu, zahrnuje uvedený vynález druhý krok, v němž dochází k narušení krystalické struktury a k hydrolýze. Pevný podíl, který zůstává po první hydrolýze, nebo v alternativním případě, pevný podíl, který zbyde po působení NaOH při extrakci oxidu křemičitého, je vysušen 23. Suchý pevný podíl 24 je smíchán s koncentrovanou kyselinou sírovou 25 v takovém poměru, aby výsledná koncentrace byla 25 až 90 %, čímž se dosahuje druhého narušení krystalické struktury. Koncentrace kyseliny je s výhodou mezi 70 a 77 %. Není nutné inkubovat materiál tak dlouho, jako v případě prvního narušení krystalické struktury. Ve skutečnosti toto druhé narušení krystalinity nemusí přesáhnout dobu několika minut, což je doba, kterou zabere smísení kyseliny s pevnou frakcí. Tato druhá fáze narušení krystalické struktury má též za následek tvorbu hustého gelu 26.
Koncentrovaná kyselina je poté zředěna, nejlépe na koncentraci 20 až 30 %, s výhodou je ředění provedeno pomocí recyklované vody 27. Směs je pak zahřívána, aby bylo dosaženo druhé hydrolýzy. Výsledný gel 28 je vylisován a tak je získán druhý kyselý cukerný extrakt 30, a extrakty z obou hydro lyrických kroků jsou spojeny. Zbývající pevný podíl bohatý na lignin je výhodně peletizován na palivo 29. Výhoda tohoto způsobuje ta, že peletizace koláče bohatého na lignin pomáhá redukovat množství odpadu, který je produkován způsobem podle tohoto vynálezu.
Druhý krok, kdy dochází k narušení krystalické struktury a hydrolýze, je dále vysvětlen v příkladech 10 a 11, které následují.
-7CZ 292059 B6
Příklad 10
Koláč získaný odlisováním tekutiny po první hydrolýze rýžové slámy byl izolován a vysušen tak, že finální hodnota vlhkosti byla 10 %. Koláč, který obsahoval 41 % celulózy a vážil 50,03 g, byl smíchán s 33,28 g 77% H2SO4, aby bylo dosaženo poměru čistá kyselina/celulóza 1,25:1. Koláč byl pomalu přidáván ke kyselině a směs byla míchána, dokud se nevytvořil hustý gel. Výsledná koncentrace čisté kyseliny ve směsi byla 30,75 %. Bylo přidáno 17,00 g vody, abychom získali konečnou koncentraci čisté kyseliny 25,5 %. Směs byla poté zahřívána na 100 °C po dobu 50 minut. Po ochlazení byl gel vylisován a tím získáno 31,45 g tekutiny obsahující 18,2 % cukru a 21,1 % kyseliny. Koláč obsahující pevné částice, které zbyly po lisování, byl promyt pomocí 25 g vody, čímž jsme získali roztok obsahující 15,4 % cukrů a 19,7 % kyseliny.
Vylisovaný koláč byl vysušen na hodnotu vlhkosti přibližně 10 %. Tento koláč, jak se ukázalo, měl energetickou hodnotu 20 079 kJ na kilogram (8600 BTU/libru). Tento palivový materiál, ktefy se primárně skládá z ligninu, nevyextrahovaného cukru, některých degradačních produktů cukrů a části nezreagované celulózy, hořel neobyčejně dobře, avšak zanechával popel obsahující přibližně 7 % oxidu křemičitého.
Přikladli
Koláč získaný hydrolýzou rýžové slámy po odstranění oxidu křemičitého, tak jak je vysvětleno v příkladu 7, o hmotnosti 500 g byl smíchán se 77% H2SO4 v poměru čistá kyselina/celulóza 1,25 : 1. Koláč byl pomalu přidáván ke kyselině za stálého míchání, dokud se nevytvořil hustý gel. Pak byla přidána voda, aby bylo dosaženo konečné koncentrace kyseliny 25,5 %. Směs byla pak zahřívána na 100 °C po dobu 50 minut. Po ochlazení byl gel vylisován a tak získána tekutina, která obsahovala cukr i kyselinu. Koláč, který obsahoval pevné částice zbývající po odlisování vody, byl promyt vodou a tak byl získán další roztok obsahující cukry a kyselinu.
Vylisovaný koláč byl sušen až bylo dosaženo konečného obsahu vody 10 %. Tento koláč měl energetickou hodnotu 20 079 kJ na kilogram (8600 BTU/libru). Toto palivo, které se primárně skládá z ligninu a nevyextrahovaného cukru, některých produktů degradace cukrů a nezreagované celulózy, výborně hořelo a zanechávalo popel s obsahem oxidu křemičitého nižším než 1 %.
Oddělení kyseliny a cukru
Další aspekt tohoto vynálezu představuje způsob separace kyseliny a cukru v hydrolyzátu, který vzniká kyselou hydrolýzou celulózového a hemicelulózového materiálu. Jak je ukázáno na obr. 2, kyselý cukerný extrakt 31 ie dále zpracováván pomocí separační jednotky, která obsahuje vrstvu polystyren-divinylbenzenové iontoměničové pryskyřice připravené působením silné kyseliny. Pryskyřice je s výhodou zesíťována pomocí divinylbenzenu, který je výhodně používán v koncentraci 6 až 8 % a vystaven působení kyseliny sírové, takže má kapacitu alespoň 2 miliekvivalenty silné kyseliny na g. Několik takových piyskyřic je komerčně dostupných, například DOWEX 40166 vyráběný Dow Chemical, Finex GS-16 vyráběný Finex ve Finsku, Purolite PCR771 vyráběný Purolite, lne. v Bála Cynwyd v Pennsylvánii a IR-118 vyráběný firmou Rohm and Haas. Ve zvlášť výhodném provedení je použitou pryskyřicí DOW XFS 43281.01, která je vyráběna firmou Dow Chemical. Pryskyřice je s výhodou v podobě kuliček, které mají v průměru 200 až 500 um. Průtoková rychlost vrstvy pryskyřice je s výhodou 2 až 5 m za hodinu a vrstva má hustotu po usazení 0,6 až 0,9 g/ml. Vrstva piyskyřice by měla být zahřívána, nejlépe na teplotu 40 až 60 °C. Mohou být použity i vyšší teploty, avšak pak dochází k předčasné degradaci pryskyřičné vrstvy. Separace při nižších teplotách nejsou tak účinné jako při teplotách vyšších.
Cukr se adsorbuje na sloupec tak jak jím roztok kyseliny prochází 32. Jakmile je kyselina eluována, pryskyřice může být s výhodou promývána plynem, který je zbaven kyslíku, zbytková koncentrace kyslíku je s výhodou nižší než 0,1 pg/g plynu. Tento plyn vytěsní z pryskyřice všechnu zbývající kyselinu, což má za následek lepší separaci.
-8CZ 292059 B6
Po eluci kyselého extraktu je pryskyřice promyta vodou 34, která je zbavena kyslíku. Obsah rozpuštěného kyslíku ve vodě je s výhodou nižší než 0,5 pg/g, a ještě lépe nižší než 0,1 pg/g.
Tímto promýváním získáme cukerný extrakt 33 obsahující nejméně 98 % cukrů z hydrolyzátů, který byl vnesen do separační jednotky.
