EP4665877A1 - Verfahren zur hydrolyse von lignozellulose - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen, Kartonagen, Zellstoffresten und anderen hydrolytisch spaltfähigen Stoffen wie PLA unter Nutzung konzentrierter Salzsäure.

Description

Verfahren zur Hydrolyse von Lignozellulose

Beschreibung

I. Einleitung

Es ist allgemein bekannt, dass pflanzliche Biomasse in ihrer chemischen Komposition bzw. Zusammensetzung zu ungefähr 50% - 70% aus Zellulose und Hemizellulose besteht. Zellulose als auch Hemizellulose sind Polymere verschiedener Kohlenhydratmonomere, wobei die jeweiligen Kohlenhydratmonomere in ihrer individuellen Menge je nach Pflanze unterschiedlich sein können. Im Weiteren werden die Begriffe „Saccharid" und „Zucker" als Synonyme für den Begriff „Kohlenhydrat" verwendet. Handelt es sich bei den Kohlenhydraten um Polymere, wie beispielsweise Zellulose, sind die Begriffe „Polysaccharid" und „Zucker" zulässig. Der Begriff „Zucker" kann die Einzahl aber auch die Mehrzahl möglicher Zucker und/oder Kohlenhydrate und/oder Saccharide bezeichnen. Beispiel: Zellulose und Hemizellulose können als „polymere Kohlenhydrate", „Polysaccharide" und „Zucker" (hier Mehrzahl gemeint) bezeichnet werden.

Die Aufspaltung der Zellulose als auch der Hemizellulose in ihre Monomere war seit jeher ein intensiv erforschtes Gebiet, da diese Kohlenhydratmonomere eine potentielle und wichtige stoffliche Ressource darstellen und in ihrer monomeren Form Ausgangspunkt für beliebige chemische Stammbäume sein können. Gerade in Zeiten des Klimawandels stellt uns die Pflanze ein solar generiertes stoffliches Reservoir zur Verfügung. So ist es prinzipiell möglich, die gesamte kohlenstoffbasierte Chemie auf Biomassebasis umzustellen.

Im Folgenden wird der Prozess des Aufschlusses der Kohlenhydrate aus der Biomasse mit den Synonymen „hydrolytischer Aufschluss" und/oder „Verzuckerung" bezeichnet. Dabei geht es nicht um eine abschließende Monomerisierung der Kohlenhydrate bzw. Zellulose und/oder Hemizellulose, sondern um die Überführung in eine lösliche Form oder in eine andere Form, welche die technische Nutzung der stofflichen Ressource der Zellulose und/oder der Hemizellulose für technische Prozesse ermöglicht. Beispielsweise kann es bereits ausreichend sein, oligomere Saccharide von der Zellulose und/oder Hemizellulose abzulösen und einer weiteren Verwertung, beispielsweise mikrobiellen Umsetzung zuzuführen. Diese Ablösung wäre dann im weiteren Sinne der folgenden Beschreibung auch eine „Verzuckerung" .

Die Aufspaltung von Zellulose und Hemizellulose ist in chemischer Hinsicht eine Hydrolyse, das heißt eine Reaktion mit Wasser, wobei dieses Wasser aufgespalten und deren Spaltprodukte an die Fragmente der aufgebrochenen glycosidischen Bindung angelagert werden (Formel 1).

X-Y + H-OH X-H + Y-OH (1)

In der Vergangenheit haben sich für die hydrolytische Aufspaltung von Hemizellulose und Zellulose (im folgenden auch „Verzuckerung" genannt) in der Großtechnik 3 verschiedene Prinzipien etabliert. Diese sind:

• die Verwendung von enzymatischen bzw. mikrobiellen Methoden,

• die Anwendung von verdünnten Säuren in der Hitze,

• die Anwendung von konzentrierten Säuren in der Kälte.

Alle Prinzipien haben Vor- und Nachteile. Das in der folgenden Erfindung betrachtete Prinzip betrifft die Anwendung von Säuren allgemein, speziell der konzentrierten Säuren in der Kälte, speziell hier der Halogenwasserstoffsäuren, speziell hier der Salzsäure. Für das Prinzip der Anwendung von konzentrierten Säuren in der Kälte, allgemein betrachtet, konnten sich in der Großtechnik neben Verfahren unter Anwendung von konzentrierter Salzsäure auch Verfahren unter Verwendung von konzentrierter Schwefelsäure durchsetzen. Ansätze mit Fluorwasserstoffsäure erlangten keine technische Relevanz.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von

Halogenwasserstoffsäuren im Allgemeinen und Salzsäure im

Speziellen wobei diese in einem Konzentrationsbereich von >0,01% einschließlich >0,1% einschließlich einschließlich >2% einschließlich einschließlich >4% einschließlich einschließlich einschließlich >7% einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich >12% einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich einschließlich >20% einschließlich >21% einschließlich >22% einschließlich >23% einschließlich >24% einschließlich >25% einschließlich >26% einschließlich >27% einschließlich >28% einschließlich >29% einschließlich einschließlich einschließlich >32% einschließlich einschließlich >34% einschließlich >35% einschließlich einschließlich >37% einschließlich einschließlich einschließlich >40% einschließlich >41% einschließlich >42% einschließlich >43% einschließlich >44% einschließlich >45% einschließlich >46% einschließlich >47% einschließlich >48% einschließlich >49% einschließlich angewendet wird. Die Prozentangaben sind

Gewichtsprozente. Ein Prozentsatz von bedeutet dass

Salzsäure mit einem Gewicht von 20% der Gesamtmasse der Lösung in dieser Lösung enthalten ist. Sollten Prozentangaben weiterhin nicht anders deklariert werden, sind diese immer als Gewichtsprozente, wie am Beispiel der 20%-igen Salzsäure beschrieben, zu interpretieren.

Im Folgenden werden alle Ausführungen zum Stand der Technik und der Erfindung selbst am Beispiel der Salzsäure vorgenommen.

Diese steht stellvertretend für alle Halogenwasserstoffsäuren, da die prinzipielle Wirkungsweise der Hydrolyse nicht auf die Salzsäure an sich beschränkt ist. Die hier beschriebene Erfindung wird für alle Halogenwasserstoffsäuren beansprucht.

II. Stand der Technik

Unter den Verfahren, welche konzentrierte Salzsäure in der Kälte (damit gemeint ist Umgebungstemperatur) für die Hydrolyse von pflanzlichen Biomassen verwenden, hat sich in der Großtechnik nur das Bergius-Verfahren modifiziert nach Riehm durchsetzen können. Limitiert war dieses Verfahren in seiner Anwendung auf derart stark verholzte Biomassen, „daß die nach der Hydrolyse zurückbleibenden Ligninteilchen eine solche Festigkeit aufweisen, dass die entstehende Zucker-Salzsäurelösung noch durch die Ligninschicht strömen kann" (Zitat aus DE 3539492). Schwach verholzte Biomassen, wie beispielsweise Stroh, konnten damit nicht wirtschaftlich verarbeitet werden. In EP 2906727 ist der dahinter liegende Mechanismus sehr gut beschrieben.

Riehm selbst formulierte dafür in DE 3539492 eine verfahrenstechnische Lösung, welche die Prinzipien des Bergius- Verfahrens in seiner letzten Ausgestaltung auf die Problematik der schwachen Verholzung anpasste. Diese wurde in der Praxis jedoch nie ausgetestet.

Bisher ist jedoch keine technische Lösung bekannt, welche es ermöglicht, pflanzliche Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure in einem hydrolytischen Prozess zu verarbeiten, die eine höhere Feuchtigkeit haben, als sie allgemein mit dem Begriff „lufttrocken", was allgemein eine Feuchte von ca. 10% meint, beschrieben wird. Hintergrund ist, dass jegliche Feuchte in der Biomasse:

1.die Konzentration der Salzsäure erniedrigt, damit die

Hydrolyse hemmt, 2.zum Erhalt der Konzentration der Salzsäure im Verfahrenskreislauf aus diesem wieder ausgetragen werden muss und damit mit wirtschaftlichen Aufwand verbunden ist.

III. Die Erfindung

Überraschenderweise konnte eine verfahrenstechnische Lösung gefunden werden, welche es:

1.ermöglicht, die Zellulose und Hemizellulose in beliebig feuchten Biomassen und mit einem beliebigen Grad der Verholzung in einer hydrolytischen Behandlung unter Nutzung von konzentrierter Salzsäure in ihre Monomere aufzuspalten, und es

2.zudem noch ermöglicht, die pflanzlichen Biomassen in einer wässrigen Suspension dem hydrolytischen Prozess hinzuzuführen .

Der Begriff „Suspension" meint in der weiteren Beschreibung immer Suspensionen oder Dispersionen oder Mischungen, in denen die pflanzliche Biomasse und/oder deren nichtlösliche Reaktionsprodukte nach dem hydrolytischen Aufschluss vorzugsweise die feste Phase bezeichnen und wobei Partikel dieser festen Phase in einem Größenbereich von größer 0,10 pm bis 100.000,00 pm in kompaktierter oder unkompaktierter Form im Prozess verwendet werden dürfen.

So ist es beispielsweise möglich, Rasengrünschnitt in Wasser zu dispergieren und in dieser dispergierten Form dem Prozess zuzuführen. In gleichem Maße ist es zulässig, trockene und pelletierte Holzschnitzel per Luftstrom dem Prozess zuzuführen, diese zugeführten Holzpellets dann mit Wasser zu fluten und die entstehende Mischung dem Verfahren entsprechend weiterzubehandeln. Bei diesen beiden Anwendungsbeispielen zur Verdeutlichung des Begriffes „Suspension" dürfen in der wässrigen Phase auch Salzsäure oder andere Bestandteile enthalten sein, denn die dargelegten Einschränkungen des Begriffes „Suspension" beziehen sich nur auf die feste Phase.

