FR2604728A1 - Process for saccharification of wood-cellulose materials and plant for making use of the process - Google Patents

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials

Abstract

The process is characterised in that the milled cellulosic material is conveyed to a reactor 1 fed with hydrochloric acid in 42% aqueous solution; the hydrolysed mass, partially separated from the hydrochloric acid recycled to the reactor 1, is conveyed to a filtration equipment 9 for separating lignin from the sugar solution; the sugar liquid separated from the lignin is conveyed to a concentrating apparatus 10 where the content of sugars and other substances in solution is raised and the content of residual hydrochloric acid is reduced; the recovered hydrochloric acid is recycled to the reactor 1. The solution depleted in hydrochloric acid is then conveyed into storage vessels 11 where the posthydrolysis stage takes place. The glucose thus formed is afterwards conveyed to fermentation while the separated lignin can be employed as fuel.

Description

La présente invention a trait à un procédé de saccharification de matériaux ligneux-cellulosiques pour la production de sucres fermentescibles et à une instal '+ion pour la mise en oeuvre du procédé. The present invention relates to a process for the saccharification of woody-cellulosic materials for the production of fermentable sugars and to an installation for the implementation of the process.

Le plus connu parmi les procédés d'hydrolyse de la cellulose employant de l'acide chlorhydrique concentré est le procédé Bergius remontant aux environs de 1920. The best known of the cellulose hydrolysis processes using concentrated hydrochloric acid is the Bergius process dating back to around 1920.

On sait que ce procédé était exclusivement appliqué aux matériaux ligneux en pièces de dimensions réduites et était réalisé par une attaque avec de l'acide chlorhydrique en solution aqueuse à 42% à température et pres sion ambiante, faisant passer la solution acide à travers la masse ligneuse. Toutefois par ce procédé on ne pouvait traiter ni la paille ni les autres produits minuscules, du fait qu'on n'aurait pas pu instaurer un courant uniforme de solution acide. Des voies de flux préférentiel les se seraient en effet créées et par conséquent une par tie de la masse à traiter n'aurait pas subi l'attaque. It is known that this process was exclusively applied to woody materials in parts of reduced dimensions and was carried out by an attack with hydrochloric acid in aqueous solution at 42% at room temperature and pressure, passing the acid solution through the mass woody. However, by this process neither straw nor other tiny products could be treated, since a uniform flow of acid solution could not have been established. Preferential flow routes would have been created and therefore part of the mass to be treated would not have been attacked.

Les sucres obtenus par l'hydrolyse étaient des polZ mères à transformer en monomères par chauffage à 1200C pendant 20 minutes. Cela entraînait la nécessité d'agir sous pression, ce qui impliquait le risque d'une sensible démolition du glucose qui s'était formé. The sugars obtained by hydrolysis were mother polZ to be transformed into monomers by heating at 1200C for 20 minutes. This led to the need to act under pressure, which involved the risk of a significant demolition of the glucose that had formed.

Bien que ce procédé promît des résultats théoriques bien plus intéressants que les autres procédés (par exem ple le procédé Schoeller), il n'eut pas de diffusion pratique du fait qu'une condition essentielle pour que le procédé fût économiquement avantageux était la nécessité de récupérer l'acide chlorhydrique tant du point de vue du coût du réactif que du point de vue des difficultés que la présence d'un pourcentage très élevé d'acide chlorhydrique aurait créées dans tout le cycle et enfin sur les eaux de décharge. Although this process promised much more interesting theoretical results than the other processes (for example the Schoeller process), it did not have practical dissemination because an essential condition for the process to be economically advantageous was the need to recovering hydrochloric acid both from the point of view of the cost of the reagent and from the point of view of the difficulties that the presence of a very high percentage of hydrochloric acid would have created throughout the cycle and finally on the discharge waters.

Plus récemment on a mis au point d'autres procédés de saccharification de la cellulose tendant à surmonter les inconvénients et les limitations du procédé Bergius. More recently, other processes for the saccharification of cellulose have been developed, tending to overcome the drawbacks and limitations of the Bergius process.