Výsledkem separace jsou tři extrakty: kyselý extrakt, cukerný extrakt a smíšený kyselý cukerný extrakt, který je recyklován v druhé separaci. Kyselý extrakt 32 je znovu koncentrován a recyklován pro opětné použití, jak je detailněji vysvětleno níže. Cukerný extrakt 33. který s výhodou obsahuje alespoň 15 % cukru a ne více než 3 % kyseliny, může být následně zkvašen jestliže je potřeba. Čistotu cukru lze počítat jako procentuální obsah ne vodných složek v cukerném extraktu. Jakákoli hodnota obsahu cukru převyšující 83,3 % (100 x 15/18) je vhodná pro zkvašení.
3% koncentrace kyseliny v cukerném extraktu nevyvolává problémy s dalším zpracováním. Avšak ztráta významné části cukru při separaci spolu s kyselinou vede ke snížení celkového výtěžku technologie.
Ve vzorovém separačním kroku probíhajícím za ideálních podmínek se použije 100 g vody k eluci ze separační kolony obsahující 100 g roztoku vzorku, který obsahuje 30 g kyseliny, 15 g cukru a 55 g vody. V případě ideální separace bude cukerný extrakt obsahovat 15 g cukru a 85 g vody. Ve zbytku zůstane 30 g kyseliny a 70 g (100 + 55 - 85) vody pro znovuzískání kyseliny ve stejné koncentraci jako v původním roztoku (30 %).
Avšak typická eluce 100 g vzorku o níž se hovoří výše vyžaduje, abychom do kolony přidali 200 g vody. Cukerný extrakt je stále 15%, avšak nyní kyselý extrakt obsahuje 170 g (200 + 55 - 85) vody a 30 g kyseliny, a konečná koncentrace kyseliny je 15 %. Tedy, jestliže kyselý extrakt měl stupeň čistoty 95 % a koncentraci kyseliny 15 %, při každé eluci by se ztrácelo spolu s kyselinou přibližně 1,5 g cukru. Jestliže by cukerný extrakt měl 95% stupeň čistoty při 15% koncentraci kyseliny, při každé eluci by se ztrácelo 0,75 g kyseliny. Tento rozdíl vzniká díky skutečnosti, že kyselý extrakt obsahuje dvojnásobné množství materiálu. Tedy čistota kyselého extraktu je mnohem důležitější faktor než čistota cukerného extraktu.
Separace kyseliny a cukrů je dále vysvětlena v příkladech 12 až 19.
Příklad 12
Kyselý cukerný extrakt, který vzniká hydrolýzou celulózového a hemicelulózového materiálu byl oddělen separací na skleněné koloně o průměru 50 cm mající pracovní objem 1,2 1, která byla naplněna silně kyselou katexovou pryskyřicí PCR-771 Tato pryskyřice je dodávána firmou Purolite, lne. Kolona byla udržována při teplotě 60 °C a průtokové rychlosti 70 ml/min, což převedeno do jednotek lineární průtokové rychlosti, je rovno hodnotě 0,8 m/hod. Byly získány tři extrakty: kyselý extrakt, cukerný extrakt a smíšený extrakt pro recyklaci na další katexové koloně. Kyselý extrakt měl čistotu 96,8 % (suma kyseliny a vody). Cukerný extrakt měl čistotu 86,8 % (suma cukrů a vody). Celkový výtěžek kyseliny byl 97,3 % a celkový výtěžek cukrů
95,5 %.
Příklad 13
Část tekutiny hydrolyzátů získaného kyselou hydrolýzou celulózového a hemicelulózového materiálu byla oddělena separací na skleněné koloně (průměr 50 cm) mající pracovní objem 1,2 1, která byla naplněna katexem PCR-771, což je katexová pryskyřice vyráběná firmou Purolite, lne., která je připravena působením silné kyseliny. Kolona byla udržována při 40 °C a průtoková rychlost byla 70 ml/min. Byly získány tři extrakty: kyselý extrakt, cukerný extrakt a smíšený
-9CZ 292059 B6 extrakt, který je recyklován s použitím další iontoměničové kolony. Kyselý extrakt měl čistotu
95,1 % (suma kyseliny a vody). Cukerný extrakt měl čistotu 93,1 % (suma cukru a vody).
Celkový výtěžek kyseliny byl 98,6 % a celkový výtěžek cukrů 90,6 %.
Příklad 14
Tekutina získaná hydrolýzou, obsahující 34,23 % H2SO4 a 16,5 % cukru byla podrobena separaci na skleněné koloně (průměr 50 cm) mající pracovní objem 1,21, která byla naplněna katexovou pryskyřicí PCR-771 vyráběnou firmou Purolite, lne., která byla připravena působením silné 10 kyseliny. Kolona byla udržována při teplotě 60 °C a průtoková rychlost byla 70 ml/min. Byly získány tři extrakty: kyselý extrakt, cukerný extrakt a smíšený extrakt, který je recyklován s použitím další iontoměničové kolony. Kyselý extrakt měl čistotu 96,47 % (suma kyseliny a vody). Cukerný extrakt měl čistotu 92,73 % (suma cukru a vody). Celkový výtěžek kyseliny byl 97,9 % a celkový výtěžek cukrů byl 95,0%.
Příklad 15
Tekutina získaná hydrolýzou novinového papíru obsahovala 31,56 % kyseliny a 22,97 % cukru. Tekutina byla podrobena separaci na skleněné koloně (průměr 50 cm) mající pracovní objem 20 1,2 1, která byla naplněna katexovou pryskyřicí PCR-771 vyráběnou firmou Purolite, lne., která byla připravena působením silné kyseliny. Kolona byla udržována při teplotě 40 °C a průtoková rychlost byla 70 ml/min. Byly získány tři extrakty: kyselý extrakt, cukerný extrakt a smíšený extrakt, který je recyklován s použitím další iontoměničové kolony. Kyselý extrakt měl čistotu 96,7 % (suma kyseliny a vody). Cukerný extrakt měl čistotu 90,9 % (suma cukru a vody). 25 Celkový výtěžek kyseliny byl 99,5 % a celkový výtěžek cukrů byl 96,7 %.
Příklad 16
Tekutina získaná hydrolýzou novinového papíru obsahovala 31,56 % kyseliny a 22,97 % cukru, 30 část tekutiny byla podrobena separaci na skleněné koloně (průměr 50 cm) mající pracovní objem 1,2 1, která byla naplněna katexovou pryskyřicí Finex GS-16 vyráběnou firmou Finex (Finsko), která byla připravena působením silné kyseliny. Kolona byla udržována při teplotě 60 °C a průtoková rychlost byla 70 ml/min. Druhá část tekutiny byla rovněž podrobena separaci na skleněné koloně (průměr 50 cm) mající pracovní objem 1,2 1, která byla naplněna katexovou 35 pryskyřicí Finex GS-16. Kolona byla udržována při teplotě 40 °C a průtoková rychlost byla 70 ml/min. V obou případech byly získány tři extrakty: kyselý extrakt, cukerný extrakt a smíšený extrakt, který je recyklován s použitím další iontoměničové kolony. Kyselé extrakty měly čistotu alespoň 90 % (suma kyseliny a vody). Cukerné extrakty měly čistotu alespoň 94 % (suma cukru a vody).