Im Sinne der Erfindung werden hiermit alle offenbarten Angaben in den Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen 102024 000098.4 und 10 2024 000 099.2 mit in die hier dargelegte Beschreibung als ebenfalls offenbart übernommen. Wichtiger Hinweis: Wesentliche Beschreibungen zum Stand der Technik, sind mit Verweis auf die Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102024 000 098.4 inkludiert und ebenfalls offenbart.

Die Patentanmeldung mit den Aktenzeichen 10 2024 000 098.4 entspricht der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102023 000 583.5, wobei die Letztere wesentliche Inhalte der PCT-Anmeldung PCT/IB2022/057695 beinhaltet und am 14.2.2023 angemeldet wurde. Die Priorität der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2023 000 583.5 (14.2.2023) wird hiermit beansprucht. Die PCT- Anmeldung selbst wurde erst am 23.2.2023 veröffentlicht, ist somit nicht neuigkeitsschädigend für die hier offenbarte Erfindung .

Die Patentanmeldung mit den Aktenzeichen 10 2024 000 099.2 entspricht der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102023 000 626.2, wobei die Letztere am 16.2.2023 angemeldet wurde. Die Priorität der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2023 000 626.2 (16.2.2023) wird hiermit beansprucht. Die Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102024 000 099.2 betrifft Offenbarungen im Kapitel „Erweiternde technische Maßnahmen und Verfahren"

Überraschenderweise kommt die hier offenbarte verfahrenstechnische Lösung in seinen wesentlichen Schritten mit einer apparativ einfachen Konzeption, bestehend aus einer begrenzten Menge von gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern, und einer Rektifikationskolonne aus, folgt aber immer folgenden konkreten Prinzipien, welche hier als „REGEL", in der Mehrzahl als „REGELN" aufgestellt werden.

1.Für Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration unter dem azeotropen Punkt erfolgt der Eintrag der Salzsäure in diese Suspensionen durch Einleitung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen in die Suspension, wobei: a.sich die Suspension selbst bei Siedetemperatur befindet, b.sich die Dämpfe in der Suspension mit Wasser anreichern, die Suspension selbst Salzsäure aufnimmt, c.die Dämpfe aus der Suspension kommend in eine Rektifikationskolonne geleitet werden, an deren Kopf ein teilweiser Niederschlag erfolgen kann, effektiv jedoch immer Wasser in flüssiger oder gasförmiger Form ausgetragen wird, und d.wobei der Rückfluss der Kolonne wieder in die Suspension zurückgeführt wird.

2.Für Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration unter dem azeotropen Punkt ist die Reihenfolge von eingeleiteten Dämpfen zum Zwecke der vermehrten Eintragung von Salzsäure entsprechend REGEL 1 in der Reihenfolge aufsteigender Konzentrationen vorzunehmen.

3.Für Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration über dem azeotropen Punkt erfolgt der Eintrag von Salzsäure in die Suspension über die Einleitung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen und die Absorption des darin enthaltenen Chlorwasserstoffes in der Suspension.

4.Die Erzeugung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen zum Eintrag von Salzsäure in Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration unter dem azeotropen Punkt entsprechend REGEL 1 erfolgt durch: a.Abdampfung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen aus Suspensionen, in denen bereits eine Hydrolyse stattfand, oder b.chlorwasserstoffhaltige Restgase, welche nach dem absorptiven Vorgang entsprechend REGEL 3 nicht gebunden wurden, oder c.chlorwasserstoffhaltige Restgase, welche sich durch

Ein- und Durchleitung von Wasserdampf in chlorwasserstoffhaltige Suspensionen bei

Siedetemperatur in denen bereits eine Hydrolyse stattfand, ergeben.

5.Die Erzeugung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen zum

Eintrag von Salzsäure in Suspensionen über dem azeotropen Punkt entsprechend REGEL 3 erfolgt durch Abdampfung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen aus Suspensionen mit einer Konzentration an Salzsäure über oder gleich dem azeotropen Punkt in denen bereits eine Hydrolyse stattfand, wobei diese Dämpfe vor der Absorption entsprechend REGEL 3 entweder: a.durch eine Kaskade von Behältern geleitet werden können, die Suspensionen in einer aufsteigenden Konzentration an Salzsäure beinhalten, die durchgeleiteten Dämpfe auf ihrem Weg durch die Kaskade mit Chlorwasserstoff angereichert werden, oder b.direkt und nicht durch eine Kaskade entsprechend REGEL 5a der Absorption zugeführt werden.

6.Chlorwasserstoffhaltige Restgase, welche entsprechend REGEL 4b nach dem absorptiven Vorgang entsprechend REGEL 3 nicht gebunden wurden, können optional und vorzugsweise am Boden der Kolonne in die Rektifikationskolonne entsprechend REGEL 1c geleitet werden.

REGEL 3 inkludiert häufig den teilweisen oder vollständigen Niederschlag des wässrigen Anteils in den eingeleiteten Dämpfen, da die Absorption des in den Dämpfen enthaltenen Chlorwasserstoff mit einer Wärmeentwicklung verbunden ist, die Wärme durch Kühlung der Suspension abgeführt, dabei der wässrige Anteil des Dampfes ebenfalls teilweise oder vollständig niedergeschlagen wird.

Die Behälter in der Kaskade entsprechend REGEL 5a werden häufig nicht gekühlt, befinden sich bei Durchleitung der Dämpfe häufig bei Siedetemperatur.

Im Gegensatz zu allen bisher vorgeschlagenen Verfahrensweisen kann die Umsetzung des Verfahrens schrittweise kontinuierlich erfolgen (siehe Definition der „SCHRITTE" unten), welches die Handhabung des Verfahrens im Störungsfall wesentlich erleichtert. Verschiedene Schritte können in verschiedenen Kompartimenten einer technischen Anlage zur Umsetzung des Verfahrens separiert voneinander und mit „eigener" Geschwindigkeit durchgeführt werden. Ein Störungsfall in einem Kompartiment führt also nicht zu Unterbrechung in anderen Kompartimenten.

Maßgeblich für das Verständnis der Erfindung ist der technische

Begriff der „Kaskade".

Wesentliche Merkmale einer Kaskade von Behältern im Sinne der hier offenbarten Erfindung sind, dass:

• mindestens zwei Behälter in einer Kaskade zusammengeschaltet sind,

• die Behälter nicht vollständig mit einer Flüssigkeit oder Suspension befüllt sind, so dass ein mit Gas befüllter Raum im Behälter verbleibt,

• der mit Gas gefüllte Raum eines in der Kaskade vorgeschalteten Behälters mit dem flüssigkeitsgefüllten Raum des in der Kaskade nachgeschalteten Behälters, so verbunden ist, dass das Gas aus dem vorgeschalteten Behälter, in die Flüssigkeit des nachgeschalteten Behälters, eingeleitet oder mit der Flüssigkeit des nachgeschalteten Behälters in Berührung gebracht werden kann,

• die Zwischenschaltung von Apparaten und/oder Apparaturen (beispielsweise Verdichter, Ventil, Wärmetauscher) zwischen die Behälter zulässig ist, wenn die zwischengeschalteten Apparate und/oder Apparaturen dazu dienen, den Gasstrom aus dem vorgeschalteten Behälter, zu regulieren und/oder zu modifizieren.

Die Wirkmächtigkeit der hier aufgeführten REGELN und technischen Vorgaben kann mit dem folgenden Anwendungsbeispiel dargelegt werden und wird damit um Vieles verständlicher werden.

Anwendungsbeispiel 1

Das Anwendungsbeispiel umfasst in seinen wesentlichen Komponenten 5 baugleiche Behälter (Bl, B2, B3, B4 und B5) und eine Rektifikationskolonne (Gl), an deren Kopf ein gesteuerter Niederschlag der in der Kolonne Gl aufsteigenden Brüden erfolgen kann. Ein Austrag der Brüden am Kopf von Gl kann je nach Fortschritt im Verfahrensprozess teilweise oder vollständig, in flüssiger oder gasförmiger Form erfolgen. Das Vorhandensein eines Wärmetauschers am Kopf der Kolonne zum Zwecke des Niederschlages durch Kühlung, um die Brüden flüssig auszutragen, wird für den Fachmann oder die Fachfrau als selbstverständlich angenommen .

Dass jede dieser Komponenten für den Betrieb eine umgebende Infrastruktur braucht, wird für den Fachmann oder die Fachfrau ebenfalls als selbstverständlich angenommen.

Diese Behälter Bl bis B5 sind durch folgende Funktionen gekennzeichnet. (Deren bauliche und apparative Gestaltung ist nicht Bestandteil der Erfindung, kann aber auf vielfältige Weise realisiert werden. Entsprechende Angaben sind in der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102024 000 098.4 offenbart und hiermit inkludiert.)

• Flüssigkeiten (inklusive Suspensionen) können zu- und abgeführt werden.

• Gase können zu- und abgeführt werden.

• Druck und Temperatur werden separat geregelt und eingestellt .

• Wärmeenergie kann zu- und abgeführt werden.

• Eine Umwälzung der Suspension ist optional möglich.

Die Nutzung von säurefesten Stoffen zum Bau der Behälter und der Rektifikationskolonne ist in der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102024 000 098.4 offenbart und hiermit inkludiert. Es handelt sich hier vorzugsweise um Kunststoffe, wie PVC, PVC- C, PVDF, PTFE, Teflon® und carbonartige bzw. carbonhaltige Stoffe inklusive Carbon selbst.