Parmi ceux-ci il faut signaler le procédé Battelle, faisant l'objet des brevets européens nO 81.810246.9 et nO 81.201182.3. Among these is the Battelle process, which is the subject of European patents nO 81.810246.9 and nO 81.201182.3.

Brièvement ce procédé prévoyait deux étapes distinctes: une première étape de séparation de la cellulose, en utilisant un solvant (phénol + acide chlorhydrique), de la solution de pentose et de la solution de lignine dans le phénol; une seconde étape d'hydrolyse de la cellulose "nettoyée" moyennant traitement avec de l'acide chlorhydrique gazeux. Briefly, this process provided for two distinct stages: a first stage of separation of the cellulose, using a solvent (phenol + hydrochloric acid), of the pentose solution and of the lignin solution in phenol; a second stage of hydrolysis of the "cleaned" cellulose by treatment with gaseous hydrochloric acid.

Ce procédé toutefois était assez compliqué et très coûteux. This process, however, was quite complicated and very expensive.

Du point de vue de la préparation il présentait en outre de grosses difficultés dues à la viscosité élevée de la matière traitée (formée partiellement de matière ligneuse-cellulosique minuscule et partiellement de sucres complexes) qui rendait presque impossible sa circulation dans l'installation. From the point of view of the preparation, it also presented great difficulties due to the high viscosity of the treated material (partially formed from tiny woody-cellulosic material and partially from complex sugars) which made it almost impossible to circulate in the installation.

Ayant constaté les difficultés de réalisation pratique de ce procédé, le demandeur du présent brevet retour na aux origines du procédé, prenant de nouveau en examen le procédé Bergius et appliquant au même procédé une variante fondamentale qui se rapportait aux développements qui s'étaient produits dans le secteur saccharifère, en analogie avec ce qui avait été prévu-à l'époque par Bergius, pour les appliquer à la paille (et aux autres produits analogues) qui représente la matière en mesure de garantir sa disponibilité également dans un avenir très éloigné et donc permettant de prendre en considération des frais d'investissement très élevés. Having noted the difficulties of practical implementation of this process, the applicant for this patent returns to the origins of the process, again taking into consideration the Bergius process and applying to the same process a fundamental variant which related to the developments which had occurred in the saccharifere sector, in analogy with what had been planned - at the time by Bergius, to apply them to straw (and other similar products) which represents the material able to guarantee its availability also in the very distant future and therefore allowing to take into account very high investment costs.

Tel que prévu par Bergius on utilisa une solution d'acide chlorhydrique à 42%, refroidie à une température inférieure à 200C, dans laquelle on introduisait graduellement, au laboratoire, la quantité de paille néces saire et suffisante à créer un rapport solide par rapport à la masse égal à 20-25%. As planned by Bergius, a 42% hydrochloric acid solution, cooled to a temperature below 200C, was used, in which the quantity of straw necessary gradually and sufficient to create a solid ratio compared to the mass equal to 20-25%.

Pendant l'étape d'introduction de la paille dans le liquide on insufflait également de l'acide chlorhydrique gazeux dans le but d'acidiCer la partie d'eau con tenue dans la paille (12-15% du total) et maintenir donc constante dans le liquide la concentration de l'acide chlorhydrique à 42%. Après environ quatre heures on con sidérait l'opération d'hydrolyse terminée et on effectuait au laboratoire le stripping à perte de l'acide chlo rhydrique. During the step of introducing the straw into the liquid, hydrochloric acid gas was also blown in order to acidify the part of water contained in the straw (12-15% of the total) and therefore maintain constant in the liquid the concentration of hydrochloric acid at 42%. After about four hours, the completed hydrolysis operation was considered and the loss of hydrochloric acid was stripped in the laboratory.

Les résultats furent satisfaisants du fait qu'on ob tint un rendement en sucre fermentescible de l'ordre de 90% du théorique. The results were satisfactory due to the fact that a yield of fermentable sugar was obtained on the order of 90% of theoretical.

