DK2640839T3 - Fremgangsmåde og apparat til at blande et lignocellulosemateriale med enzymer - Google Patents

Fremgangsmåde og apparat til at blande et lignocellulosemateriale med enzymer Download PDF

Info

Publication number
DK2640839T3
DK2640839T3 DK11791170.1T DK11791170T DK2640839T3 DK 2640839 T3 DK2640839 T3 DK 2640839T3 DK 11791170 T DK11791170 T DK 11791170T DK 2640839 T3 DK2640839 T3 DK 2640839T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
slurry
reactor
conveyor
mixer
enzyme solution
Prior art date
Application number
DK11791170.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Bertil Stromberg
Rodolfo Romero
Original Assignee
Andritz Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45094292&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DK2640839(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Andritz Inc filed Critical Andritz Inc
Application granted granted Critical
Publication of DK2640839T3 publication Critical patent/DK2640839T3/da

Links

Classifications

    • 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
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/18—Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/09—Means for pre-treatment of biological substances by enzymatic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/20—Heating; Cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • 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
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • 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

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Claims (16)

1. Fremgangsmåde til behandling af et lignocellulosemateriale kontinuerligt, omfattende: udføre en dampeksplosionsreaktion på lignocellulosematerialet for at producere en opslæmning (9) omfattende lignocellulosematerialet; tilsætte et alkalimateriale (3) til opslæmningen (9) i en første transportør (12) (2), hvor alkalimaterialet (3) øger den gennemsnitlige pH af opslæmningen (9) som bevæger sig gennem den første transportør (12); overføre opslæmningen (9) med alkalimaterialet (3) fra den første transportør (12) til en anden transportør (14); tilsætte en første andel (7') af en enzymopløsning til opslæmningen (9) mens den er i, kommer ind i eller ved udledning af den anden transportør (14); overføre opslæmningen (9) med enzymopløsningen (7) fra den anden transportør (14) til en mikser (18); blande opslæmningen (9) i mikseren (18), hvor en anden andel (7") af enzymopløsningen (7) tilsættes til opslæmningen (9) under blandingen, overføre opslæmningen (9) med enzymopløsningen (7) fra mikseren (18) til en første reaktor, og underkaste opslæmningen (9) i den første reaktor enzymatisk hydrolyse, hvor viskositeten af opslæmningen (9) er reduceret i den første reaktor.
2. Fremgangsmåden ifølge krav 1 yderligere omfattende udledning af opslæmningen (9) som et i det væsentlige flydende materiale fra den første reaktor og overføre opslæmningen (9) til en anden reaktor (22) til yderligere enzymatisk hydrolyse, hvor den første reaktor er en første reaktorkedel (20) som har en øvre del (30) omfattende en keglestubformet ydre væg og et tværsnitsareal der øges i nedadgående retning.
3. Fremgangsmåden ifølge krav 1 eller 2 yderligere omfattende opretholdelse af opslæmningens (9) temperatur i et område på ca. 45 til 55°C fra tilsætningen af den første andel (7') af enzymopløsningen (7) til mindst en udledning fra den første eller anden reaktor (22).
4. Fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvor den første reaktor er en første reaktorkedel (20) der omfatter et øvre indløb (40) der modtager opslæmningen (9) med enzymopløsning (7) og en øvre del (30) der har en konisk form med et tværsnitsareal der øges i nedadgående retning, og den øvre del (30) omfatter en indre rotationsmikser med roterende arme (42', 42") der strækker sig radialt udad fra en vertikalt orienteret aksial aksel (36), armene (42', 42") er successivt længere efterhånden som tværsnitsarealet af den øvre del (30) forøges.
5. Fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvor opslæmningen (9) med alkalimaterialet (3) i den første transportør (12) har en gennemsnitlig pH i et område på ca. 4,5 til 6,5, en gennemsnitstemperatur i et område på ca. 45 til 55°C, og en konsistens i området på ca. 10 til 35 vægtprocent hvor vægtprocenten er baseret på vægten af uopløselige partikler i opslæmningen (9) og totalvægten af opslæmningen (9).
6. Fremgangsmåden ifølge krav 1 til 5, hvor den første andel (7") af enzymopløsningen (7) tilsættes til opslæmningen (9) ved en flerhed af positioner inde i den anden transportør (14), fx indløb (13) til enzymindsprøjtning er jævnt fordelt ved en flerhed af positioner langs en langsgående længde af en skrue på den anden transportør (14).