Die zwei wesentlichen Interaktionsmuster in der apparativen Verknüpfung zwischen den einzelnen Behältern und der Rektifikationssäule (weiterhin mit „INTERAKTIONSMUSTER" bezeichnet) sind in Abbildung 1 dargestellt und sollen hier miteinander mit Verweis auf die darin realisierten REGELN erläutert werden. Wichtig für das Verständnis der INTERAKTIONSMUSTER ist deren übergeordnete Wirkungsweise, die darin besteht, dass sich beide INTERAKTIONSMUSTER abwechselnd wiederholen, dabei aber immer um einen Behälter nach rechts „wandern". Die apparative Funktion des Behälters am rechten Rand „wandert" dabei auf den Behälter ganz links. In gewisser Weise kreisen die damit in den einzelnen gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern durchgeführten Verfahrensschritte durch die gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter selbst. Nach 4 Wiederholungen der INTERAKTIONSMUSTER (dargestellt in den Abbildungen 2 bis 5) befindet sich das Verfahren am Ausgangspunkt und steht vor

Schritt 1. INTERAKTIONSMUSTER sind hier festgelegte apparative

Verknüpfungen der gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter inklusive Rektifikationskolonne und kennzeichnen die einzelnen Schritte des Verfahrens, die weiterhin mit SCHRITT" bzw. als „SCHRITTE" bezeichnet werden.

SCHRITTE (hier SCHRITTE 1 bis 10) verfolgen dabei immer die Umsetzung der REGELN durch die in den INTERAKTIONSMUSTERN festgelegte entsprechende apparative Verknüpfung der gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter inklusive Rektifikationskolonne in der Art, dass Salzsäure aus den gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern (bzw. den darin enthaltenen Suspensionen) entfernt wird, in denen eine Hydrolyse bereits stattfand, vorzugsweise diese entfernte Salzsäure in die Behälter (bzw. die darin befindlichen Suspensionen) geführt und dort gebunden wird, in denen noch keine Hydrolyse stattfand und dass dabei nach REGEL 1 Wasser aus dem Prozess ausgetragen wird.

Insgesamt wird das Verfahren in diesem Anwendungsbeispiel in 10 SCHRITTEN kontinuierlich fortlaufend realisiert. Deutlich wird dies anhand der Tabelle 1 in der die Vorgänge in den Behältern mit Verweis auf die entsprechende REGEL benannt werden. Der Übersicht halber soll hier schriftlich ergänzt werden, dass ein Prozess entsprechend REGEL 1 im vorliegenden Anwendungsbeispiel immer auch mit der REGEL 4b verknüpft ist (in der Tabelle 1 aus Platzgründen nicht aufgeführt). Als Beispiel sei hier in SCHRITT 1 auf die Verbindung zwischen B4 und B5 am Kopf der beiden Behälter hingewiesen, welche im Falle, dass nicht alle Dämpfe in B4 entsprechend REGEL 3 absorbiert wurden, diese Dämpfe mittels Öffnen eines Ventiles am Kopf von B4 in die Kolonne CI entsprechend REGEL6 geleitet werden können. Der Rückfluss aus der Kolonne CI, der sich nun auch aus den Dämpfen aus B4 speist, fließt entsprechend REGEL Id in den Behälter B5 und entspricht damit der REGEL 4b.

Tabelle 1: Übersicht über die verschiedenen Vorgänge in den Behältern Bl, B2, B3, B4 und B5 mit Verweis auf die REGELN. Die ungeraden Schritte entsprechen dem INTERAKTIONSMUSTER 1, die geraden Schritte entsprechen dem des INTERAKTIONSMUSTERS 2 mit der Maßgabe, dass alle in den Behältern durchgeführten Prozesse fortlaufend um einen Behälter gewandert sind. Das bedeutet, dass der Prozess in Bl im folgenden SCHRITT mit demselben INTERAKTIONSMUSTER in B2 ausgeführt wird, der Prozess in B2 im folgenden SCHRITT mit demselben INTERAKTIONSMUSTER in B3 ausgeführt wird, der Prozess in B3 im folgenden SCHRITT mit demselben INTERAKTIONSMUSTER in B4 ausgeführt wird, der Prozess in B4 im folgenden SCHRITT mit demselben INTERAKTIONSMUSTER in B5 ausgeführt wird und der Prozess in B5 im folgenden SCHRITT mit demselben INTERAKTIONSMUSTER in Bl (Kreisschluss) ausgeführt wird. Die Abkürzung „entspr. 5a" bedeutet „entsprechend REGEL 5a". Die Bezeichnung „REGEL x für Bx" als Eintrag in der Spalte „By" bedeutet, dass in Behälter By entsprechend der Regel x Dämpfe erzeugt werden und diese Dämpfe nach Bx geleitet werden („x" und „y" bezeichnen Nummern). Die Bezeichnung „REGEL x von Bx" als Eintrag in der Spalte „By" bedeutet, dass in Behälter By entsprechend der Regel x Dämpfe eingeleitet und verarbeitet werden und diese Dämpfe in Bx erzeugt wurden („x" und

„y" bezeichnen Nummern).

Um das Anwendungsbeispiel zu veranschaulichen seien hier die Vorgänge in Bl beispielhaft für alle Behälter für die einzelnen SCHRITTE beschrieben.

SCHRITT 1: Aus Bl wird ein Hydrolysat als Produkt eines Hydrolyseprozesses entnommen, Bl neu mit einer Suspension aus pflanzlicher Biomasse und Wasser befüllt.

SCHRITT 2: Bl wird auf Siedetemperatur gebracht (hier bei vorzugsweise 50 mbar) und es werden Dämpfe entsprechend REGEL 1 durchgeleitet, die entsprechend REGEL 4c in B2 generiert wurden. Die Konzentration an Salzsäure in der Suspension (in Bl) steigt um einige Prozent, am Kopf von Gl wird Wasser mit leichten Spuren an Salzsäure ausgetragen.

SCHRITT 3: Bl bleibt auf Siedetemperatur (hier vorzugsweise bei

50 mbar) und es werden Dämpfe entsprechend REGEL 1 durchgeleitet, die entsprechend REGEL 4a in B3 generiert wurden. Die Konzentration an Salzsäure in der Suspension steigt bis zum azeotropen Punkt, am Kopf von CI wird Wasser mit leichten Spuren an Salzsäure ausgetragen.

SCHRITT 4: Bl wird gekühlt und es werden Dämpfe, welche entsprechend REGEL 5a in B4 und B5 erzeugt wurden, entsprechend REGEL 3 absorbiert, überschüssige Dämpfe entsprechend REGEL 6 werden bei Bedarf zur Rektifikationskolonne Gl geleitet, in diesen Dämpfen enthaltener Chlorwasserstoff über den Rektifikationsprozess wieder in B2 eingetragen, dadurch Wasser über Gl ausgetragen. Die Konzentration an Salzsäure kann in Bl bereits ein Maß erreichen, dass für die Hydrolyse ausreichend ist. Der Druck in Bl liegt vorzugsweise bei Normaldruck, kann aber auch andere Drücke annehmen.

SCHRITT 5: Bl wird gekühlt und es werden Dämpfe, welche entsprechend REGEL 5b in B5 erzeugt werden, entsprechend REGEL 3 absorbiert, überschüssige Dämpfe entsprechend REGEL 6 werden bei Bedarf zur Rektifikationskolonne Gl geleitet, in diesen Dämpfen enthaltener Chlorwasserstoff über den Rektifikationsprozess wieder in B2 eingetragen, dadurch Wasser über CI ausgetragen. Die Konzentration an Salzsäure erreicht in Bl ein Maß, dass für die Hydrolyse ausreichend ist (vorzugsweise 42%). Die Hydrolyse findet statt. Der Druck in Bl liegt vorzugsweise bei Normaldruck, kann aber auch andere Drücke annehmen.

SCHRITT 6: Bl ist Bestandteil einer Kaskade entsprechend REGEL 5a. Die Temperatur in Bl befindet sich bei Siedetemperatur, der Druck vorzugsweise bei Normaldruck. Die Dämpfe aus B5 werden in Bl mit Chlorwasserstoff angereichert. Dadurch sinkt die Konzentration an Salzsäure in Bl. Die durchgeleiteten Dämpfe werden in B2 nach REGEL 3 absorbiert bzw. niedergeschlagen. SCHRITT 7: In Bl erfolgt eine Abdampfung, dabei wird der Druck kontinuierlich verringert. Die Konzentration in Bl erreicht nicht den azeotropen Punkt. Die abgedampften Dämpfe werden entsprechend REGEL 3 in B2 absorbiert. Nicht absorbierte Dämpfe können entsprechend REGEL 6 zur Kolonne Gl geleitet werden, der enthaltene Chlorwasserstoff gelangt dadurch in B3

SCHRITT 8: Bl ist Bestandteil einer Kaskade entsprechend REGEL 5a. Im Gegensatz zu Schritt 6 werden durch Bl keine Dämpfe durchgeleitet und mit Salzsäure angereichert, sondern es werden Dämpfe durch Abdampfung erzeugt, der Druck dazu weiterhin verringert. Die in Bl erzeugten Dämpfe werden nach B2 geleitet, in B2 (wie vormals für Bl in Schritt 6) mit Chlorwasserstoff angereichert und in B3 entsprechend REGEL 3 absorbiert. Die Konzentration an Salzsäure in Bl erreicht den azeotropen Punkt.

SCHRITT 9: In Bl werden Dämpfe entsprechend REGEL 4a abgedampft und nach B4 zum Zwecke der Anreicherung nach REGEL 1 zugeleitet. Bl arbeitet vorzugsweise bei 50 mbar. Die Suspension hat einen beträchtlichen Gehalt an Trockensubstanz (Eindickung) erreicht. Die Konzentration befindet sich aufgrund der Eigenart von Salzsäure noch am azeotropen Äquivalenzpunkt.

SCHRITT 10: In Bl wird bei einem Druck von vorzugsweise 50 mbar Wasserdampf eingeleitet. Die Suspension befindet sich bei Siedetemperatur. Die Dämpfe reichern sich in der Suspension mit Chlorwasserstoff an und werden nach B5 geleitet, wo wiederum Chlorwasserstoff abgegeben und über die angeschlossene Kolonne CI ein Austrag von Wasser erfolgt. In der Suspension von Bl wird eine Konzentration an Salzsäure von ca. 10% (ohne Feststoffe gerechnet) bei einem hohen Trockensubstanzgehalt erreicht. Für den Zweck der Nachhydrolyse wird die Suspension im folgenden Schritt (wäre dann wieder Schritt 1) dem Behälter Bl entnommen, mit Wasser im Verhältnis (zwischen ca. 1:5 bis 1:10) verdünnt, bei erhöhten Temperaturen (zwischen ca. 100°C bis 150°C) für einige Stunden (zwischen 1-5 Stunden) erhitzt.