En partant de ce point on élabora alors un projet pilote pour le contrôle de la validité du procédé également hors du laboratoire. On prévoya que l'installation pilote comporta t essentiellement un réacteur mélangeur dans lequel au départ on avait introduit une solution d'acide chlorhydrique à 42%, la paille et l'acide chlorhydrique gazeux. L'acide chlorhydrique, après l'opération de stripping, était récupéré et recyclé au réacteur. Starting from this point, a pilot project was then developed to check the validity of the process, also outside the laboratory. It was anticipated that the pilot plant would essentially consist of a mixing reactor into which initially 42% hydrochloric acid solution, straw and gaseous hydrochloric acid had been introduced. The hydrochloric acid, after the stripping operation, was recovered and recycled to the reactor.

A la fin du procédé on devait obtenir un concentré dans lequel la solution de sucre aurait dû atteindre des valeurs totales de l'ordre de 30% et des valeurs d'acide chlorhydrique résiduel d'environ 6%. On prévoyait que le produit ainsi obtenu fût dilué 1 à 1, ce qui permettait d'obtenir un produit ayant environ 15% de sucres totaux et 3% d'acide chlorhydrique. Les sucres présents auraient dû être constitués de pentose (environ un tiers) et de sucres polymères (deux tiers). La dernière opération au rait dû comporter un traitement de cette masse par chauf fage à 900C pendant trois heures en vue de transformer les sucres polymères en sucres monomères (post-hydrolyse). At the end of the process, a concentrate had to be obtained in which the sugar solution should have reached total values of the order of 30% and residual hydrochloric acid values of approximately 6%. It was expected that the product thus obtained was diluted 1 to 1, which made it possible to obtain a product having approximately 15% of total sugars and 3% of hydrochloric acid. The sugars present should have consisted of pentose (about a third) and polymer sugars (two thirds). The last operation should have treated this mass by heating to 900C for three hours in order to transform the polymer sugars into monomer sugars (post-hydrolysis).

Après avoir effectué ces opérations on pouvait donner cours à la fermentation, après une neutralisation avec de l'hydrate de calcium jusqu'à avoir une acidité résiduelle dans la masse à fermenter égale à un pH = 4. After carrying out these operations, fermentation could begin, after neutralization with calcium hydrate until there was a residual acidity in the mass to be fermented equal to a pH = 4.

Pendant l'étape d'expérimentation dans une installa tion pilote on a toutefois rencontré beaucoup de difficultés, dues à la présence de la lignine. During the experimental stage in a pilot installation, however, we encountered many difficulties, due to the presence of lignin.

Le but essentiel de la présente invention est par conséquent celui de surmonter les inconvénients rencon trés dans les procédés de type connu par la mise au point d'un nouveau procédé de saccharification de matériaux ligneux-cellulosiques et notamment de la paille ou d'autres résidus agricoles, pour produire des sucres fer mentescibles, lequel opère à une basse température de manière à réduire la destruction du glucose en formation produite par la chaleur, et dans lequel la masse hydrolysée ait une basse viscosité de manière qu'elle puisse circuler facilement pendant les différents stades du pro cédé. The essential aim of the present invention is therefore that of overcoming the drawbacks encountered in the processes of known type by the development of a new process for the saccharification of woody-cellulosic materials and in particular of straw or other residues. agricultural products to produce iron-sugars which operates at a low temperature to reduce the destruction of the glucose in formation produced by heat, and in which the hydrolyzed mass has a low viscosity so that it can circulate easily during different stages of the process.

Un autre but de l'invention est de mettre au point un procédé permettant d'obtenir des concentrations élevées de sucre et par conséquent des pourcentages réduits d'acide chlorhydrique. Another object of the invention is to develop a process which makes it possible to obtain high concentrations of sugar and consequently reduced percentages of hydrochloric acid.

Un autre but encore de l'invention est de mettre à la disposition une installation pour la mise en oeuvre du procédé mentionné ci-dessus. Yet another object of the invention is to provide an installation for the implementation of the method mentioned above.

Ces buts et d'autres encore sont atteints par l'in vention en référence dont les principales caractéristiques sont décrites dans les revendications qui suivent. These and other objects are achieved by the invention with reference, the main characteristics of which are described in the claims which follow.