7. Fremgangsmåden ifølge kravene 1 til 6, hvor mikseren (18) omfatter en blandeindretning roterende inde i mikseren (18) ved en hastighed i et område på ca. 400 til 4000 omdrejninger pr. minut (rpm).
8. Fremgangsmåden ifølge kravene 1 til 7, hvor opslæmningen (9) opholder sig i mikseren (18) kun i en periode i området på ca. 0,05 til 200 sekunder.
9. Fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 8, hvor opslæmningen (9) overføres fra den anden transportør (14) til blandeindretningen (18) via en positiv fortrængningspumpe (17).
10. Fremgangsmåden ifølge krav 9 yderligere omfattende midlertidig tilbageholdelse af opslæmningen (9) fra den anden transportør (14) i en buffertank (16) og pumpning af opslæmningen (9) fra buffertanken (16) med den positive fortrængningspumpe (17) til blandeindretningen (18).
11. Fremgangsmåden ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 10, hvor blandingen i den første transportør (12) afkøler og forøget pH'en af opslæmningen (9) sammenlignet med tilstandene af opslæmningen (9) der kommer ind i den første transportør (12).
12. System til kontinuerlig flydendegørelse af et lignocellulosemateriale omfattende: en dampeksplosionsreaktor der modtager lignocellulosematerialet mættet med vand, underkaste materialet for en hurtig trykfrigivelse for at forårsage en dampeksplosionsreaktion og udledning afen opslæmning (9) omfattende lignocellulosematerialet efter dampeksplosionsreaktionen; en første skruetransportør (12) i fluid forbindelse med et udløb fra dampeksplosionsreaktoren, idet den første skruetransportør (12) omfatter en roterende skrue gennem hvilken passerer opslæmningen (9) udledt fra dampeksplosionsreaktoren, og et indløb gennem hvilket et alkali-baseret materiale (3) indsprøjtes i opslæmningen (9) som passerer gennem den første skruetransportør (12); en anden skruetransportør (14) i fluid forbindelse med et udløb af opslæmningen (9) fra den første skruetransportør (12), hvor den anden skruetransportør (14) omfatter en roterende skrue gennem hvilken passerer opslæmningen (9) fra den første skruetransportør (12) og en flerhed af indløb (13) til en første del (7') af en enzymopløsning (7) der skal indsprøjtes i opslæmningen (9) i den anden skruetransportør; hvor indløbene (13) til enzymindsprøjtningen er fortrinsvis jævnt fordelt ved en flerhed af positioner langs en langsgående længde af en skrue på den anden skruetransportør (14); en blandemaskine (18) i fluid forbindelse med et udløb af den anden skruetransportør (14), hvor mikseren (18) omfatter en blandeindretning som roterer ved en hastighed på ca. 400 til 4000 rpm, og blandeindretningen (18) tilbageholder opslæmningen (9) fra den anden skruetransportør (14) i ca. 0,05 til 200 sekunder, og blandeindretningen omfatter et indløb gennem hvilket en anden del (7") af enzymopløsningen (7) tilsættes til opslæmningen (9) under blanding; og en første reaktor til at overføre opslæmningen (9) med enzymopløsningen (7) fra en højere viskositet til en lavere viskositet for at danne et i det væsentlige flydende materiale, hvor den første reaktor er en første reaktorkedel (20) omfatter en øvre del (30) der har en keglestubformet ydre væg, et tværsnitsareal der øges i nedadgående retning; og en blandeindretning med roterende radiale arme (42', 42") der er progressivt længere i en nedadgående retning gennem den øvre del (30).
13. Systemet ifølge krav 12, hvor den første reaktorkedel (20) omfatter en åben bund, og den anden reaktor er umiddelbart under den første reaktorkedel (20) og omfatter en cylindrisk ydre væg og en åben top forbundet til den åbne bund af den første reaktorkedel (20).
14. Systemet ifølge krav 12, hvor den anden reaktor (22) omfatter en flerhed af anden reaktorkedler (22', 22", 22'") hver modtagende opslæmningen (9).
15.
Systemet ifølge et hvilket som helst af kravene 12 til 14 yderligere omfattende en buffertank (16) midlertidigt tilbageholdende opslæmningen (9) fra den anden transportør (14) og udledende opslæmningen (9) til en positiv fortrængningspumpe (17).
DK11791170.1T 2010-11-21 2011-11-21 Fremgangsmåde og apparat til at blande et lignocellulosemateriale med enzymer DK2640839T3 (da)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41584710P 2010-11-21 2010-11-21
US41584910P 2010-11-21 2010-11-21
PCT/US2011/061670 WO2012068578A1 (en) 2010-11-21 2011-11-21 Method and apparatus for mixing a lignocellulosic material with enzymes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2640839T3 true DK2640839T3 (da) 2015-08-31