Příklad 17
Hydrolyzát obsahující 15 % cukru a 30 % kyseliny byl podroben separaci na skleněné koloně (průměr 50 cm) mající pracovní objem 1,2 1, která byla naplněna ionexovou pryskyřicí DOW 45 XFS 43281.01, která je vyráběna firmou Dow Chemical. Kolona byla udržována při 60 °C a průtoková rychlost byla 65 ml/min. Po přidání hydrolyzátu byla kolona eluována převáženou a zchlazenou destilovanou vodou. Kyselý extrakt měl čistotu 97,0 % a cukerný extrakt měl čistotu 97,2 %. Stupeň bobtnání mezi fázemi kyseliny a vody na pryskyřici byl 2,48 %.
Druhé přidání stejného hydrolyzátu na kolonu následované eluci umožnilo získat prakticky veškerou kyselinu a cukry (více než 99,1 %). Čistota cukru a kyseliny byla 97,2 % a 92,3 %. Eluční rychlost v průběhu separace byla 65 ml/min.
-10CZ 292059 B6
Příklad 18
Rotující iontoměničová kolona AST LC1000, která je vyráběna firmou Advanced Separation Technologies, lne., byla použita k separaci směsí cukrů a kyseliny. Zařízení se skládalo z 20 kolon iontoměniče, z nichž každá měla pracovní objem 2 1. Kolony byly naplněny katexem Finex GS-16, teplota byla udržována při 60 °C. V jednom osmihodinovém pracovním cyklu obsahovala separovaná tekutina 14,89 % cukrů a 23,79 % kyseliny. Eluční rychlost byla 244 ml/min, což odpovídá lineární eluční rychlosti 0,12 m/min neboli 7,3 m/hod. Čistota cukerného produktu byla
94.6 % a čistota kyselinového produktu 92,4 %. Výtěžek cukru byl 84 % (koncentrace 13,9 %). Výtěžek kyseliny byl 97,5 % (koncentrace 7,5 %).
Příklad 19
Rotující iontoměničová kolona AST LC1000, která je vyráběna firmou Advanced Separation Technologies, lne. a mající celkový pracovní objem 15,2 1 byla použita k separaci směsi cukiykyselina. Kolony byly plněny katexem Purolite PCR-771. Separovaná tekutina obsahovala
12.6 % cukrů a 18,9 % kyseliny. Eluční rychlost byla 117 ml/min. Čistota cukru v extraktu byla 92,4 % a čistota kyseliny 92,1 %, jestliže kolony byly udržovány při 60 °C.
Koncentrace a recyklace kyseliny
Roztok kyseliny 32, který je získán separací v separační jednotce, je koncentrován a recyklován pro opětné využití v časnějších stadiích způsobu tohoto vynálezu. Koncentrování kyseliny až na hodnotu 35 % lze dosáhnout použitím standardní jednostupňové odparky 36. Nejlépe lze použít odparky s trojitým účinkem vyráběné firmou Chemitrix (Toronto, Ontario, Kanada), výsledné koncentrace kyseliny jsou pak vyšší, to je 70 až 77 %. Vodu 35, která se shromažduje v koncentrátoru, lze použít pro eluci v iontoměničové separační jednotce.
Ačkoliv jsme použili některé příklady pro ilustraci a popis tohoto vynálezu, vynález není nijak omezen konkrétními příklady, které jsou zde uvedeny.
Průmyslová využitelnost
Vynález uvádí zlepšený způsob produkce cukrů z biomasy obsahující celulózu a hemicelulózu s použitím koncentrované kyseliny sírové. Vyrobené cukiy mohou být využity jako potrava pro člověka i zvířata, jako výchozí chemikálie pro přípravu derivátů cukrů jako jsou estery cukrů, i jako výchozí surovina pro fermentační výrobu ethanolu a ostatních produktů jako jsou butanol, propanol, aceton, ethylacetát a mnoho dalších chemických látek, pro jejichž výrobu lze použít specifických mikroorganismů, které mají vhodnou metabolickou dráhu.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (56)
1. Způsob výroby cukrů z materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu, vyznačující se tím, že se
a. smíchají materiály s roztokem 25% až 90% kyseliny, vyjádřeno v procentech hmotnostních, při teplotě 80 °C nebo nižší, přičemž dojde alespoň k částečné dekrystalizaci materiálů a vznikne gel, který zahrnuje pevné materiály a kapalný podíl;
-11 CZ 292059 B6
b. zředí vzniklý gel tak, že výsledná koncentrace kyseliny je 20 % hmotnostních až 30 % hmotnostních, a následně se tento gel zahřívá na teplotu 80 až 100 °C, přičemž se částečně hydrolyzuje celulóza a hemicelulóza obsažená v těchto materiálech;
5 c. oddělí kapalný podíl od pevného materiálu, přičemž se získá první kapalný podíl obsahující cukry a kyselinu;
d. smíchá oddělený pevný materiál s roztokem 25% až 90% kyseliny, vyjádřeno v procentech hmotnostních, při teplotě 80 °C nebo nižší, přičemž dojde k další dekrystalizaci pevného
10 materiálu a vznikne druhý gel, který zahrnuje druhý pevný materiál a druhý kapalný podíl;
e. zředí tento druhý gel tak, že výsledná koncentrace kyseliny je 20 % hmotnostních až 30 % hmotnostních, a následně se tento druhý gel zahřívá na teplotu 80 až 100 °C , přičemž se částečně hydrolyzuje celulóza a hemicelulóza obsažená v druhém gelu;
f. oddělí druhý kapalný podíl od druhého pevného materiálu, přičemž se získá druhý kapalný podíl obsahující cukry a kyselinu; a
g. oddělí cukry od kyseliny v prvním a druhém kapalném podílu, čímž vznikne třetí kapalný 20 podíl obsahující celkově alespoň 15 % hmotnostních cukru, ve kterém není více než 3 % hmotnostní kyseliny.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje promývání surových materiálů.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sušení surových materiálů.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje sušení surových 30 materiálů na konečný obsah vlhkosti 10 % hmotnostních.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje rozdělení materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu na částice.
35
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se použijí částice mající velikost
0,075 mm až 7 mm.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se použijí částice mající průměrnou velikost 5 mm.
8. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že krok dělení zahrnuje postupy vybrané ze skupiny sestávající z mletí, sekání a rozrušování kladivovým drtičem.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako kyselina použije kyselina 45 sírová.
10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahřívání v krocích b) a e) se provádí po dobu 40 minut až 480 minut.
50
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že zahřívání v krocích b) a e) se provádí při teplotě 100 °C po dobu 40 minut až 110 minut.
12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že zahřívání v krocích b) a e) se provádí při teplotě 90 °C po dobu 80 minut až 220 minut.
- 12CZ 292059 B6
13. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že zahřívání v krocích b) a e) se provádí při teplotě 80 °C po dobu 160 minut až 480 minut.
14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se hydrolýza provádí při atmosférickém tlaku.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro vyvolání dekrystalizace se použije kyselina o koncentraci 70 % hmotnostních až 77 % hmotnostních.
16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se roztok kyseliny přidá v takovém množství, aby poměr čisté kyseliny ku celulózovému a hemicelulózovému materiálu byl přinejmenším 1:1.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že se roztok kyseliny přidává v takovém množství, aby poměr čisté kyseliny ku celulózovému a hemicelulózovému materiálu byl 1,25: 1.
18. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že surové materiály obsahují 50 % hmotnostních až 85 % hmotnostních celulózy a hemicelulózy.
19. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oddělení kapalného podílu od pevného materiálu se provádí stlačením gelu.
20. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje peletizaci druhého pevného materiálu.
21. Způsobpodle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje smíchání prvního a druhého kapalného podílu před oddělením cukrů od kyseliny.
22. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oddělení cukrů z kyseliny v kroku g) se provádí pomocí iontoměničové separační jednotky, ve které se cukry adsorbují na silně kyselou pryskyřici.
23. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že iontoměničová separační jednotka má lože obsahující zesíťovanou polystyrénovou kationtové výměnnou pryskyřici.
24. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že pryskyřice se zesíťuje divinylbenzenem a upraví kyselinou sírovou, čímž vznikne silně kyselá pryskyřice.
25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že se použije divinylbenzen o koncentraci 6 % hmotnostních až 8 % hmotnostních.
26. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že pryskyřice vzniká polymerací vinylbenzylchloridu s divinylbenzenem a upravuje se siřičitanem sodným, čímž vznikne silně kyselá pryskyřice.
27. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že divinylbenzen má koncentraci 6 % hmotnostních až 8 % hmotnostních.
28. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že pryskyřice je ve formě kuliček, které mají průměr 200 mikrometrů až 500 mikrometrů.
29. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že tekutina protéká skrz piyskyřicové lože průměrnou lineární průtokovou rychlostí 2 až 5 metrů za hodinu.
-13CZ 292059 B6
30. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále zahrnuje zahřívání tohoto pryskyřicového lože na teplotu 40 °C až 60 °C.
31. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že pryskyřicové lože má hustotu 5 po usazení 0,6 g/ml až 0,9 g/ml.
32. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, že pryskyřice má kapacitu silné kyseliny alespoň 2 miliekvivalenty na gram.
10
33. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že dále po kroku oddělení zahrnuje zahuštění kyseliny pro její opětovné použití.
34. Způsob podle nároku 1, kdy materiál z výroby cukrů obsahuje určité množství křemičitanů vyznačující se tím, že dále zahrnuje:
15 úpravu pevného materiálu po první hydrolýze v kroku c) pomocí NaOH, čímž vznikne extrakt; snížení pH extraktu, čímž vznikne kyselina křemičitá; a přefiltrování extraktu, aby se odstranila tato křemičitá kyselina.
35. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že snížení pH se provádí HC1.
36. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje úpravu kyseliny křemičité oxidačním činidlem, čímž se sníží barevnost kyseliny křemičité.
37. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že oxidační činidlo je NaOCl.
38. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje přidání NaOH do extraktu zbylého po filtraci, kterou byla odstraněna kyselina křemičitá, tak, že se dosáhne konečné koncentrace 5 % hmotnostních až 10 % hmotnostních, a opětovné použití výsledného roztoku pro krok extrakce podle nároku 34.
39. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje neutralizaci extraktu zbylého po filtraci ještě před jeho likvidací.
40. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje získání silikage-
35 lu, kyseliny křemičité a křemičitanu sodného z kyseliny křemičité.
41. Způsob oddělení kyseliny a cukrů z kapalných podílů získaných kyselou hydrolýzou materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje:
40 nanesení kapalin na pryskyřicovou oddělující jednotku obsahující lože se zesíťovanou polystyrénovou kationtově výměnnou pryskyřicí, kde se cukr adsorbuje na pryskyřici, a tak vzniká proud kyseliny obsahující méně než 2 % hmotnostní cukru.
42. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že pryskyřice je zesíťovaná 6 %
45 hmotnostními až 8 % hmotnostními divinylbenzenu a upravena kyselinou sírovou, čímž vznikne silně kyselá pryskyřice, která má kapacitu silné kyseliny, přinejmenším 2 miliekvivalenty na gram.
43. Způsob podle nároku 42, vyznačující se tím, že divinylbenzen má koncentraci
50 6 % hmotnostních až 8 % hmotnostních.
44. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že pryskyřice vzniká polymerací vinylbenzylchloridu s divinylbenzenem a upravuje se siričitanem sodným.
-14CZ 292059 B6
45. Způsob podle nároku 44, vyznačující se tím, že divinylbenzen má koncentraci 6 % hmotnostních až 8 % hmotnostních.
46. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že pryskyřice je ve formě kuliček, které mají průměr 200 mikrometrů až 500 mikrometrů.
47. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že tekutina protéká skrz pryskyřicové lože průměrnou lineární průtokovou rychlostí 2 až 5 metrů za hodinu.
48. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že dále zahrnuje zahřívání tohoto pryskyřicového lože na teplotu 40 °C až 60 °C.
49. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že pryskyřice má kapacitu silné kyseliny, přinejmenším 2 miliekvivalenty na gram.
50. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že pryskyřicové lože má hustotu po setřesení 0,6 g/ml až 0,9 g/ml.
51. Způsob podle nároku 41, vyznačující se tím, že dále zahrnuje promytí pryskyřice vodou, ve které není kyslík, čímž vzniká proud cukru obsahující přinejmenším 98 % hmotnostních cukru v tekutině přidané do separační jednotky.
52. Způsob podle nároku 51, vyznačující se tím, že dále zahrnuje profouknutí pryskyřice plynem neobsahujícím kyslík, čímž se před krokem promývání z pryskyřice vytlačí kyselina.
53. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že odstranění této kyseliny křemičité se provádí filtrací extraktu.
54. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že snížení se provádí kyselinou vybranou ze skupiny sestávající z HC1 a H2SO4.
55. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že extrakt se recykluje tak, že se extrakty přidají k pevným látkám před úpravou pevných látek pomocí NaOH.
56. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že se použije NaOH o koncentraci 5 % hmotnostních až 10 % hmotnostních.