I1 faut remarquer que l'étape de filtrage et de la vage du produit de sucre dégazé prévue selon la présente invention, permettant l'élimination de la lignine de l'hydrolysé, offre la possibilité d'envoyer à la concentration une solution de sucre exempte de substances en suspension. It should be noted that the step of filtering and drying the degassed sugar product provided according to the present invention, allowing the elimination of lignin from the hydrolyzed, offers the possibility of sending a concentration of sugar-free solution to the concentration. suspended substances.

Ce type de solution de sucre peut être concentrée jusqu'à des valeurs de 85 Brix, ce qui entraîne une réduc tion de la teneur de l'acide chlorhydrique au-dessous de 6%. This type of sugar solution can be concentrated to values of 85 Brix, which results in a reduction of the hydrochloric acid content below 6%.

Les avantages principaux de ce système sont les suivants: - réduction sensible de la perte de l'acide chlorhydrique; - possibilité de réaliser des solutions de sucre destinées à donner, après la fermentation, des solutions hydro-alcooliques jusqu'à 10% d'alcool (dans le cas spécique dans lequel le sucre obtenu est utilisé pour la production d'alcool déhydraté, c'est-à-dire employable en tant que carburant) . A ce propos il est évident qu'on a une grande épargne d'énergie si l'on distille des solutions hydroalcooliques à 100 par rapport à des solutions hydroalcooliques à 20 C.  The main advantages of this system are: - significant reduction in the loss of hydrochloric acid; - possibility of making sugar solutions intended to give, after fermentation, hydro-alcoholic solutions up to 10% alcohol (in the specific case in which the sugar obtained is used for the production of dehydrated alcohol, c (i.e. usable as fuel). In this regard it is obvious that there is a great saving of energy if one distils hydroalcoholic solutions at 100 compared to hydroalcoholic solutions at 20 C.

Toujours en ce qui concerne la transformation du su cre en alcool, une autre importante économie d'énergie se produit par la concentration des eaux de décharge des colonnes de distillation. Cette concentration est o bligée pour des raisons d'ordre écologique et également et surtout en Considération de ce que la substance sèche contenue dans lesdites eaux de décharge après la concentration représente une contribution remarquable au bilan énergétique en tant que combustible. I1 est donc évident que, même si l'on prend en considération la concentration des eaux de décharge les coûts énergétiques de concentration sont relativement bas si l'on peut envoyer à la concentration des solutions ayant un Brix élevé. Still with regard to the transformation of sugar into alcohol, another important energy saving occurs by the concentration of the discharge water from the distillation columns. This concentration is required for ecological reasons and also and above all in consideration of the fact that the dry substance contained in the said discharge waters after the concentration represents a remarkable contribution to the energy balance as a fuel. It is therefore obvious that, even if the concentration of landfill waters is taken into account, the energy costs of concentration are relatively low if solutions with a high Brix can be sent to the concentration.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée du procédé faite en se référant à une installa tion illustrée à simple titre d'exemple non limitatif sur le dessin annexé lequel représente un schéma global sim plifié d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la présente invention. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly from the detailed description of the process made with reference to an installation illustrated with a simple non-limiting example in the appended drawing which represents a simplified overall diagram of a installation for implementing the method according to the present invention.

Dans un réacteur mélangeur 1 on introduit en continu, à travers une trémie 2, du matériau ligneux-cellulosique coupé en petits morceaux (formé par exemple de paille broyée réduite en morceaux de l'ordre de 2-. 5 mm) et en même temps on introduit, à travers un mélangeur 3, une so lution à 42% d'acide chlorhydrique. Dans le réacteur 1 a lieu le mélange du matériau avec la solution acide en conditions de pression atmosphérique et à la température d'environ 200C et selon un rapport d'une part de matériau par 4-6 parts de solution acide. In a mixing reactor 1 is continuously introduced, through a hopper 2, woody-cellulosic material cut into small pieces (formed for example of crushed straw reduced into pieces of the order of 2-.5 mm) and at the same time a 42% hydrochloric acid solution is introduced through a mixer 3. In reactor 1 takes place the mixing of the material with the acid solution under atmospheric pressure conditions and at the temperature of about 200C and according to a ratio of one part of material per 4-6 parts of acid solution.