Family

ID=45094292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK11791170.1T DK2640839T3 (da) 2010-11-21 2011-11-21 Fremgangsmåde og apparat til at blande et lignocellulosemateriale med enzymer

Country Status (17)

Country Link
US (2) US8617355B2 (da)
EP (1) EP2640839B1 (da)
JP (1) JP5562492B2 (da)
KR (1) KR101417698B1 (da)
CN (1) CN103328645B (da)
AU (1) AU2011329603B2 (da)
BR (1) BR112013011270A2 (da)
CA (1) CA2813968C (da)
CL (1) CL2013001388A1 (da)
DK (1) DK2640839T3 (da)
ES (1) ES2553028T3 (da)
HU (1) HUE028141T2 (da)
MX (1) MX2013005487A (da)
PL (1) PL2640839T3 (da)
RU (1) RU2564572C2 (da)
WO (1) WO2012068578A1 (da)
ZA (1) ZA201302192B (da)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010045576A2 (en) * 2008-10-17 2010-04-22 Mascoma Corporation Production of pure lignin from lignocellulosic biomass
JP5562490B2 (ja) * 2010-10-15 2014-07-30 アンドリッツ・テクノロジー・アンド・アセット・マネージメント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング 高濃度固体酵素反応器または混合器および方法
CN104540957A (zh) * 2011-12-02 2015-04-22 Bp北美公司 用于生物质液化的组合物和方法
FR2991691B1 (fr) * 2012-06-08 2016-01-22 Toulouse Inst Nat Polytech Procede de traitement enzymatique d'une matiere ligno-cellulosique solide
WO2014039986A1 (en) * 2012-09-10 2014-03-13 Andritz Inc. Method and apparatus for cooling pretreated biomass prior to mixing with enzymes
WO2014066145A1 (en) * 2012-10-22 2014-05-01 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc Methods and apparatus relating to liquefaction of biomass slurries
US9169505B2 (en) 2012-11-07 2015-10-27 Andritz, Inc. High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method
JP6307789B2 (ja) 2013-01-07 2018-04-11 東レ株式会社 糖液の製造装置及び糖液の製造方法
CN105567761B (zh) * 2014-10-16 2019-05-17 中粮营养健康研究院有限公司 一种含纤维素原料的酶解方法
US9644317B2 (en) 2014-11-26 2017-05-09 International Paper Company Continuous digester and feeding system
US20180148679A1 (en) * 2015-04-29 2018-05-31 Purdue Research Foundation Liquefaction of cellulose-containing feedstocks
CN108026495B (zh) 2015-10-08 2020-10-23 苏尔寿管理有限公司 用于处理生物质的方法和布置
CA3002682C (en) 2015-11-25 2022-06-21 Iogen Energy Corporation System and method for cooling pretreated biomass
HUE061165T2 (hu) * 2018-12-18 2023-05-28 Philip Morris Products Sa Eljárás és berendezés több lap elõállítására alkaloidokat tartalmazó anyagból