3 výkresy
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/038,628 US5562777A (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ249095A3 CZ249095A3 (en) | 1996-02-14 |
| CZ292059B6 true CZ292059B6 (cs) | 2003-07-16 |
Family
ID=21900992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19952490A CZ292059B6 (cs) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Způsob výroby cukrů z materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US5562777A (cs) |
| EP (3) | EP0690931B1 (cs) |
| AT (1) | ATE207969T1 (cs) |
| AU (1) | AU681136B2 (cs) |
| BG (1) | BG100071A (cs) |
| BR (1) | BR9405906A (cs) |
| CA (1) | CA2158430C (cs) |
| CZ (1) | CZ292059B6 (cs) |
| DE (1) | DE69428889D1 (cs) |
| ES (1) | ES2166776T3 (cs) |
| HU (1) | HUT72177A (cs) |
| NZ (1) | NZ263730A (cs) |
| PL (2) | PL177882B1 (cs) |
| RO (1) | RO114806B1 (cs) |
| RU (1) | RU2144087C1 (cs) |
| SK (1) | SK120595A3 (cs) |
| UA (1) | UA34477C2 (cs) |
| WO (1) | WO1994023071A1 (cs) |
Families Citing this family (154)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5782982A (en) * | 1993-03-26 | 1998-07-21 | Arkenol, Inc. | Method of removing silica or silicates from solids resulting from the strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5597714A (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5562777A (en) * | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5571703A (en) | 1993-12-23 | 1996-11-05 | Controlled Environmental Systems Corporation | Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process |
| JPH11506934A (ja) * | 1995-06-07 | 1999-06-22 | アーケノール，インコーポレイテッド | 強酸加水分解法 |
| US5711817A (en) * | 1996-05-01 | 1998-01-27 | Eau-Viron Incorporated | Method for the continuous conversion of cellulosic material to sugar |
| US5892107A (en) * | 1996-11-08 | 1999-04-06 | Arkenol, Inc. | Method for the production of levulinic acid |
| US5849984A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method and system for treating waste nitrocellulose |
| US5968362A (en) * | 1997-08-04 | 1999-10-19 | Controlled Enviromental Systems Corporation | Method for the separation of acid from sugars |
| US5868851A (en) * | 1997-08-11 | 1999-02-09 | Lightner; Gene E. | Process for production of solid glucose |
| US5876505A (en) * | 1998-01-13 | 1999-03-02 | Thermo Fibergen, Inc. | Method of producing glucose from papermaking sludge using concentrated or dilute acid hydrolysis |
| US7074603B2 (en) * | 1999-03-11 | 2006-07-11 | Zeachem, Inc. | Process for producing ethanol from corn dry milling |
| PL207932B1 (pl) | 1999-03-11 | 2011-02-28 | Zeachem Inc | Sposób wytwarzania etanolu |
| US6409841B1 (en) * | 1999-11-02 | 2002-06-25 | Waste Energy Integrated Systems, Llc. | Process for the production of organic products from diverse biomass sources |
| FI20002148L (fi) * | 2000-09-29 | 2002-03-30 | Xyrofin Oy | Menetelmä tuotteiden talteenottamiseksi |
| KR20030044024A (ko) * | 2000-10-21 | 2003-06-02 | 비피 케미칼즈 리미티드 | 올레핀의 수화 방법 |
| EP1444368A1 (en) * | 2001-07-24 | 2004-08-11 | Arkenol, Inc. | Separation of xylose and glucose |
| US20030154975A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-08-21 | Lightner Gene E. | Separation of sugars derived from a biomass |
| DE10158120A1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-06-18 | Ties Karstens | Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz |
| BR0308400A (pt) | 2002-03-13 | 2005-01-18 | Grace W R & Co | Composições beneficiadas redutoras de água |
| US6953574B2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-10-11 | Technology Commercialization, Inc. | Method for producing a fermented hydrolyzed medium containing microorganisms |
| GB0218012D0 (en) | 2002-08-05 | 2002-09-11 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
| US7378549B2 (en) * | 2004-01-26 | 2008-05-27 | Shell Oil Company | Process for the reactive extractive extraction of levulinic acid |
| WO2005073161A1 (en) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Zeachem Inc. | Recovery of organic acids |
| WO2005099854A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Iogen Energy Corporation | Recovery of inorganic salt during processing of lignocellulosic feedstocks |
| WO2006007691A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Iogen Energy Corporation | Method of obtaining a product sugar stream from cellulosic biomass |
| GB2416776A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-08 | British Sugar Plc | Enhancement of the fermentability of carbohydrate substrates by chromatographic purification |
| EP1690828A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-16 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Recovery of sulphuric acid |
| EP1690980A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-16 | Agrotechnology and Food Innovations B.V. | Process and apparatus for conversion of biomass |
| US7501062B2 (en) * | 2005-02-22 | 2009-03-10 | Shell Oil Company | Process for permeation enhanced reactive extraction of levulinic acid |
| CN101163578A (zh) * | 2005-03-11 | 2008-04-16 | 路易斯安那州州立大学及农业机械学院管理委员会 | 用于纤维素分离的化学氧化 |
| US7922811B2 (en) * | 2005-06-02 | 2011-04-12 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Biomass-derived grinding aids |
| EP1852493A1 (en) | 2006-05-05 | 2007-11-07 | BIOeCON International Holding N.V. | Hydrothermal treatment of carbon-based energy carrier material |
| WO2008036500A2 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-27 | Ra Energy Corporation | Advanced biorefinery process |
| US7670813B2 (en) * | 2006-10-25 | 2010-03-02 | Iogen Energy Corporation | Inorganic salt recovery during processing of lignocellulosic feedstocks |
| US7815876B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| WO2008076423A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | University Of Maryland | Process for rapid anaerobic digestion of biomass using microbes and the production of biofuels therefrom |
| US8247200B2 (en) * | 2007-01-25 | 2012-08-21 | Iogen Energy Corporation | Method of obtaining inorganic salt and acetate salt from cellulosic biomass |
| AU2008212826A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-08-14 | Zeachem Inc. | Energy efficient methods to produce products |
| RU2330066C1 (ru) * | 2007-02-13 | 2008-07-27 | Государственное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности" Российской академии сельскохозяйственных наук | Способ улавливания компонентов, образующихся в процессе брожения виноградного сусла или сока из плодов и ягод |
| JP4877045B2 (ja) * | 2007-04-25 | 2012-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の分解方法 |
| BRPI0811326A2 (pt) * | 2007-06-13 | 2014-12-30 | Lesperance Bertrand | "processo de recuperação de descarte de silagem, instalação, sistema e produto" |
| RU2337948C1 (ru) * | 2007-07-12 | 2008-11-10 | Николай Аполлонович Мехузла | Способ утилизации углекислого газа и винных паров в процессе брожения виноградного сусла и/или мезги в бродильном резервуаре и установка для его осуществления |
| DE102007037341A1 (de) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Green Sugar Gmbh | Trocknungsverfahren innerhalb der sauren Hydrolyse von pflanzlichen Biomassen |
| JP4240138B1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の糖化分離方法 |
| CN101157445A (zh) * | 2007-09-18 | 2008-04-09 | 陈培豪 | 植物纤维素原料浓酸水解液中硫酸的回收方法 |
| BRPI0905949A2 (pt) * | 2008-02-07 | 2015-06-30 | Zeachem Inc | Produção indireta de butanol e hexanol |