En vue de rendre optimale la réaction d'hydrolyse, une partie du produit est recyclée au réacteur 1 à travers le mélangeur 3 après son refroidissement dans un réfrigérateur 4 lequel permet de maintenir la température dans le réacteur 1 à environ 200C. Ensuite on soumet le produit à une pause. dans des réservoirs 5 et 6 pourvus d'agitateur de manière que le complètement de la réaction puisse avoir lieu. Le produit hydrolysé est envoyé à un pré-évaporateur 7 où il est chauffé à nviron 700C en conditions de pression atmosphérique, distillant 40-50% de l'acide chlorhydrique. Le pré-éva porateur 7 est associé à un réservoir d'expansion 8 de la tête duquel on extrait de l'acide chlorhydrique gazeux mélangé avec de la vapeur d'eau à une concentration d'environ 92% de gaz. Ce mélange est recyclé au réacteur 1 à travers le mélangeur 3.A la base du réservoir d'expansion 8 on extrait le produit de sucre partiellement dégazé ayant un résidu acide d'environ 50% par rapport à la quantité à l'origine. In order to optimize the hydrolysis reaction, part of the product is recycled to reactor 1 through the mixer 3 after cooling in a refrigerator 4 which keeps the temperature in reactor 1 at around 200C. Then we put the product on a break. in tanks 5 and 6 provided with agitator so that the complete reaction can take place. The hydrolyzed product is sent to a pre-evaporator 7 where it is heated to about 700C under atmospheric pressure conditions, distilling 40-50% of hydrochloric acid. The pre-evaporator 7 is associated with an expansion tank 8 from the head from which gaseous hydrochloric acid is extracted, mixed with steam at a concentration of approximately 92% of gas. This mixture is recycled to reactor 1 through the mixer 3. At the base of the expansion tank 8, the partially degassed sugar product having an acid residue of approximately 50% relative to the original quantity is extracted.

On effectue ensuite le filtrage du produit de sucre de manière à séparer la lignine de la partie liquide. The sugar product is then filtered so as to separate the lignin from the liquid part.

Ce filtrage a lieu dans un groupe de filtrage à plusieurs stades 9 par lavage avec de l'eau en contre-courant.This filtering takes place in a multi-stage filtering group 9 by washing with water in countercurrent.

Plus en détail, le groupe de filtrage à plusieurs sta des 9 est composé d'une batterie de filtres sous vide B,
D, F et H disposés en série et intercalés par des mélangeurs A, C, E et G. Chaque stade comporte un mélangeur (par exemple C) et un filtre (D) mis en aval du mélangeur (C). Chaque mélangeur est alimenté soit en produit à filtrer (qui est ensuite envoyé au filtre suivant) soit en liquide filtré provenant du filtre du stade suivant.
In more detail, the multi-stage filtering group of 9 is composed of a battery of vacuum filters B,
D, F and H arranged in series and intercalated by mixers A, C, E and G. Each stage includes a mixer (for example C) and a filter (D) placed downstream of the mixer (C). Each mixer is supplied either with product to be filtered (which is then sent to the next filter) or with filtered liquid coming from the filter of the next stage.

Dans le mélangeur A c'est le produit de sucre qui est alimenté, alors que dans le mélangeur G du dernier stade on introduit de l'eau pour le lavage en contre-courant du produit. In mixer A it is the sugar product which is fed, while in mixer G of the last stage water is introduced for the backwashing of the product.

Ce système de filtrages et lavages en série permet de fournir, d'une part, une solution de sucre exempte de matières en suspension et, d'autre part, une masse de li gnine exempte d'acide et de sucres. L'acide et les sucres sont en effet transférés, du fait qu'ils sont solu bles dans l'eau, dans le liquide envoyé à l'étape sui suante de concentration. This system of filtering and washing in series makes it possible to provide, on the one hand, a sugar solution free of suspended matter and, on the other hand, a mass of liquid free of acid and sugars. The acid and sugars are in fact transferred, because they are soluble in water, in the liquid sent to the next step of concentration.

I1 faut remarquer que la quantité d'eau demandée pour cette opération est assez limitée, c'est-à-dire non supérieure à 10 - 15% de la masse totale. It should be noted that the quantity of water required for this operation is quite limited, that is to say not more than 10 - 15% of the total mass.