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6022419A (en) * 1996-09-30 2000-02-08 Midwest Research Institute Hydrolysis and fractionation of lignocellulosic biomass
SE513790C2 (sv) 1999-03-08 2000-11-06 Mo Och Domsjoe Ab Blekning av mekanisk massa med reducerande blekmedel
FI118012B (fi) * 2004-06-04 2007-05-31 Valtion Teknillinen Menetelmä etanolin valmistamiseksi
DE602007009980D1 (de) * 2006-05-26 2010-12-02 Dong Energy Power As Verfahren zur syngasproduktion aus verflüssigter biomasse
JP4788578B2 (ja) * 2006-11-30 2011-10-05 王子製紙株式会社 キシロオリゴ糖の製造方法
EP2142573A4 (en) * 2007-04-19 2013-02-27 Mascoma Corp COMBINED THERMOCHEMICAL PRETREATMENT AND REFINING OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS
US7807419B2 (en) * 2007-08-22 2010-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for concentrated biomass saccharification
CA2701949A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-16 Sunopta Bioprocess Inc. Two-stage enzymatic hydrolysis process for treating lignocellulosic materials
JP2012511918A (ja) * 2008-12-17 2012-05-31 ボレガード インダストリーズ リミテッド ノルゲ リグノセルロース系バイオマス変換
KR101569013B1 (ko) * 2009-02-16 2015-11-16 삼성전자주식회사 해조류 바이오매스의 전처리 및 당화 방법
US20100317053A1 (en) * 2009-06-15 2010-12-16 Andritz Inc. Process machinery for feeding pre-treated lignocellulosic materials into bioreactors for bio-fuels and biochemicals
WO2011080154A1 (en) * 2009-12-21 2011-07-07 Novozymes A/S Biomass hydrolysis process
US8389243B2 (en) * 2010-06-16 2013-03-05 Catchlight Energy Llc Methods of spraying saccharification enzymes and fermentation organisms onto lignocellulosic biomass for hydrolysis and fermentation processes

Also Published As

Publication number Publication date
KR101417698B1 (ko) 2014-07-08
JP2013542746A (ja) 2013-11-28
US9139858B2 (en) 2015-09-22
EP2640839B1 (en) 2015-08-12
JP5562492B2 (ja) 2014-07-30
PL2640839T3 (pl) 2016-01-29
WO2012068578A1 (en) 2012-05-24
BR112013011270A2 (pt) 2016-07-05
CN103328645A (zh) 2013-09-25
US20140113334A1 (en) 2014-04-24
MX2013005487A (es) 2013-11-04
CL2013001388A1 (es) 2013-11-04
KR20130124949A (ko) 2013-11-15
CN103328645B (zh) 2014-12-17
RU2013128374A (ru) 2014-12-27
CA2813968C (en) 2016-04-19
US8617355B2 (en) 2013-12-31
EP2640839A1 (en) 2013-09-25
ES2553028T3 (es) 2015-12-03
AU2011329603B2 (en) 2014-01-09
RU2564572C2 (ru) 2015-10-10
US20120125549A1 (en) 2012-05-24
ZA201302192B (en) 2013-11-27
AU2011329603A1 (en) 2013-04-11
HUE028141T2 (en) 2016-12-28
CA2813968A1 (en) 2012-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2640839T3 (da) Fremgangsmåde og apparat til at blande et lignocellulosemateriale med enzymer
US10738273B2 (en) System for hydrolyzing a cellulosic feedstock slurry using one or more unmixed and mixed reactors
AU2005308568B2 (en) Enzymatic hydrolysis of biomasses having a high dry matter (DM) content
US10889795B2 (en) System and method for cooling pretreated biomass
US20140004571A1 (en) Compositions and methods for biomass liquefaction
CA2826482A1 (en) Method for introducing cellulase enzyme to lignocellulosic feedstock slurry
US10563239B2 (en) Process of using a plug flow hydrolysis reactor having a slurry introduction device
WO2014106953A1 (ja) 糖液の製造装置及び糖液の製造方法
WO2016036584A1 (en) Continuous countercurrent enzymatic hydrolysis of pretreated biomass at high solids concentrations
KR101826964B1 (ko) 목질계 바이오매스의 고부하 효소당화 방법 및 이를 위한 당화 반응기
US20200332328A1 (en) Method for producing saccharified solution by enzymatic technique using cellulosic biomass as raw material
CN101705267A (zh) 一种甘蔗渣高效糖化的方法
WO2013103086A1 (ja) 単糖の製造方法及び製造装置並びにエタノールの製造方法及び製造装置