| US8268600B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-09-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | Strain and a novel process for ethanol production from lignocellulosic biomass at high temperature |
| US7931784B2 (en) * | 2008-04-30 | 2011-04-26 | Xyleco, Inc. | Processing biomass and petroleum containing materials |
| BRPI0908303A2 (pt) * | 2008-05-07 | 2015-08-18 | Zeachem Inc | Recuperação de ácidos orgânicos |
| JP5060397B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2012-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の糖化分離方法 |
| CN101285106B (zh) * | 2008-06-10 | 2010-08-18 | 南京工业大学 | 一种高效水解木质纤维素类生物质同时制备多组分糖液及木质素的方法 |
| US20100151547A1 (en) * | 2008-06-12 | 2010-06-17 | Daniel Platz | System and Apparatus for Increasing Ethanol Production Efficiency |
| CA2726126C (en) | 2008-06-17 | 2018-07-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Chemical transformation of lignocellulosic biomass into fuels and chemicals |
| TWI386367B (zh) * | 2008-07-03 | 2013-02-21 | Schweitzer Biotech Company Ltd | A method of preparing silicon-containing product from a plant |
| RU2378358C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2010-01-10 | Николай Аполлонович Мехузла | Способ переработки винограда и линия для его осуществления |
| US20100024810A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Decrystallization of cellulosic biomass with an acid mixture comprising phosphoric and sulfuric acids |
| US9193979B2 (en) * | 2008-11-11 | 2015-11-24 | Richard Allen Kohn | Process for producing lower alkyl alcohols from cellulosic biomass using microorganisms |
| IT1394398B1 (it) | 2008-12-18 | 2012-06-15 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| US8192854B2 (en) * | 2009-02-06 | 2012-06-05 | Ut-Battelle, Llc | Microbial fuel cell treatment of ethanol fermentation process water |
| HUE025623T2 (en) | 2009-03-03 | 2016-04-28 | Poet Res Inc | A method of fermenting biomass for ethanol production |
| WO2010124944A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | Heli Inovatio Handelsbolag | Process for the hydrolysis of cellulose |
| FR2945543B1 (fr) * | 2009-05-15 | 2011-05-06 | Inst Francais Du Petrole | Procede de production d'alcools et/ou de solvants a partir de biomasse lignocellulosique avec recyclage acide des residus solides |
| IT1394721B1 (it) | 2009-06-10 | 2012-07-13 | Polimeri Europa Spa | Processo per l'alchilazione di benzene con etanolo o miscele di etanolo ed etilene |
| BRPI1013087B1 (pt) | 2009-06-13 | 2018-05-15 | Rennovia, Inc. | Processo para preparar um produto de ácido glutárico |
| US8669397B2 (en) | 2009-06-13 | 2014-03-11 | Rennovia, Inc. | Production of adipic acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
| US8501989B2 (en) * | 2009-06-13 | 2013-08-06 | Rennovia, Inc. | Production of adipic acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
| BRPI1014338B1 (pt) | 2009-06-25 | 2019-12-24 | Shell Int Research | método para injetar água em uma formação contendo hidrocarbonetos, e, método para preparar uma água com salinidade elevada |
| NZ597898A (en) * | 2009-07-01 | 2014-11-28 | Wisconsin Alumni Res Found | Biomass hydrolysis |
| CN102596800B (zh) | 2009-08-11 | 2015-03-04 | Fp创新研究中心 | 来自纳米晶体纤维素制备过程的废液流的分离 |
| CA2719280A1 (en) | 2009-10-28 | 2011-04-28 | Erin Johnson | Novel ethanol-producing yeast |
| US8383864B2 (en) * | 2009-12-08 | 2013-02-26 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for the conversion of cellulose and related carbohydrate materials to low-molecular-weight compounds |
| US8686192B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-04-01 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for the conversion of cellulose and related carbohydrate materials to low-molecular-weight compounds |
| IT1397886B1 (it) | 2009-12-23 | 2013-02-04 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di componenti di carburanti per autotrazione. |
| IT1397885B1 (it) | 2009-12-23 | 2013-02-04 | Polimeri Europa Spa | Processo per preparare etilbenzene. |
| CN102115994B (zh) * | 2010-01-06 | 2012-08-29 | 安琪酵母股份有限公司 | 一种木质纤维素原料的处理方法 |
| EA201891588A3 (ru) | 2010-01-20 | 2019-04-30 | Ксилеко, Инк. | Диспергирование исходного сырья и переработка материалов |
| MX2012008945A (es) * | 2010-02-03 | 2012-11-30 | Archer Daniels Midland Co | Procedimiento mejorado para el fraccionamiento de biomasa lignocelulosica. |
| US8669393B2 (en) * | 2010-03-05 | 2014-03-11 | Rennovia, Inc. | Adipic acid compositions |
| CA2795501C (en) | 2010-03-19 | 2019-02-26 | Poet Research, Inc. | System for the treatment of biomass |
| WO2011116320A1 (en) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Poet Research, Inc. | System for treatment of biomass to facilitate the production of ethanol |
| TWI409333B (zh) * | 2010-05-07 | 2013-09-21 | Univ Feng Chia | 用於微生物醱酵之木質纖維素料源處理方法 |
| US9770705B2 (en) | 2010-06-11 | 2017-09-26 | Rennovia Inc. | Oxidation catalysts |
| PL3401410T3 (pl) | 2010-06-26 | 2021-11-29 | Virdia, Llc | Sposoby wytwarzania mieszanek cukrów |
| IL206678A0 (en) | 2010-06-28 | 2010-12-30 | Hcl Cleantech Ltd | A method for the production of fermentable sugars |
| IL207329A0 (en) | 2010-08-01 | 2010-12-30 | Robert Jansen | A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition |
| US9469859B1 (en) | 2010-08-12 | 2016-10-18 | Poet Research, Inc. | Method for treatment of biomass |
| NL1038175C2 (en) | 2010-08-19 | 2012-02-21 | Danvos B V | A process for the conversion of biomass of plant origen, and a combustion process. |
| IL207945A0 (en) | 2010-09-02 | 2010-12-30 | Robert Jansen | Method for the production of carbohydrates |
| EP2622025A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-08-07 | BETA RENEWABLES S.p.A. | Pre-treated biomass having enhanced enzyme accessibility |
| BR112013010725B1 (pt) | 2010-11-05 | 2018-12-04 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | método para tratamento de biomassa para a produção de açúcares a partir de materiais contendo polissacarídeos, para uso em biocombustíveis ou outros produtos de elevado valor, e, composição |
| PT106039A (pt) | 2010-12-09 | 2012-10-26 | Hcl Cleantech Ltd | Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas |
| CA2824993C (en) | 2011-01-18 | 2019-07-23 | Poet Research, Inc. | Systems and methods for hydrolysis of biomass |
| BR112013020062A2 (pt) * | 2011-01-21 | 2016-10-25 | Poet Res Inc | sistemas e métodos para aperfeiçoamento de fermentação |
| ES2613665T3 (es) * | 2011-02-18 | 2017-05-25 | Toray Industries, Inc. | Procedimiento para producir una solución de azúcar |
| EP2694594A4 (en) | 2011-04-07 | 2015-11-11 | Virdia Ltd | METHODS AND PRODUCTS FOR LIGNOCELLULOSE CONVERSION |
| US8835141B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Methods for integrated conversion of lignocellulosic material to sugars or biofuels and nano-cellulose |
| MX2014000245A (es) | 2011-07-07 | 2014-09-15 | Poet Res Inc | Sistemas y metodos para la recirculacion de acido. |
| US9617608B2 (en) | 2011-10-10 | 2017-04-11 | Virdia, Inc. | Sugar compositions |
| CN102603514B (zh) * | 2012-02-09 | 2015-07-15 | 李先栓 | 一种利用农作物秸秆制备葡萄糖酸钠的工艺 |
| WO2013138222A1 (en) | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Georgie-Pacific Llc | Method for producing levulinic acid from lignocellulosis biomass |