La lignine vidée peut être récupérée et, après pressage et séchage, utilisée par exemple en tant que combustible. The emptied lignin can be recovered and, after pressing and drying, used for example as fuel.

Le liquide de sucre est acheminé, de l'étape de fil trage décrite ci-dessus, vers un appareil de concentra
r tion sous vide pousse 10 à effet multiple où la récupé- ration de l'acide chlorhydrique (en solution aqueuse) a lieu, cet acide étant recyclé au réacteur 1 à travers le mélangeur 3 ,ayant lieu également la séparation d'une masse (concentré) qui a une teneur en sucres et autres substan ces en solution égale à environ 85 Brix et une teneur en acide chlorhydrique résiduel égale à environ 6%.
The sugar liquid is conveyed, from the filtering step described above, to a concentrator
rion under vacuum pushes 10 to multiple effect where the recovery of hydrochloric acid (in aqueous solution) takes place, this acid being recycled to the reactor 1 through the mixer 3, also taking place the separation of a mass ( concentrate) which has a sugar and other substance content in solution of approximately 85 Brix and a residual hydrochloric acid content of approximately 6%.

Selon ce qu'on a représenté sur le schéma annexé, l'appareil de concentration 10 comporte une série d'éva porateurs 20-24, associés à des réservoirs d'expansion 25-29, dans lesquels la concentration a lieu par évaporations successives en conditions de vide poussé, en utilisant la vapeur à basse température provenant des têtes desditsréservoirs d'expansion 25-28. According to what has been shown in the appended diagram, the concentrator 10 comprises a series of evaporators 20-24, associated with expansion tanks 25-29, in which the concentration takes place by successive evaporations in high vacuum conditions, using low temperature steam from the heads of said expansion tanks 25-28.

Dans le premier évaporateur 20 la chaleur est au contraire fournie de la manière traditionnelle. In the first evaporator 20 the heat is instead supplied in the traditional way.

Après la concentration, les sucres totaux présents dans le concentré sont formés de polymères et pentose, outre que de glucose. Pour la transformation des polymères en monomères, le liquide de sucre concentré est envoyé dans un subséquent réacteur 11 où, à la température de 900C pendant un temps de permanence d'environ 2 heures, a lieu la post- hydrolyse (transformation en milieu acide des sucres polymères en glucose). After concentration, the total sugars present in the concentrate are formed of polymers and pentose, in addition to glucose. For the transformation of the polymers into monomers, the concentrated sugar liquid is sent to a subsequent reactor 11 where, at the temperature of 900 ° C. for a permanence time of approximately 2 hours, the post-hydrolysis takes place (transformation in an acid medium of the polymer sugars into glucose).

Avant la post- hydrolyse, la masse est diluée par l'introduction d'eau dans le mélangeur 12 dans le but de porter les sucres fermentescibles, ou qui deviendront fermentescibles, à 20% (et la concentration de l'acide chlorhydrique résiduel à environ 3%), en vue d'obtenir, après la fermentation (si cela est prévu), des liquides hydro-alcooliques ayant le contenu le plus élevé possible d'alcool (10%).  Before post-hydrolysis, the mass is diluted by the introduction of water into the mixer 12 in order to bring the fermentable sugars, or which will become fermentable, to 20% (and the concentration of residual hydrochloric acid to approximately 3%), with a view to obtaining, after fermentation (if provided), hydro-alcoholic liquids with the highest possible alcohol content (10%).

Quand on a obtenu après la post- hydrolyse la réversion totale des polymères, on neutralise le liquide de sucre jusqu'à obtenir pH=4 en utilisant de l'hydrate de calcium, cette valeur étant nécessaire pour permettre une bonne fermentation. When the complete polymer reversion has been obtained after the post-hydrolysis, the sugar liquid is neutralized until pH = 4 is obtained using calcium hydrate, this value being necessary to allow good fermentation.

L'invention atteint les buts visés. The invention achieves the aims.

Evidemment l'invention est susceptible de nombreuses modifications et variantes sans que l'on sorte pour autant du cadre de protection de celle-ci. Obviously, the invention is susceptible of numerous modifications and variants without going beyond the protection framework thereof.