Vergleicht man die Vorgänge entlang der Spalteneinträge von Tabelle 1, wird sichtbar, dass wirklich alle 10 Verfahrensschritte im Versatz von zwei SCHRITTEN durch jeden Behälter wandern. Alle Verfahrensschritte werden in diesem Anwendungsbeispiel demnach innerhalb von 2 SCHRITTEN (diese repräsentieren die beiden INTERAKTIONSMUSTER in der apparativen Verknüpfung) ausgeführt, jedoch nie gleichzeitig in einem SCHRITT. Diese Art der Organisation der Verfahrensschritte in sich nacheinander wiederholenden INTERAKTIONSMUSTERN, soll hier mit dem Begriff „parallelisiert" bzw. als „parallelisierte Verfahrensführung" bezeichnet werden. Vorteil ist, dass die Anzahl der benötigten gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter dadurch verringert werden kann. Prinzipiell sollte die Kreation von mehr als 2 sich wiederholenden INTERAKTIONSMUSTERN möglich sein. Ein Sonderfall der parallelisierten Verfahrensführung ist die parallele Verfahrensführung, bei der alle Verfahrensschritte gleichzeitig in jeweils einem gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter in einem SCHRITT ausgeführt werden, dieser SCHRITT ständig mit der Maßgabe wiederholt wird, dass alle Verfahrensschritte um einen Behälter „wandern", es demnach nur ein INTERAKTIONSMUSTER gibt. Wie weiter unten ausgeführt werden wird, ist es durch die Gleichartigkeit der Behälter auch möglich, die Suspension „wandern" zu lassen und den Verfahrensschritt auf den Behälter zu fixieren.

Es erweist sich in der apparativen Umsetzung der Erfindung als sinnvoll, die Behälter Bl bis B5 (oder ihre funktional apparativen Entsprechungen) in einem Kreis anzuordnen und zentrale Elemente, wie die Rektifikationskolonne, Verdichter (beispielsweise in SCHRITT 1 zwischen B3 und B4), die Nachhydrolyse und apparativen Vorkehrungen zur Befüllung mit suspendierter Biomasse in der Mitte des Kreises anzuordnen und wahlweise je nach Fortschritt zuzuschalten. Dadurch würden diese apparativen Vorkehrungen nur in einfacher Ausführung benötigt. Es wäre auch denkbar die Absorption von Chlorwasserstoff entsprechend REGEL 3 in einem dafür vorgesehenen in der Mitte angeordneten Behälter fixiert durchzuführen, die Suspension für die Durchführung der Absorption hier hineinzupumpen und für nichtabsorptive Prozesse nach den anderen REGELN in die ursprünglichen (wahlweise andere) Behälter umzupumpen. Vorteil wäre, dass die Behältnisse selbst in der Reihenfolge der vorgesehenen Prozesse nicht wiederholt abgekühlt und aufgeheizt werden müssten.

Prinzipiell wäre es, wie oben angedeutet, auch möglich, die Funktionen bzw. Verfahrensschritte fixiert in den einzelnen gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern durchzuführen und nur die Suspensionen von Behälter zu Behälter und von Verfahrensschritt zu Verfahrensschritt kreisen zu lassen. Diese Option ergibt sich aus der Tatsache der gleichartigen Behälter, wobei „gleichartig" bedeutet, dass gleichartige Behälter im Sinne des hier dargelegten Verfahren austauschbar wären ohne dass sich der Verfahrensablauf ändert. Für eine Reihenfolge von gleichartigen Behälter wäre es demnach unerheblich, ob der Verfahrensschritt oder die Suspension entlang der Behälter wandern würde. Allerdings wären im Falle, dass die Suspension wandern würde, im Anwendungsbeispiel 1 immer 10 anstatt 5 Behälter notwendig, da jeder Verfahrensschritt in einem separaten Behälter ausgeführt werden müsste.

Anwendungsbeispiel 2

Das Verfahren ist in seiner Wirkmächtigkeit nicht auf eine bestimmte Anzahl von gleichartigen Behältern begrenzt. In diesem Beispiel erweitern wir die Anzahl der gleichartigen Behälter, in denen die Verfahrensschritte parallelisiert ausgeführt werden, auf 6 Behälter (Bl, B2, B3, B4, B5, B6), auch hier immer in Verbindung mit einer Rektifikationskolonne CI zum Zwecke des

Austrages von Wasser aus dem Prozess.

Abbildung 6 verdeutlicht die im Anwendungsbeispiel 1 schon eingeführten beiden INTERAKTIONSMUSTER. Auch hier gilt: Die INTERAKTIONSMUSTER wirken übergeordnet in dem Sinne, dass sich beide INTERAKTIONSMUSTER abwechselnd wiederholen, Funktionen bzw. Verfahrensschritte „wandern" dabei immer um einen Behälter nach rechts. Die Funktion bzw. der ausgeführte Verfahrensschritt des Behälters am rechten Rand „wandert" dabei auf den Behälter ganz links. Das Verfahren befindet sich nach 5 Wiederholungen an seinem Ausgangspunkt entsprechend Abbildung 6. Für den Behälter Bl ergeben sich also Verfahrensschritte, die den Verfahrensschritten entsprechend Abbildung 6 wie folgt entsprechen .

SCHRITT 1: Entspricht Vorgang in SCHRITT 1 in Abbildung 6. Aus Bl wird ein Hydrolysat als Produkt eines Hydrolyseprozesses entnommen, Bl neu mit einer Suspension aus pflanzlicher Biomasse und Wasser befüllt.

SCHRITT 2: Entspricht Vorgang in SCHRITT 2 in Abbildung 6. Bl wird auf Siedetemperatur gebracht (hier bei vorzugsweise 50 mbar) und es werden Dämpfe entsprechend REGEL 1 durchgeleitet, die entsprechend REGEL 4c in B2 generiert wurden. Die Konzentration an Salzsäure in der Suspension (in Bl) steigt um einige Prozent, am Kopf von CI wird Wasser mit leichten Spuren an Salzsäure ausgetragen.

SCHRITT 3: Entspricht Vorgang in SCHRITT 1 in B6 in Abbildung 6. Bl bleibt auf Siedetemperatur (hier vorzugsweise bei 50 mbar) und es werden Dämpfe entsprechend REGEL 1 durchgeleitet, die entsprechend REGEL 4a in B3 generiert wurden. Die Konzentration an Salzsäure in der Suspension steigt, am Kopf von CI wird Wasser mit leichten Spuren an Salzsäure ausgetragen. SCHRITT 4: Entspricht Vorgang in SCHRITT 2 in B6 in Abbildung 6.

Bl bleibt auf Siedetemperatur (hier vorzugsweise bei 50 mbar) und es werden Dämpfe entsprechend REGEL 1 durchgeleitet, die entsprechend REGEL 4a in B4 generiert wurden. Die Konzentration an Salzsäure in der Suspension steigt zum oder ist schon beim azeotropen Punkt, am Kopf von Gl wird Wasser mit leichten Spuren an Salzsäure ausgetragen.

SCHRITT 5: Entspricht Vorgang in SCHRITT 1 in B5 in Abbildung 6. Bl wird gekühlt und es werden Dämpfe, welche entsprechend REGEL 5a in B5 und B6 erzeugt wurden, entsprechend REGEL 3 absorbiert, überschüssige Dämpfe entsprechend REGEL 6 werden bei Bedarf zur Rektifikationskolonne CI geleitet, in diesen Dämpfen enthaltener Chlorwasserstoff über den Rektifikationsprozess wieder in B2 eingetragen, dadurch Wasser über CI ausgetragen. Die Konzentration an Salzsäure kann in Bl bereits ein Maß erreichen, dass für die Hydrolyse ausreichend ist. Der Druck in Bl liegt vorzugsweise bei Normaldruck, kann aber auch andere Drücke annehmen.

SCHRITT 6: Entspricht Vorgang in SCHRITT 2 in B5 in Abbildung 6. Bl wird gekühlt und es werden Dämpfe, welche entsprechend REGEL 5b in B6 erzeugt werden, entsprechend REGEL 3 absorbiert, überschüssige Dämpfe entsprechend REGEL 6 werden bei Bedarf zur Rektifikationskolonne CI geleitet, in diesen Dämpfen enthaltener Chlorwasserstoff über den Rektifikationsprozess wieder in B2 eingetragen, dadurch Wasser über CI ausgetragen. Die Konzentration an Salzsäure erreicht in Bl ein Maß, dass für die Hydrolyse ausreichend ist (vorzugsweise 42%). Die Hydrolyse findet statt. Der Druck in Bl liegt vorzugsweise bei Normaldruck, kann aber auch andere Drücke annehmen.

SCHRITT 7: Entspricht Vorgang in SCHRITT 1 in B4 in Abbildung 6. Bl ist Bestandteil einer Kaskade entsprechend REGEL 5a. Die Temperatur in Bl befindet sich bei Siedetemperatur, der Druck vorzugsweise bei Normaldruck. Die Dämpfe aus B6 werden in Bl mit Chlorwasserstoff angereichert. Dadurch sinkt die Konzentration an Salzsäure in Bl. Die durchgeleiteten Dämpfe werden in B2 nach REGEL 3 absorbiert bzw. niedergeschlagen, überschüssige Dämpfe aus B2 werden entsprechend REGEL 6 bei Bedarf zur Rektifikationskolonne Gl geleitet, in diesen Dämpfen enthaltener Chlorwasserstoff über den Rektifikationsprozess wieder in B3 eingetragen, dadurch Wasser über CI ausgetragen.