| WO2013138153A1 (en) | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Archer Daniels Midland Company | Process for making sugar and/or sugar alcohol dehydration products |
| US9187790B2 (en) | 2012-03-25 | 2015-11-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Saccharification of lignocellulosic biomass |
| CN104710546B (zh) | 2012-05-03 | 2018-01-30 | 威尔迪亚有限公司 | 用于处理木质纤维素材料的方法 |
| US9493851B2 (en) | 2012-05-03 | 2016-11-15 | Virdia, Inc. | Methods for treating lignocellulosic materials |
| CN104395478B (zh) | 2012-05-07 | 2017-07-28 | 国际壳牌研究有限公司 | 处理生物质以生产可用于生物燃料的材料的连续或半连续方法 |
| RU2543661C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2015-03-10 | Открытое акционерное общество "Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий" (ОАО "ВСКБТ") | Способ производства сахаров из целлюлозосодержащего сырья |
| ITMI20121343A1 (it) | 2012-07-31 | 2014-02-01 | Eni Spa | Composizioni utili come carburanti comprendenti derivati della glicerina |
| ITMI20122006A1 (it) | 2012-11-26 | 2014-05-27 | Eni Spa | Composizioni utili come carburanti comprendenti composti ossigenati idrofobici |
| CA2891404A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the production of a biomass hydrolysate |
| US20140366870A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-12-18 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Methods for recovering and recycling salt byproducts in biorefinery processes |
| NZ743055A (en) | 2013-03-08 | 2020-03-27 | Xyleco Inc | Equipment protecting enclosures |
| US9255187B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-09 | Synergy Horizon Limited | Method for production of dry hydrolytic lignin |
| TWI476203B (zh) | 2013-03-18 | 2015-03-11 | Ind Tech Res Inst | 醣類的分離方法 |
| CN103436568B (zh) * | 2013-07-31 | 2015-01-07 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种藻渣降解液及其制备方法和应用 |
| US9346731B2 (en) | 2013-09-18 | 2016-05-24 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing levulinic acid from sludge and lignocellulosic biomass |
| US9403734B2 (en) * | 2013-09-18 | 2016-08-02 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing organic acids and organic acid degradation compounds from biomass |
| US9499451B2 (en) | 2013-10-10 | 2016-11-22 | E I Du Pont De Nemours And Company | Soil conditioner compositions containing lignocellulosic biomass fermentation process syrup |
| US9725363B2 (en) | 2013-10-10 | 2017-08-08 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lignocellulosic biomass fermentation process co-product fuel for cement kiln |
| US20150104842A1 (en) | 2013-10-10 | 2015-04-16 | E I Du Pont De Nemours And Company | Fuel compositions containing lignocellulosic biomass fermentation process syrup |
| ITMI20132069A1 (it) | 2013-12-11 | 2015-06-12 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| CA2897613A1 (en) | 2014-02-20 | 2015-08-20 | Tom Binder | Process for making furfural |
| WO2015139141A1 (en) * | 2014-03-21 | 2015-09-24 | Iogen Energy Corporation | Method for processing a cellulosic feedstock at high consistency |
| GB201406366D0 (en) | 2014-04-09 | 2014-05-21 | Plaxica Ltd | Biomass processing method |
| CN103949238B (zh) * | 2014-05-13 | 2016-11-16 | 农业部环境保护科研监测所 | 果糖一步水热合成碳微球固体酸用于催化纤维素水解 |
| WO2016025674A1 (en) | 2014-08-14 | 2016-02-18 | Shell Oil Company | One-step production of furfural from biomass |
| WO2016025677A1 (en) | 2014-08-14 | 2016-02-18 | Shell Oil Company | Process for the manufacture of furural and furfural derivatives |
| EP3180321A4 (en) | 2014-08-14 | 2018-04-11 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Process for preparing furfural from biomass |
| RU2713659C2 (ru) | 2014-08-14 | 2020-02-06 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Замкнутый способ получения фурфурола из биомасс |
| CA2954306C (en) | 2014-08-14 | 2022-08-30 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for preparing furfural from biomass |
| BR112017005579A2 (pt) | 2014-09-19 | 2018-04-17 | Xyleco Inc | sacarídeos e composições e misturas de sacarídeo |
| WO2016112134A1 (en) | 2015-01-07 | 2016-07-14 | Virdia, Inc. | Methods for extracting and converting hemicellulose sugars |
| WO2016145297A1 (en) | 2015-03-12 | 2016-09-15 | E I Du Pont De Nemours And Company | Co-products of lignocellulosic biomass process for landscape application |
| EP3286341B1 (en) | 2015-04-21 | 2020-01-08 | Fpinnovations | Method for recovering an acid from acid/sugar solutions |
| CA2985478A1 (en) | 2015-05-27 | 2016-12-01 | Virdia, Inc. | Integrated methods for treating lignocellulosic material |
| MY186792A (en) | 2016-02-04 | 2021-08-20 | Ind Tech Res Inst | Method for separating hydrolysis product of biomass |
| US10006166B2 (en) | 2016-02-05 | 2018-06-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Integrating the production of carboxylated cellulose nanofibrils and cellulose nanocrystals using recyclable organic acids |
| JP6844535B2 (ja) | 2016-02-17 | 2021-03-17 | 東レ株式会社 | 糖アルコールの製造方法 |
| CN109071478A (zh) | 2016-05-03 | 2018-12-21 | 国际壳牌研究有限公司 | 木质素基溶剂和其制备方法 |
| WO2018053058A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Danisco Us Inc. | Lignocellulosic biomass fermentation-based processes |
| CN109890802A (zh) | 2016-11-01 | 2019-06-14 | 国际壳牌研究有限公司 | 回收糠醛的方法 |
| BR112019008790A2 (pt) | 2016-11-01 | 2019-07-16 | Shell Int Research | processo para a recuperação de furfural |
| EP3535247B1 (en) | 2016-11-01 | 2020-11-25 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the recovery of furfural |
| WO2018085179A1 (en) | 2016-11-01 | 2018-05-11 | Shell Oil Company | Process for the recovery of furfural |
| CN106750584B (zh) * | 2016-11-24 | 2018-04-03 | 吉林大学 | 一种木质素二氧化硅复合改性天然橡胶母料的方法 |
| MX2019007335A (es) | 2016-12-21 | 2019-09-09 | Dupont Nutrition Biosci Aps | Métodos para usar serina proteasas termoestables. |
| WO2018218295A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Leaf Research Pty Ltd | Method for extracting silica |
| KR102003918B1 (ko) | 2017-11-28 | 2019-10-17 | 한국과학기술연구원 | 에너지 저소비형 당과 산의 분리방법 |
| WO2020016638A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Tapas Chatterjee | Process of obtaining value added products from de-oiled rice bran |
| CN108911796B (zh) * | 2018-08-29 | 2024-09-13 | 中国科学院海洋研究所 | 一种海水硅酸盐肥料及其制备方法 |
| FI129229B (en) * | 2019-02-07 | 2021-09-30 | Fazer Ab Oy Karl | Method for the utilization of biomass |
| EP3972962A1 (en) | 2019-05-22 | 2022-03-30 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the production of furfural |
| CN120530199A (zh) | 2023-01-23 | 2025-08-22 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于处理谷粒以产生可用于化学品和生物燃料的材料的方法 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB792284A (en) * | 1955-06-02 | 1958-03-26 | Dow Chemical Co | Purification of sugar solutions |
| US3214293A (en) * | 1961-10-20 | 1965-10-26 | Colonial Sugar Refining Co | Process and apparatus for purifying solutions containing sugars |
| US3203760A (en) * | 1962-12-17 | 1965-08-31 | Grace W R & Co | Process for preparing silica gel |
| DE1567326A1 (de) * | 1966-03-15 | 1970-04-16 | Boehringer Mannheim Gmbh | Verfahren zur Herstellung von reinen Invertzuckerloesungen aus Melasse |
| US3607777A (en) * | 1968-06-18 | 1971-09-21 | Grace W R & Co | Process for preparing microspheroidal desiccant silica gel |
| US3794712A (en) * | 1971-10-26 | 1974-02-26 | Nat Petro Chem | Preparation of silica gels |
| US4154675A (en) * | 1972-06-02 | 1979-05-15 | Viscose Group Limited | Ion exchange processes using cellulosic materials |