I1 faut en particulier souligner que le système de filtrage décrit plus haut pourra être réalisé non seulement en utilisant des filtres sous vide en série, mais également moyennant l'emploi de filtres à presse ou d'autres types encore. It should in particular be emphasized that the filtering system described above can be implemented not only by using vacuum filters in series, but also by using press filters or other types.

En outre tous les détails pourront être remplacés par des éléments techniquement équivalents et les élé- ments composant l'installation ainsi que les paramètres du procédé pourront être variés suivant les besoins.  In addition, all the details can be replaced by technically equivalent elements and the elements making up the installation as well as the process parameters can be varied as required.

Claims (8)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T I O N S 1. - Procédé de saccharification de matériaux ligneux-cellulosiques moyennant l'hydrolyse par de l'acide chlorhydrique concentré, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) on effectue un mélange du matériau ligneux-cellulosique avec une solution à 42% d'acide chlorhydrique en con ditions de pression atmosphérique et à une température d'environ 20"C et selon un rapport d'une part de matériau par 4-6 parts de solution acide; b) on soumet le produit hydrolysé à une pause de manière que le complètement de la réaction puisse avoir lieu; c) on effectue une pré-évaporation en conditions de pres sion atmosphérique et à une température d'environ 700C, distillant 40 t 50% de l'acide chlorhydrique qui est ramené dans le procédé et extrayant un produit de sucre partiellement dégazé; d) on effectue un filtrage dudit produit de sucre partiellement dégazé de manière à séparer la lignine de la partie liquide; e) on effectue la concentration du liquide de sucre séparé de la lignine et on récupère l'acide chlorhydrique qui est ramené dans le procédé et en même temps on réduit la teneur en acide chlorhydrique dans la masse à un niveau utile pour l'étape suivante; f) on effectue un chauffage à environ 900C pendant deux heures environ du liquide de sucre concentré pour la trams formation en milieu acide (post-hydrolyse) des sucres polymères en glucose.1. - Process for the saccharification of woody-cellulosic materials by hydrolysis with concentrated hydrochloric acid, characterized in that it comprises the following stages: a) a mixture of the woody-cellulosic material is carried out with a 42% solution % hydrochloric acid under conditions of atmospheric pressure and at a temperature of about 20 "C and according to a ratio of one part of material per 4-6 parts of acid solution; b) the hydrolysed product is subjected to a break so that the complete reaction can take place; c) pre-evaporation is carried out under atmospheric pressure conditions and at a temperature of about 700C, distilling 40 t 50% of the hydrochloric acid which is brought into the process and extracting a partially degassed sugar product; d) filtering said partially degassed sugar product so as to separate the lignin from the liquid part; e) concentrating the sugar liquid separated from the lignin and o n recovers the hydrochloric acid which is brought back into the process and at the same time the content of hydrochloric acid in the mass is reduced to a level useful for the next step; f) heating is carried out at approximately 900C for approximately two hours of the concentrated sugar liquid for the trams formation in acid medium (post-hydrolysis) of the polymeric sugars into glucose. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit filtrage du produit de sucre partiellement dégazé est obtenu par une série de filtrages inter calés par des mélanges et lavages en contre-courant avec de l'eau.2) Method according to claim 1, characterized in that said filtering of the partially degassed sugar product is obtained by a series of inter-calibrated filters by mixtures and backwashing with water. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits filtrages ont lieu suivant le principe du filtrage sous vide.3. Method according to claim 2, characterized in that said filtering takes place according to the principle of vacuum filtration. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite concentration du liquide de sucre séparé de la lignine est effectuée par une série d'évaporations successives en conditions de vide poussé en utilisant de la vapeur à basse température.4. Method according to claim 1, characterized in that said concentration of the sugar liquid separated from the lignin is carried out by a series of successive evaporations under conditions of high vacuum using steam at low temperature. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse, après l'étape de concentration a une teneur en sucres et autres substances en solution égale à environ 85 Brix et une teneur en acide chlorhydrique résiduel égale à environ 6%.5. Method according to claim 1, characterized in that the mass, after the concentration step has a content of sugars and other substances in solution equal to approximately 85 Brix and a content of residual hydrochloric acid equal to approximately 6%. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau ligneux-cellulosique est formé de paille broyée réduite en morceaux de l'ordre de 2 t 5 mm.6. Method according to claim 1, characterized in that said woody-cellulosic material is formed of crushed straw reduced into pieces of the order of 2 t 5 mm. 7. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 6, caractériséeen ce qu'elle comporte: - un réacteur (1) à hydrolyser la cellulose, alimenté en matériau ligneux-cellulosique à travers une trémie (2) et en une solution à 42% d'acide chlorhydrique à travers un mélangeur (3), étant en outre prévu un recyclage au réacteur (1) à travers ledit mélangeur (3) après refroidissement dudit produit de recyclage dans un réfrigérateur (4); - au moins un réservoirde pause (5,6J disposé en aval dudit réacteur (1); - un subséquent pré-évaporateur (7) associé à un réservoir d'expansion (8),de la tête duquel on extrait de l'acide chlorhydrique gazeux mélangé avec de la vapeur d'eau à une concentration d'en viron 92% de gaz, ledit mélange étant recyclé au réacteur (1) à travers ledit mélangeur (3), et à la base duquel on extrait le produit de sucre partiellement dégazé; - un subséquent groupe de filtrage à plusieurs stades (9) où l'on effectue la séparation de la lignine du liquide de sucre par lavage avec de l'eau en contrecourant; - un subséquent appareil de concentration sous vide (10) à effet multiple où l'on effectue la séparation de l'acide chlorhydrique en solution aqueuse qui est recyclé au réacteur (1) à travers ledit mélangeur (3)et et d'u ne masse dans laquelle la teneur en sucres et autres substances en solution est égale à environ 85 Brix et la teneur en acide chlorhydrique résiduel est égale à environ 6%; - un subséquent réacteur (11) de post-hydrolyse qui reçoit ladite masse après que celle-ci a été diluée avec de l'eau pour la réduction de la concentration d'acide chlorhydrique résiduel à environ 3%.7. Installation for implementing the method according to claims 1 to 6, characterized in that it comprises: - a reactor (1) for hydrolyzing the cellulose, supplied with woody-cellulosic material through a hopper (2) and a 42% solution of hydrochloric acid through a mixer (3), being further provided for recycling to the reactor (1) through said mixer (3) after cooling of said recycling product in a refrigerator (4); - at least one pause tank (5,6J disposed downstream of said reactor (1); - a subsequent pre-evaporator (7) associated with an expansion tank (8), from the head of which hydrochloric acid is extracted gaseous mixed with steam at a concentration of about 92% gas, said mixture being recycled to the reactor (1) through said mixer (3), and from which the partially extracted sugar product is extracted degassed; - a subsequent multi-stage filtering group (9) where the lignin is separated from the sugar liquid by washing with water in countercurrent; - a subsequent vacuum concentrator (10) to multiple effect where the hydrochloric acid is separated in aqueous solution which is recycled to the reactor (1) through said mixer (3) and from a mass in which the content of sugars and other substances in solution is approximately 85 Brix and the residual hydrochloric acid content is approximately 6%; - s A subsequent post-hydrolysis reactor (11) which receives said mass after it has been diluted with water to reduce the concentration of residual hydrochloric acid to around 3%. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit groupe de filtrage à plusieurs stades(9)se compose d'une batterie de filtres sous vide (B, D, F et H) disposés en série et intercalés par des mélangeurs (A, C,8. Installation according to claim 7, characterized in that said multi-stage filtering group (9) consists of a battery of vacuum filters (B, D, F and H) arranged in series and interposed by mixers ( A, C, E et G), où chaque stade comporte un mélangeur et un fil tre mis en aval dudit mélangeur, chaque mélangeur étant alimenté soit en produit à filtrer soit en liquide filtré provenant du filtre du stade suivant, dans le mélangeur du dernier stade (G) étant introduite de l'eau destinée å effectuer le lavage en contre-courant du produit à filtrer. E and G), where each stage comprises a mixer and a filter placed downstream of said mixer, each mixer being supplied either with product to be filtered or with filtered liquid coming from the filter of the next stage, into the mixer of the last stage (G) water being introduced to backwash the product to be filtered.
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