SCHRITT 8: Entspricht Vorgang in SCHRITT 2 in B4 in Abbildung 6. In Bl erfolgt eine Abdampfung, dabei wird der Druck kontinuierlich verringert. Die Konzentration in Bl erreicht nicht den azeotropen Punkt. Die abgedampften Dämpfe werden entsprechend REGEL 3 in B2 absorbiert. Nicht absorbierte Dämpfe können entsprechend REGEL 6 zur Kolonne CI geleitet werden, der enthaltene Chlorwasserstoff gelangt dadurch in B3.

SCHRITT 9: Entspricht Vorgang in SCHRITT 1 in B3 in Abbildung 6. Bl ist Bestandteil einer Kaskade entsprechend REGEL 5a. Im Gegensatz zu SCHRITT 7 werden durch Bl keine Dämpfe durchgeleitet und mit Salzsäure angereichert, sondern es werden Dämpfe durch Abdampfung erzeugt, der Druck dazu weiterhin verringert. Die in Bl erzeugten Dämpfe werden nach B2 geleitet, in B2 (wie vormals für Bl in SCHRITT 7) mit Chlorwasserstoff angereichert und in B3 entsprechend REGEL 3 absorbiert. Nicht absorbierte Dämpfe können entsprechend REGEL 6 zur Kolonne CI geleitet werden, der enthaltene Chlorwasserstoff gelangt dadurch in B4. Die Konzentration an Salzsäure in Bl erreicht den azeotropen Punkt.

SCHRITT 10: Entspricht Vorgang in SCHRITT 2 in B3 in Abbildung 6. In Bl werden Dämpfe entsprechend REGEL 4a abgedampft und nach B4 zum Zwecke der Anreicherung nach REGEL 1 zugeleitet. Bl arbeitet vorzugsweise bei 50 mbar. Die Suspension erreicht einen beträchtlichen Gehalt an Trockensubstanz (Eindickung). Die Konzentration befindet sich aufgrund der Eigenart von Salzsäure am azeotropen Äquivalenzpunkt.

SCHRITT 11: Entspricht Vorgang in SCHRITT 1 in B2 in Abbildung 6. In Bl werden Dämpfe entsprechend REGEL 4a abgedampft und nach B5 zum Zwecke der Anreicherung nach REGEL 1 zugeleitet. Bl arbeitet vorzugsweise bei 50 mbar. Die Suspension erreicht einen beträchtlichen Gehalt an Trockensubstanz (Eindickung). Die Konzentration befindet sich aufgrund der Eigenart von Salzsäure am azeotropen Äquivalenzpunkt. Es ist durchaus möglich, dass hier schon eine Umwälzung der Suspension erfolgen muss, um Verkrustungen zu vermeiden.

SCHRITT 12: Entspricht Vorgang in SCHRITT 2 in B2 in Abbildung 6. In Bl wird bei einem Druck von vorzugsweise 50 mbar Wasserdampf eingeleitet. Die Suspension befindet sich bei Siedetemperatur. Die Dämpfe reichern sich in der Suspension mit Chlorwasserstoff an und werden nach B6 geleitet, wo wiederum eine Verminderung der Salzsäurekonzentration in den Dämpfen und über die angeschlossene Kolonne CI ein Austrag von Wasser erfolgt. In der Suspension von Bl wird eine Konzentration an Salzsäure von ca. 10% (ohne Feststoffe gerechnet) bei einem hohen Trockensubstanzgehalt erreicht. Für den Zweck der Nachhydrolyse wird die Suspension im folgenden SCHRITT (wäre dann wieder SCHRITT 1) dem Behälter Bl entnommen, mit Wasser im Verhältnis (zwischen ca. 1:5 bis 1:10) verdünnt, bei erhöhten Temperaturen (zwischen ca. 100°C bis 150°C) für einige Stunden (zwischen 1-5 Stunden) erhitzt.

Die hier dargelegten REGELN und INTERAKTIONSMUSTER können erweitert und/oder modifiziert werden. So verlassen die in SCHRITT 2 durch Bl durchgeleiteten Dämpfe den Behälter Bl nahezu Chlorwasserstofffrei und könnten gleich niedergeschlagen werden. Eine Einleitung in Kolonne CI ist also nicht unbedingt notwendig. Ungeachtet der Änderungen und Modifikationen ist es für die Erfindung grundlegend, dass die Verfahrensschritte, die Suspension mit Biomasse als auch die Salzsäure betreffend, parallelisiert in verschiedenen gleichartigen Behältern, für die Suspension im Einzelnen im vorzugsweise selben Behälter, (oder der dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtung) ausgeführt werden. Die Gleichartigkeit der Behälter ermöglicht, wie oben beschrieben, auch die Option, dass die Verfahrensschritte, die Suspension mit Biomasse als auch die Salzsäure betreffend, parallel gleichzeitig und für den jeweiligen Verfahrensschritt in einem festgelegten gleichartigen Behälter, für die Suspension im Einzelnen bei jedem Verfahrensschritt immer in einem anderen Behälter ausgeführt werden.

Worin besteht also die Erfindung?

Die Erfindung besteht vereinfacht darin, in einem Verfahren zur Hydrolyse von Lignozellulose in pflanzlichen Biomassen mit beliebiger Feuchte und beliebigen Verholzungsgrad unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure:

• alle notwendigen Verfahrensschritte die Salzsäure betreffend, diese sind: o die Erhöhung der Salzsäurekonzentration in der Suspension mit pflanzlicher Biomasse mittels Absorption und Anreicherung (mittels Durchleitung chlorwasserstoffhaltiger Dämpfe), o die Hydrolyse der pflanzlichen Biomasse mittels Salzsäure, o die Verminderung der Salzsäurekonzentration in der Suspension mit pflanzlicher Biomasse mittels Abdampfung und Austreibung, in der wässrigen Suspension mit pflanzlicher Biomasse selbst durchzuführen,

• die Verfahrensschritte, die Suspension mit Biomasse betreffend, o parallelisiert in verschiedenen gleichartigen Behältern, für die betreffende Suspension im Einzelnen im vorzugsweise selben Behälter, (oder der dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtung), oder die Verfahrensschritte, die Suspension betreffend, parallel gleichzeitig und für den jeweiligen

Verfahrensschritt in einem festgelegten gleichartigen

Behälter, für die Suspension im Einzelnen bei jedem Verfahrensschritt immer in einem anderen Behälter auszuführen (es sei denn für die Absorption von Salzsäure wird vorgesehen, diese in einem separaten Behälter oder der dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtung für alle Suspensionen fixiert durchzuführen, die betreffenden Suspensionen zum Zwecke der Absorption von Salzsäure in diesen Behälter oder die dafür vorgesehene apparative Vorrichtung hin- und nach Absorption abzupumpen),

• die Verfahrensschritte oder die Suspension kreisend in den gleichartigen Behältern (oder den dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtungen) durchzuführen bzw. zu führen,

• die Erhöhung und Erniedrigung der Salzsäurekonzentration in der Suspension nach den REGELN 1 bis 6 zu verknüpfen, so dass: o Salzsäure aus den gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern (bzw. den darin enthaltenen Suspensionen) entfernt wird, in denen eine Hydrolyse bereits stattfand, o vorzugsweise diese entfernte Salzsäure in die gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter (bzw. die darin befindlichen Suspensionen) geführt und dort gebunden wird, in denen noch keine Hydrolyse stattfand, o und dass dabei nach REGEL 1 Wasser aus dem Prozess ausgetragen wird,

• die apparative Verknüpfung von gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern inklusive Rektifikationskolonne in Form von sich wiederholenden INTERAKTIONSMUSTERN zu organisieren, damit den Verfahrensablauf zu parallelisieren und den Bedarf an benötigten gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern zu vermindern.

Der Begriff „gleichartig" in Verbindung mit Behältern bedeutet immer, dass gleichartige Behälter im Sinne des hier dargelegten Verfahren austauschbar wären ohne dass sich der Verfahrensablauf ändern müsste.

Der Begriff „gleichzeitig" bedeutet, dass Verfahrensschritte in einem SCHRITT ausgeführt werden, sich durch das Kreisen der Verfahrensschritte und die ständig ändernde Verschaltung der gleichartigen Behälter eine Synchronisation der

Verfahrensschritte ergibt.

Die Feuchte der dem hier beschriebenen Verfahren zugeführten pflanzlichen Biomasse wird hiermit mit größer als 15%, einschließlich größer als 20%, einschließlich größer als 30%, einschließlich größer als 40%, einschließlich größer als 50%, einschließlich größer als 60%, einschließlich größer als 70%, einschließlich größer als 80%, einschließlich größer als 90% beansprucht .

Warum ist die Erfindung neu?

Wasser in der Biomasse führte in der Vergangenheit immer zu einer Verdünnung der Salzsäure im Hydrolyseprozess selbst und musste wirtschaftlich intensiv ausgetragen werden. Dies gilt für die Feuchte in der Biomasse als auch die Feuchte, wenn die Biomasse denn als wässrige Suspension eingetragen werden würde. Dies wird im vorliegenden Verfahren umgangen, indem die Vorgänge, die Salzsäure betreffend, das sind:

• die Erhöhung der Salzsäurekonzentration mittels Absorption und Anreicherung von Chlorwasserstoff (mittels Durchleitung chlorwasserstoffhaltiger Dämpfe), die Hydrolyse der pflanzlichen Biomasse,

• die Erniedrigung der Salzsäurekonzentration mittels Abdampfung und Austreibung der Salzsäure, in der Suspension selbst ausgeführt werden, der Austrag von Wasser im Prozess durch die Anwendung von REGEL 1 gewährleistet wird. Ein großtechnisches Verfahren zur Aufspaltung von:

• pflanzlicher Biomasse mit einem schwachen Grad der Verholzung, beispielsweise einjährigen Pflanzen, oder

• pflanzlicher Zellulose oder Hemizellulose in verarbeiteter Form wie Kartonagen unter Verwendung von konzentrierter Salzsäure gab es noch nicht.