| DE2737118A1 (de) * | 1977-08-17 | 1979-03-01 | Projektierung Chem Verfahrenst | Verfahren zur gewinnung von zuckern, gegebenenfalls cellulose und gegebenenfalls lignin aus lignocellulosischen pflanzlichen rohstoffen |
| US4266981A (en) * | 1978-03-08 | 1981-05-12 | Purdue Research Corporation | Process for recovering and utilizing cellulose using sulfuric acid |
| US4242454A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-30 | National Distillers And Chemical Corp. | Fermentation process |
| US4242455A (en) * | 1979-06-25 | 1980-12-30 | National Distillers And Chemical Corp. | Process for the acid hydrolysis of carbohydrate polymers and the continuous fermentation of the sugars _obtained therefrom to provide ethanol |
| SU859449A1 (ru) * | 1980-01-24 | 1981-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Способ получени растворов сахаров |
| CA1173380A (en) * | 1980-02-19 | 1984-08-28 | Michael I. Sherman | Acid hydrolysis of biomass for ethanol production |
| ES499625A0 (es) * | 1980-02-23 | 1981-12-16 | Reitter Franz Johann | Procedimiento e instalacion para la hidrolisis continua de hemicelulosas que contienen pentosanas de celulosa. |
| US4336335A (en) * | 1980-05-22 | 1982-06-22 | National Distillers & Chemical Corp. | Fermentation process |
| US4564595A (en) * | 1980-10-20 | 1986-01-14 | Biomass International Inc. | Alcohol manufacturing process |
| US4427584A (en) * | 1981-08-24 | 1984-01-24 | University Of Florida | Conversion of cellulosic fibers to mono-sugars and lignin |
| US4556430A (en) * | 1982-09-20 | 1985-12-03 | Trustees Of Dartmouth College | Process for hydrolysis of biomass |
| EP0105937B1 (en) * | 1982-10-04 | 1987-11-19 | Baron Howard Steven Strouth | Method of manufacturing alcohol from ligno-cellulose material |
| US4668340A (en) * | 1984-03-20 | 1987-05-26 | Kamyr, Inc. | Method of countercurrent acid hydrolysis of comminuted cellulosic fibrous material |
| CA1198703A (en) * | 1984-08-02 | 1985-12-31 | Edward A. De Long | Method of producing level off d p microcrystalline cellulose and glucose from lignocellulosic material |
| US5188673A (en) * | 1987-05-15 | 1993-02-23 | Clausen Edgar C | Concentrated sulfuric acid process for converting lignocellulosic materials to sugars |
| US5135861A (en) * | 1987-07-28 | 1992-08-04 | Pavilon Stanley J | Method for producing ethanol from biomass |
| US4880473A (en) * | 1988-04-01 | 1989-11-14 | Canadian Patents & Development Ltd. | Process for the production of fermentable sugars from biomass |
| US5084104A (en) * | 1989-12-05 | 1992-01-28 | Cultor, Ltd. | Method for recovering xylose |
| US5176832A (en) * | 1991-10-23 | 1993-01-05 | The Dow Chemical Company | Chromatographic separation of sugars using porous gel resins |
| US5186673A (en) * | 1992-05-13 | 1993-02-16 | Fogarty A Edward | Removable clothing in combination with a doll |
| US5597714A (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5562777A (en) * | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5407580A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-18 | Tennessee Valley Authority | Process for separating acid-sugar mixtures using ion exclusion chromatography |
| US5560827A (en) * | 1995-02-02 | 1996-10-01 | Tennessee Valley Authority | Exclusion chromatographic separation of ionic from nonionic solutes |
-
1993
- 1993-03-26 US US08/038,628 patent/US5562777A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-25 AT AT94912320T patent/ATE207969T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 EP EP94912320A patent/EP0690931B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 BR BR9405906A patent/BR9405906A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 WO PCT/US1994/003298 patent/WO1994023071A1/en active IP Right Grant
- 1994-03-25 UA UA95104636A patent/UA34477C2/uk unknown
- 1994-03-25 RU RU95117998A patent/RU2144087C1/ru active
- 1994-03-25 RO RO95-01668A patent/RO114806B1/ro unknown
- 1994-03-25 EP EP99201691A patent/EP0964061A3/en not_active Withdrawn
- 1994-03-25 AU AU64930/94A patent/AU681136B2/en not_active Expired
- 1994-03-25 CZ CZ19952490A patent/CZ292059B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 EP EP99201692A patent/EP0964062A3/en not_active Withdrawn
- 1994-03-25 CA CA002158430A patent/CA2158430C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 ES ES94912320T patent/ES2166776T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 PL PL94321289A patent/PL177882B1/pl unknown
- 1994-03-25 PL PL94310828A patent/PL180367B1/pl unknown
- 1994-03-25 DE DE69428889T patent/DE69428889D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 SK SK1205-95A patent/SK120595A3/sk unknown
- 1994-03-25 NZ NZ263730A patent/NZ263730A/en not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 HU HU9502775A patent/HUT72177A/hu unknown
-
1995
- 1995-06-06 US US08/465,855 patent/US5580389A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-06 US US08/467,222 patent/US5620877A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-18 BG BG100071A patent/BG100071A/bg unknown
-
1996
- 1996-06-13 US US08/664,184 patent/US5820687A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2144087C1 (ru) | 2000-01-10 |
| BR9405906A (pt) | 1996-01-09 |
| AU6493094A (en) | 1994-10-24 |
| SK120595A3 (en) | 1996-06-05 |
| PL310828A1 (en) | 1996-01-08 |
| DE69428889D1 (de) | 2001-12-06 |
| EP0690931B1 (en) | 2001-10-31 |
| PL180367B1 (pl) | 2001-01-31 |
| EP0964062A2 (en) | 1999-12-15 |
| HU9502775D0 (en) | 1995-11-28 |
| ES2166776T3 (es) | 2002-05-01 |
| NZ263730A (en) | 1996-11-26 |
| EP0964062A3 (en) | 2000-05-17 |
| BG100071A (bg) | 1996-04-30 |
| CA2158430C (en) | 2003-12-16 |
| US5562777A (en) | 1996-10-08 |
| RO114806B1 (ro) | 1999-07-30 |
| EP0964061A2 (en) | 1999-12-15 |
| ATE207969T1 (de) | 2001-11-15 |
| US5820687A (en) | 1998-10-13 |
| WO1994023071A1 (en) | 1994-10-13 |
| AU681136B2 (en) | 1997-08-21 |
| UA34477C2 (uk) | 2001-03-15 |
| HUT72177A (en) | 1996-03-28 |
| PL177882B1 (pl) | 2000-01-31 |
| EP0690931A1 (en) | 1996-01-10 |
| CZ249095A3 (en) | 1996-02-14 |
| US5620877A (en) | 1997-04-15 |
| CA2158430A1 (en) | 1994-10-13 |
| US5580389A (en) | 1996-12-03 |
| EP0964061A3 (en) | 2000-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ292059B6 (cs) | Způsob výroby cukrů z materiálů obsahujících celulózu a hemicelulózu | |
| EP0832276B1 (en) | Method of strong acid hydrolysis | |
| US5597714A (en) | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
| US5782982A (en) | Method of removing silica or silicates from solids resulting from the strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
| US8618280B2 (en) | Biorefinery process for extraction, separation, and recovery of fermentable saccharides, other useful compounds, and yield of improved lignocellulosic material from plant biomass | |
| CN1964767B (zh) | 木质纤维素原料处理过程中无机盐的回收 | |
| EP3242871B1 (en) | Methods for extracting and converting hemicellulose sugars | |
| WO2023123805A1 (zh) | 一种利用玉米秸秆制备精制木糖及可发酵糖的系统和方法 | |
| WO2013071180A1 (en) | Lignocellulose processing methods and related products | |
| CA1193252A (en) | Solubilisation and hydrolysis of cellulose | |
| JPH03224500A (ja) | キシロースの製造方法 | |
| HK1009832B (en) | Method of strong acid hydrolysis | |
| BR112017014667B1 (pt) | Métodos para extração e conversão de açúcares de hemicelulose |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20140325 |