Eine Parallelisierung der Verfahrensschritte in Form von sich wiederholenden INTERAKTIONSMUSTERN in der apparativen Verknüpfung von einfachen,_ gleichartigen,_ vorzugsweise baugleichen Behältern und einer Rektifikationskolonne für eine vollständige Hydrolyse pflanzlicher Biomasse in einer Suspension unter Nutzung von Salzsäure, deren Ein- und Austrag parallelisiert in der Weise in den benannten gleichartigen Behältern durchgeführt wird, dass alle die Salzsäure betreffenden Verfahrensschritte (oder die Suspensionen in den Behältern selbst) kreisend durch die gleichartigen Behälter wandern, wurde noch nie vorgeschlagen, denn veröffentlicht oder öffentlich ausgetestet.

Warum ist sie erfinderisch?

Auf der Basis der Ableitung von allgemein gültigen REGELN konnte eine Verfahrenskonzeption kreiert werden, welche:

• es ermöglicht, die Hydrolyse mit einer wesentlich verkleinerten Menge an zumeist funktionsgleichen Behältern zu realisieren, dass Verfahren in separate und dennoch zwischen den funktionsgleichen Behältern kontinuierlich zirkulierende Verfahrensschritte zu strukturieren, wobei diese Verfahrensschritte zwar separat geregelt werden (und damit eigene Geschwindigkeit haben dürfen) können, aber durch die Zirkulation selbst so synchronisiert werden, dass übergreifend allgemein benötigte Vorrichtungen, wie die Rektifikationskolonne oder der Verdichter) nur in einfacher Ausführung benötigt werden,

• es durch Freiheiten in der Ableitung von INTERAKTIONSMUSTERN in der apparativen Gestaltung zur Umsetzung der REGELN ermöglicht, eine Optimierung von Durchsatz an Biomasse und Kapitalkosten in Form einer Erhöhung des Durchsatzes oder einer Verminderung der benötigten Behälter vorzunehmen.

Durch diese einfache Konzeption können kleinteilige lokale Anlagen bereits Wirtschaftlichkeit erreichen und entsprechen damit dem Umstand, dass pflanzliche Biomasse großflächig verteilt anfällt und dezentral in kleinen Anlagen verarbeitet werden sollte.

Zudem haben viele landwirtschaftliche Reststoffe (z.B. Stroh) einen geringen Grad der Verholzung und können mit den Gängigen Verfahren unter Nutzung von Salzsäure nicht verarbeitet werden.

Warum ist die Erfindung gewerblich anwendbar?

Pflanzliche Biomasse ist lokal verfügbar und es macht Sinn, sie in einer kleinteiligen Anwendung lokal in einen Wertstoff, sprich Zuckersirup zu überführen, der Grundlage für eine biomassebasierte Chemie ist.

Erweiternde technische Maßnahmen und Verfahren Die hier dargelegte technische Erweiterung soll anhand Abbildung 7 erläutert werden und nimmt eine apparative Lösung zur Umsetzung der REGELN und deren Handhabung inklusive abgeleiteter Verfahrensschritte auf.

Die in Abbildung 7 dargestellte Apparatur besteht:

• aus einem Behälter, in dem sich die Suspension mit Biomasse befindet,

• einer angeschlossenen Rektifikationskolonne, deren Rückfluss wieder in den Behälter zurückgeleitet wird.

Der Behälter entspricht dem „gleichartigen" Behältern in den Anwendungsbeispielen 1 und 2.

Die technische Erweiterung betrifft säurefeste Einbauten (weiterhin mit „EINBAUTEN" bezeichnet), welche gleichzeitig eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen und in dem Raum der Apparatur angebracht sind, in dem sich die Suspension mit Biomasse befindet .

Initial soll die technische Erweiterung an der Umsetzung von REGEL 1 erläutert werden.

Anfangs ist im Behälter eine Suspension vorhanden, die keine Salzsäure enthält. Für die Umsetzung der Erfindung im Sinne der besagten REGEL 1 ist es aber nur erheblich, dass vorhandene Salzsäure in der Suspension nicht zu einer Konzentration über dem azeotropen Punkt führt bzw. mit Erreichen der azeotropen Konzentration eine andere REGEL greift.

Die Suspension befindet sich bei Siedetemperatur. Vorzugsweise von unten werden chlorwasserstoffhaltige Dämpfe eingetragen. Durch den nun initiierten Stofftransport kommt es zu einer Erwärmung der Flüssigkeit, da Chlorwasserstoff gelöst wird. Gleichzeitig wird jedoch der Auftrieb der Blasen durch die in der Suspension vorhandenen Biomassepartikel gehemmt.

Die EINBAUTEN ragen in die Suspension hinein oder befinden sich vollständig in der Suspension und leiten die Wärme aus den unteren in die oberen Regionen der Suspension ohne dass die Blasen aufsteigen müssen. Stoff- und Energietransport werden quasi getrennt. In den unteren Regionen kommt es vermehrt zur Lösung von Chlorwasserstoff und Kondensation von Wasser, in den oberen Regionen kommt es vermehrt zu Abdampfung. Insgesamt kommt es zum erwünschten Effekt, dass Salzsäure in der Suspension angereichert und Wasser über die Rektifikationskolonne ausgetragen werden kann ohne dass es einer Umwälzung bedarf. Diese Umwälzung, wenn sie denn forciert oder selbsttätig einsetzen würde, wäre aber nicht schädlich für die Funktionsweise .

Im Laufe des Prozesses erfolgt auch eine Erhöhung der Salzsäurekonzentration in den oberen Schichten, so dass vermehrt Chlorwasserstoff aus der Suspension abgedampft wird. Da es sich aber um Dämpfe aus einer Suspension handelt, bei der die Konzentration unter dem azeotropen Punkt liegt, ist Wasser die volatilere Substanz und wird nach Einleitung der Dämpfe in die Kolonne final am Kopf der Kolonne ausgetragen.

Der mit Salzsäure angereicherte Rückfluss aus der Kolonne wird vorzugsweise von unten in den Behälter eingetragen. Hintergrund: er hat eine größere spezifische Dichte, so dass die Biomassepartikel auf dieser Schicht „schwimmen" und damit eine Verdichtung stattfindet, aufsteigende Blasen am Aufsteigen gehindert werden. Dies wirkt verstärkend für die Abdampfung salzsäureärmerer Flüssigkeit mit spezifisch leichterem Gewicht in den oberen Regionen und im Sinne des beabsichtigten Effektes, vermehrt Wasser auszuleiten. Für die REGEL 2 ergeben sich keine weiteren zusätzlichen Erläuterungen in der Handhabung der technischen Erweiterung, da REGEL 2 die Handhabung von REGEL 1 erläutert.

Für den Fall, dass chlorwasserstoffhaltige Dämpfe in der Suspension absorbiert werden sollen (REGEL 3 und REGEL 5b), können die EINBAUTEN auch zur Abfuhr von Wärme genutzt werden. Beispielsweise wäre dies apparativ dadurch möglich, dass die EINBAUTEN als Rohre aus Carbon oder carbonhaltigen Verbundstoffen gefertigt sind und von einem Kühlmittel durchflossen werden. Auch hier wirken die Partikel der Suspension in ihrer auf den Aufstieg der Blasen hemmenden Wirkung verstärkend .

Prinzipiell ist diese Apparatur auch für Prozesse verwendungsfähig, bei der durch Einleitung chlorwasserstoffhaltiger Dämpfe Chlorwasserstoff ausgetragen werden soll (REGEL 5a in der Kaskade). In diesem Fall unterscheidet sich die Suspension dadurch, dass die Konzentration über dem azeotropen Punkt liegt, sich aber auch bei Siedetemperatur befindet. Die Apparatur selber muss dementsprechend für höhere Konzentrationen an Salzsäure ausgelegt sein.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der hier beschriebene Behälter auch zur Abdampfung an sich (ohne Einleitung chlorwasserstoffhaltiger Gase) verwendungsfähig ist (REGEL 4). In diesem Fall werden die EINBAUTEN zur Zufuhr von Wärme verwendet.

Beispielsweise wäre dies apparativ dadurch möglich, dass die EINBAUTEN als Rohre aus Carbon oder carbonhaltigen Verbundstoffen gefertigt sind und von einem Heizmittel durchflossen werden. In diesem Fall der Verwendung wäre es vermutlich sinnvoll, eine Umwälzung der Suspension forciert oder selbsttätig vorzunehmen. REGEL 6 betrifft die Handhabung bereits erläuterter REGELN und bedingt hier keine weiteren Ergänzungen.

Insgesamt können mit dieser apparativen Konzeption Chlorwasserstoff als auch Wasserdampf (bzw. deren beliebige Mischungen) in eine wässrige Suspension ein- und ausgetragen werden.

Als technisches Detail soll eine hier eine Verfahrensvorgabe zur Umsetzung der REGELN formuliert werden, wonach:

• sich säurefeste und gut wärmeleitfähige EINBAUTEN, aus vorzugsweise Carbon oder carbonhaltigen Materialien in dem Behälterteil der gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern befinden, welche die Suspension enthalten,

• Stoff- und Energietransport dadurch getrennt werden, dass: o an einer Seite der EINBAUTEN Gase, beispielsweise Chlorwasserstoff und/oder Wasserdampf vollständig oder teilweise absorbiert oder kondensiert werden, o die Wärme, bedingt durch Absorption und Kondensation, durch die EINBAUTEN in einen anderen Teil der Suspension geleitet werden, ohne dass es eines Stofftransportes bedarf, o durch die transportierte Wärme an einer anderen Stelle der Suspension eine Abdampfung und/oder Austreibung von Wasser und/oder Salzsäure vorgenommen wird,

• durch diese EINBAUTEN Heiz- und/oder Kühlmittel geleitet werden können, so dass Wärme aus der Suspension entfernt oder in die Suspension eingeleitet werden kann.

Die hier dargelegte Wirkungsweise der EINBAUTEN, dargelegt in Form der Verfahrensvorgabe, kann auch auf den Ein- und Austrag von anderen Gasen als Chlorwasserstoffgas und Wasserdampf (bzw. deren beliebige Mischungen) in und aus anderen Flüssigkeiten als Salzsäure und Wasser (bzw. deren beliebige Mischungen) übertragen werden, indem:

• die Flüssigkeiten entweder Feststoffpartikel in Form von suspendierten Partikeln enthalten oder der Flüssigkeitsraum künstlich mit Fest- bzw. Füllkörpern gefüllt ist.

Damit würde diese Kombination von EINBAUTEN, Verfahrensvorgabe und Einsatz von Fest- bzw. Füllkörpern über das hier vorgestellte Verfahren hinaus Anwendung finden können. Unabhängig davon ist die Anwendung von Füllkörpern im Flüssigkeitsraum und Verfahrensvorgabe auf das System Salzsäure/Wasser vorteilhaft und kann dadurch optimiert werden, in dem die Füllkörper aus Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Carbon oder carbonartigen oder carbonhaltigen Materialien gefertigt sind.

Eine weitere erweiternde technische Maßnahme betrifft den Verdichter (beispielsweise in Abbildung 1 zwischen den gleichartigen Behältern B3 und B4), über den Dämpfe ungeachtet von Druckunterschieden zwischen den gleichartigen Behältern transportiert und ausgetauscht werden können. Diese Verdichtung führt durch Zuführung der Kompressionsarbeit zur Erwärmung der Dämpfe selbst. Damit können diese Dämpfe zur Heizung von beliebigen gleichartigen Behältern verwendet, eine Wärmerückgewinnung realisiert werden. Dies erfolgt dadurch, dass die verdichteten Dämpfe vorzugsweise durch die EINBAUTEN geleitet werden, hier ihre Wärme an die Suspension im gleichartigen Behälter abgeben können. Dies entspricht der oben beschriebenen Vorgehensweise in Verbindung mit REGEL 4, bei dem das Heizmittel hier den verdichteten Dämpfen entspricht.

Uber die Anzahl und Anordnung von Verdichtern zur Leitung der Gasströme wird hier nichts Näheres spezifiziert. Im Sinne des Verfahrens sind verschiedenste Anordnungen, Ein- und/oder Anbindungen und Kombinationen von einem oder mehreren Verdichtern zulässig. Es ist möglich, einen Verdichter ausschließlich für den Zweck der Wärmerückgewinnung zu installieren, ihn somit aus der Position zwischen den gleichartigen Behältern herauszunehmen.

Alle vorgeschlagenen Apparaturen als auch damit verbundenen Verfahren zur Hydrolyse von pflanzlicher Biomasse unter Nutzung von konzentrierter Salzsäure sind auf alle schwach verholzten Biomassen, vorzugsweise Reststoffe aus der Landwirtschaft (beispielsweise Stroh, Spelzen, Grünschnitt o.ä.), zellstoffhaltigen Materialien (beispielsweise Kartonagen oder Restströme aus der ZellstoffIndustrie), hydrolysierfähige Materialien (beispielsweise PLA) anwendbar.

Alle Behälter können unter anderem als:

• gummierte Stahlbehälter, oder

• gedämmte gummierte Stahlbehälter, oder

• gummierte Stahlbehälter mit innenliegender Ausmauerung ohne Dämmung, oder

• gemauerte Behälter, oder

• PVC-Behälter, oder

• gedämmte PVC-Behälter, oder

• PVC-C-Behälter, oder

• gedämmte PVC-C-Behälter, oder

• GFK-Behälter, oder

• gedämmte GFK-Behälter, oder

• Behälter aus Teflon oder PTFE, oder

• gedämmte Behälter aus Teflon oder PTFE, oder

• Behälter mit Innenauskleidung aus Teflon und/oder PTFE, oder gedämmte Behälter mit Innenauskleidung aus Teflon und/oder

PTFE ausgeführt sein. Eine Verwendung dieser Materialien für die

Realisierung der beschriebenen Prozesse gilt hiermit als offenbart .

Ausgleich von Salzsäureverlusten

Die richtige Balance von Wasser und Salzsäure im Prozess der salzsäurekatalysierten Hydrolyse war und ist grundlegend für die vorgeschlagenen Verfahren. So auch hier. Während der Wasserein- und austrag relativ einfach zu handhaben ist, in dem man die Wasserzufuhr bei der Befüllung reguliert, ergibt sich für die Salzsäure, dass sie vom Ansatz des Verfahrens her nur ausgetragen wird. Biomasse kommt üblicherweise zwar in feuchter Form vor jedoch nicht in Verbindung mit Salzsäure. Natürlich können Salzsäureverluste auch durch Beimischung bei der Befüllung ausgeglichen werden. Nach den REGELN 1, 3 und 5 ergibt sich aber eine komfortable Situation, indem Gase entsprechend dieser REGELN in den mit einer Suspension befüllten gleichartigen vorzugsweise baugleichen Behälter eingeleitet werden, diese Behälter vorzugsweise mit EINBAUTEN ausgestattet sind und diese Gase sich aus der Verbrennung von chlorhaltigen Materialien ergeben. Gase, die aus der Verbrennung von chlorhaltigen Materialien entstehen, enthalten üblicherweise Chlorwasserstoff. Dies ist ein übliches Problem in der Abfallwirtschaft. Mittels der Einleitung der Gase aus der Verbrennung von chlorhaltigen Materialien können somit zwei Prozesse gewinnbringend miteinander verknüpft werden. Gase werden gereinigt und ersetzen damit Salzsäureverluste. Zur Kenntnis: In der Abbildung 7 wurde eine Glockenbodenkolonne angedeutet. Diese Form der Kolonne wird im Sinne der Erfindung nicht bevorzugt.

Claims

Ansprüche

1.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure, dargestellt dadurch, dass: a. die notwendigen Verfahrensschritte, die Salzsäure betreffend, das sind: i. die Erhöhung der Salzsäurekonzentration mittels Absorption und Anreicherung von Chlorwasserstoff (mittels Durchleitung chlorwasserstoffhaltiger Dämpfe) , ii. die Hydrolyse der pflanzlichen Biomasse mittels Salzsäure, iii. die Erniedrigung der Salzsäurekonzentration mittels Abdampfung und Austreibung der Salzsäure in der wässrigen Suspension selbst durchgeführt werden, b.die Verfahrensschritte, die Suspension betreffend, parallelisiert in verschiedenen gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern, für die betreffende Suspension im Einzelnen immer im vorzugsweise selben Behälter (oder der dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtung) ausgeführt werden, wobei „gleichartig" bedeutet, dass gleichartige Behälter im Sinne des hier dargelegten Verfahren austauschbar wären ohne dass sich der Verfahrensablauf ändert, c.der Begriff „Suspension" immer Suspensionen oder Dispersionen oder Mischungen meint, in denen: i. pflanzliche Biomasse und/oder deren nichtlösliche Reaktionsprodukte nach dem hydrolytischen Aufschluss vorzugsweise die feste Phase bezeichnen, ii. die Partikel dieser festen Phase in einem Größenbereich von größer 0,10 pm bis 100.000,00 pm in kompaktierter oder unkompaktierter Form im Prozess verwendet werden dürfen, iii. die benannten Einschränkungen sich nur auf die feste Phase beziehen.

2.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen

Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach Anspruch 1, dargestellt dadurch, dass es durch die Bedingung der Gleichartigkeit der Behälter entsprechend Anspruch 1b. möglich ist, die Verfahrensschritte entsprechend Anspruch la., die Suspension betreffend, parallel gleichzeitig und für den jeweiligen

Verfahrensschritt im selben festgelegten gleichartigen Behälter, für die Suspension im Einzelnen bei jedem Verfahrensschritt immer in einem anderen Behälter auszuführen.

3.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Ansprüchen 1 und 2, eingeschränkt dadurch, dass für die Absorption von Salzsäure vorgesehen wird, diese in einem separaten Behälter oder der dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtung für alle Suspensionen fixiert durchzuführen, die betreffenden Suspensionen zum Zwecke der Absorption von Salzsäure in diesen Behälter oder die dafür vorgesehene apparative Vorrichtung hin- und nach Absorption abzupumpen.

4.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Anspruch 1, dargestellt dadurch, dass die Verfahrensschritte kreisend in den gleichartigen Behältern

(oder den dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtungen) durchgeführt werden.

5.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Anspruch 2, dargestellt dadurch, dass die Suspension entsprechend Anspruch 1c. kreisend durch die gleichartigen Behältern (oder den dafür vorgesehenen apparativen Vorrichtungen) geführt wird.

6.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Verfahren mindestens eine unbestimmte Anzahl an gleichartigen Behältern für die parallele oder parallelisierte Durchführung der Verfahrensschritte entsprechend Anspruch 1 oder 2 und eine Rektifikationskolonne für den Austrag von Wasser aus dem Prozess umfasst.

7.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Ansprüchen 1 bis 6, dargestellt dadurch, die Erhöhung und Erniedrigung der Salzsäurekonzentration in der Suspension nach folgenden REGELN umzusetzen, wobei die REGELN wären: a. Für Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration unter dem azeotropen Punkt erfolgt der Eintrag der Salzsäure in diese Suspensionen durch Einleitung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen in die Suspension, wobei : i. sich die Suspension selbst bei Siedetemperatur befindet, ii. sich die Dämpfe in der Suspension mit Wasser anreichern, die Suspension selbst Salzsäure aufnimmt, iii. die Dämpfe aus der Suspension kommend in eine Rektifikationskolonne geleitet werden, an deren Kopf ein teilweiser Niederschlag erfolgen kann, effektiv jedoch immer Wasser in flüssiger oder gasförmiger Form ausgetragen wird, und iv. wobei der Rückfluss der Kolonne wieder in die Suspension zurückgeführt wird. b. Für Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration unter dem azeotropen Punkt ist die Reihenfolge von eingeleiteten Dämpfen zum Zwecke der vermehrten Eintragung von Salzsäure entsprechend 7a. in der Reihenfolge aufsteigender Konzentrationen vorzunehmen. c. Für Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration über dem azeotropen Punkt erfolgt der Eintrag von Salzsäure in die Suspension über die Einleitung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen und die Absorption des darin enthaltenen Chlorwasserstoffes in der Suspension. d. Die Erzeugung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen zum Eintrag von Salzsäure in Suspensionen mit einer Salzsäurekonzentration unter dem azeotropen Punkt entsprechend 7a. erfolgt durch: i. Abdampfung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen aus Suspensionen, in denen bereits eine Hydrolyse stattfand, oder ii. chlorwasserstoffhaltige Restgase, welche nach dem absorptiven Vorgang entsprechend 7c. nicht gebunden wurden, oder iii. chlorwasserstoffhaltige Restgase, welche sich durch Ein- und Durchleitung von Wasserdampf in chlorwasserstoffhaltige Suspensionen bei Siedetemperatur in denen bereits eine Hydrolyse stattfand, ergeben. e. Die Erzeugung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen zum Eintrag von Salzsäure in Suspensionen über dem azeotropen Punkt entsprechend 7c. erfolgt durch Abdampfung von chlorwasserstoffhaltigen Dämpfen aus Suspensionen mit einer Konzentration an Salzsäure über oder gleich dem azeotropen Punkt in denen bereits eine Hydrolyse stattfand, wobei diese Dämpfe vor der

Absorption entsprechend 7c. entweder: i. durch eine Kaskade von Behältern geleitet werden können, die Suspensionen in einer aufsteigenden Konzentration an Salzsäure beinhalten, die durchgeleiteten Dämpfe auf ihrem Weg durch die Kaskade mit Chlorwasserstoff angereichert werden, oder ii. direkt und nicht durch eine Kaskade entsprechend REGEL 7e.i. der Absorption zugeführt werden. f. Chlorwasserstoffhaltige Restgase, welche entsprechend REGEL 7d.ii. nach dem absorptiven Vorgang entsprechend 5c. nicht gebunden wurden, können optional und vorzugsweise am Boden der Rektifikationskolonne in die Rektifikationskolonne entsprechend 7a.iii. geleitet werden .

8.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Ansprüchen 1 bis 7, dargestellt dadurch, dass die Umsetzung der REGELN entsprechend Anspruch 7 in SCHRITTEN so erfolgt, dass: a. Salzsäure aus den gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern (bzw. den darin enthaltenen Suspensionen) entfernt wird, in denen eine Hydrolyse bereits stattfand, b.vorzugsweise diese entfernte Salzsäure in die gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter (bzw. die darin befindlichen Suspensionen) geführt und dort gebunden wird, in denen noch keine Hydrolyse stattfand, c.und dass dabei nach REGEL 7a. Wasser aus dem Prozess ausgetragen wird, d. SCHRITTE durch INTERAKTIONSMUSTER gekennzeichnet sind, wobei INTERAKTIONSMUSTER festgelegte apparative Verknüpfungen der gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behälter inklusive Rektifikationskolonne sind.

9.Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach Anspruch 7 und 8, wonach Erweiterungen und Modifikationen der REGELN entsprechend Anspruch 7 und INTERAKTIONSMUSTER entsprechend Anspruch 8 zulässig sind, wenn: a. die Verfahrensschritte entsprechend Anspruch la., die Suspension mit Biomasse betreffend, parallelisiert in verschiedenen gleichartigen Behältern, für die Suspension im Einzelnen im vorzugsweise selben Behälter ausgeführt werden, oder b. die Verfahrensschritte entsprechend la., die Suspension betreffend, parallel und für den jeweiligen Verfahrensschritt in einem festgelegten gleichartigen Behälter, für die Suspension im Einzelnen bei jedem Verfahrensschritt immer in einem anderen Behälter ausgeführt werden.

10. Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Ansprüchen 1 bis 9, wonach die Feuchte der dem Verfahren zugeführten pflanzlichen Biomasse größer als 15%, einschließlich größer als 20%, einschließlich größer als 30%, einschließlich größer als 40%, einschließlich größer als 50%, einschließlich größer als 60%, einschließlich größer als 70%, einschließlich größer als 80%, einschließlich größer als 90% ist.

11. Verfahrensvorgabe für das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, wonach sich in den gleichartigen Behältern säurefeste und gut wärmeleitfähige Einbauten, weiterhin mit „EINBAUTEN" bezeichnet, aus vorzugsweise Carbon oder carbonhaltigen Materialien, in dem Behälterteil der gleichartigen, vorzugsweise baugleichen Behältern befinden, in dem sich die Suspension mit Biomasse befindet.

12. Verfahrensvorgabe für das Verfahren nach den

Ansprüchen 1 bis 11, wonach Stoff- und Energietransport durch die EINBAUTEN entsprechend Anspruch 11 dadurch getrennt werden, dass: a. an einer Seite der EINBAUTEN Gase, beispielsweise Chlorwasserstoff und/oder Wasserdampf vollständig oder teilweise absorbiert oder kondensiert werden, b. die Wärme, bedingt durch Absorption und Kondensation, durch die Einbauten in einen anderen Teil der Suspension geleitet werden, ohne dass es eines Stofftransportes bedarf, c. durch die transportierte Wärme an einer anderen Stelle der Suspension eine Abdampfung und/oder Austreibung von Wasser und/oder Salzsäure vorgenommen wird.

13. Verfahrensvorgabe für das Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, wonach durch die EINBAUTEN entsprechend Anspruch 11 Heiz- und/oder Kühlmittel geleitet werden können, so dass Wärme aus der Suspension entfernt oder in die Suspension eingetragen werden kann.

14. Verfahren zum Ein- und Austrag von anderen Gasen als Chlorwasserstoff gas und Wasserdampf (bzw. deren beliebige Mischungen) in und aus anderen Flüssigkeiten als Salzsäure und Wasser (bzw. deren beliebige Mischungen) entsprechend der Verfahrensvorgaben in den Ansprüchen 11 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass die Flüssigkeiten entweder Feststoffpartikel in Form einer Suspension enthalten oder der Flüssigkeitsraum künstlich mit Fest- bzw. Füllkörpern gefüllt ist.

15. Verfahren zum Ein- und Austrag von Chlorwasserstoffgas und Wasserdampf (bzw. deren beliebige Mischungen) in Flüssigkeiten, bestehend aus Salzsäure und/oder Wasser (bzw. deren beliebige Mischungen), nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass: a. sich Füllkörper im Flüssigkeitsraum befinden, b. die Füllkörper aus Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Carbon oder carbonartigen oder carbonhaltigen Materialien gefertigt sind.

16. Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach den Ansprüchen 1 bis 13 und 15, oder Ein- und Austrag von Gasen in Flüssigkeiten nach Anspruch 14 gekennzeichnet dadurch, dass: a. ein Verdichter zwischen den gleichartigen Behältern dafür sorgt, dass Dämpfe ungeachtet von Druckunterschieden zwischen den gleichartigen Behältern transportiert und ausgetauscht werden können, b. die Verdichtung durch den Verdichter durch Zuführung der Kompressionsarbeit zur Erwärmung der Dämpfe selbst führt, c. die verdichteten Dämpfe vorzugsweise durch EINBAUTEN entsprechend Anspruch 11 geführt werden und hier ihre Wärme an die Suspension im gleichartigen Behälter abgeben,

17. Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure nach Anspruch 16 gekennzeichnet dadurch, dass der Verdichter ausschließlich für den Zweck der Wärmerückgewinnung installiert wird, somit aus der Position zwischen den gleichartigen Behältern herausgenommen wird.

18. Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure entsprechend der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet dadurch, dass es auf alle schwach verholzten Biomassen, vorzugsweise Reststoffe aus der Landwirtschaft (beispielsweise Stroh, Spelzen, Grünschnitt o.ä.), zellstoffhaltigen Materialien (beispielsweise Kartonagen oder Restströme aus der ZellstoffIndustrie), hydrolysierf ähige Materialien (beispielsweise PLA) angewendet wird.

19. Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure entsprechend der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet dadurch, dass für den Ersatz von Salzsäureverlusten entsprechend der REGELN nach den Ansprüchen entsprechend 7a., 7c. und 7e. Gase entsprechend dieser REGELN in den mit einer Suspension befüllten gleichartigen vorzugsweise baugleichen Behälter entsprechend Anspruch 1b. eingeleitet werden, diese Behälter vorzugsweise mit EINBAUTEN entsprechend Anspruch 11 ausgestattet sind und diese Gase sich aus der Verbrennung von chlorhaltigen Materialien ergeben.

20. Verfahren zur Hydrolyse von beliebig feuchten pflanzlichen Biomassen unter Verwendung konzentrierter Salzsäure entsprechend der Ansprüche 1 bis 19 gekennzeichnet dadurch, dass alle Behälter als: a. gummierte Stahlbehälter, oder b. gedämmte gummierte Stahlbehälter, oder c. gummierte Stahlbehälter mit innenliegender Ausmauerung ohne Dämmung, oder d. gemauerte Behälter, oder e. PVC-Behälter, oder f. gedämmte PVC-Behälter, oder g. PVC-C-Behälter, oder h. gedämmte PVC-C-Behälter, oder i. GFK-Behälter, oder j. gedämmte GFK-Behälter, oder k. Behälter aus Teflon oder PTFE, oder l. gedämmte Behälter aus Teflon oder PTFE, oder m. Behälter mit Innenauskleidung aus Teflon und/oder PTFE, oder n. gedämmte Behälter mit Innenauskleidung aus Teflon und/oder PTFE gefertigt sein können.