FR2668165A1 - Procede et installation pour preparer un jus concentre de pentoses et/ou hexoses a partir de matieres vegetales riches en hemicelluloses. - Google Patents
Procede et installation pour preparer un jus concentre de pentoses et/ou hexoses a partir de matieres vegetales riches en hemicelluloses. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé pour préparer un sirop concentré de pentoses et/ou hexoses par hydrolyse de matières premières végétales riches en hémicelluloses telles que plans de sorgho, raffles de maïs, paille de blé. Selon le procédé, on alimente en parallèle des réacteurs primaires (R1 , R2 , R3 ) en matières premières solides (M1 , M2 , M3 ) pour s'adoucir du réacteur amont vers le réacteur aval. De plus, une post-hydrolyse est apportée dans des conditions plus sévères dans un réacteur de post-hydrolyse (RP ) qui reçoit les matières solides issues des réacteurs primaires et est alimentai- en une solution acide plus concentrée que celle des réacteurs primaires. Le procédé de l'invention permet d'obtenir un excellent rendement et des concentrations élevées en xylose du jus sortant.
Description
PROCEDE ET INSTALLATION POUR PREPARER UN JUS CONCENTRE
DE PENTOSES ET/OU HEXOSES A PARTIR DE MATIERES VEGETALES
RICHES Eh HEMICELLULOSES
L'invention concerne un procédé de préparation de sirops concentrés de pentoses et/ou hexoses, en particulier du xylose, par hydrolyse acide de matières végétales riches en hémicelluloses telles notamment que sorgho, mais, blés (plants entiers ou résidus). Elle s'détend à une installation de mise en oeuvre dudit procédé.
DE PENTOSES ET/OU HEXOSES A PARTIR DE MATIERES VEGETALES
RICHES Eh HEMICELLULOSES
L'invention concerne un procédé de préparation de sirops concentrés de pentoses et/ou hexoses, en particulier du xylose, par hydrolyse acide de matières végétales riches en hémicelluloses telles notamment que sorgho, mais, blés (plants entiers ou résidus). Elle s'détend à une installation de mise en oeuvre dudit procédé.
Les pentoses et hexoses sont des sucres utiles dans l'alimentation humaine et, en chimie, entre autres comme précurseur des polyols ; en particulier le xylose est le précurseur du xylitol, édulcorant sucré, acariogène, à très faible chaleur de dissolution (procurant un effet de rafraîchissement en bouche).
Les procédés de préparation de xylose par hydrolyse acide à faible température (inférieure à 1500 C) de matières végétales sont bien connus et décrits dans plusieurs brevets antérieurs. Certains procédés travaillent en milieu acide concentré ou très concentré (brevets US 2.989.569,
US 4.226.638), mais le recyclage nécessaire de l'acide les rend peu rentables sur le plan économique et de mise en oeuvre difficile.
US 4.226.638), mais le recyclage nécessaire de l'acide les rend peu rentables sur le plan économique et de mise en oeuvre difficile.
D'autres procédés travaillent en milieu acide dilué, généralement sulfurique. Toutefois, ou bien ces procédés mettent en jeu des rapports liquide/solide peu importantes afin d'obtenir des sirops de xylose concentrés (brevets DE 2.413.306, DE 2.324.022, FR 2.356.728
US 4.226.638...), mais ils possèdent alors des rendements faibles (rapport de xylose extrait au xylose contenu dans les matières premières inférieur à 60 S) ; ou bien ils opèrent avec des rapports liquide/solide élevés avec des rendements meilleurs (autour de 90 W) (brevets US 4.752.579,
FR 906.326...), mais ils conduisent alors à des sirops de xylose dilués, dont la concentration ultérieure est onéreuse.
US 4.226.638...), mais ils possèdent alors des rendements faibles (rapport de xylose extrait au xylose contenu dans les matières premières inférieur à 60 S) ; ou bien ils opèrent avec des rapports liquide/solide élevés avec des rendements meilleurs (autour de 90 W) (brevets US 4.752.579,
FR 906.326...), mais ils conduisent alors à des sirops de xylose dilués, dont la concentration ultérieure est onéreuse.
Certains procédés de ce dernier type réalisent un recyclage des jus dans le réacteur d'hydrolyse afin de concentrer ceuxci (b r e v e t s D D 222.635, F R 2. 3 2 7. 3 1 4, F R fi 2.27.315,
DE 2.545.110, DE 2.545.111), mais ce recyclage de jus impose un traitement préalable de la matière première pour éviter une concentration des impuretés dans le jus final ; de plus, le xylose étant un produit sensible à la température et au pH, ce recyclage de jus conditionne une certaine dégradation des produits qui fait chuter le rendement et accroît la teneur en produits secondaires des sirops obtenus.
DE 2.545.110, DE 2.545.111), mais ce recyclage de jus impose un traitement préalable de la matière première pour éviter une concentration des impuretés dans le jus final ; de plus, le xylose étant un produit sensible à la température et au pH, ce recyclage de jus conditionne une certaine dégradation des produits qui fait chuter le rendement et accroît la teneur en produits secondaires des sirops obtenus.
Par ailleurs, le brevet FR 2.047.193 qui se place en milieu acide dilué avec des rapports liquide/solide élevés, propose un mode de mise en oeuvre spécifique du procédé d'hydrolyse afin d'accroître la concentration des jus de sortie, tout en conservant un bon rendement ; selon ce brevet, les matières végétales et les bains acides sont amenés à circuler à contre-courant dans deux réacteurs primaires successifs et une post-hydrolyse est opérée sur le jus de sortie pour parfaire l'hydrolyse et conduire au xylose ; les hydrolyses dans les réacteurs primaires sont réalisées dans des conditions dures (forte acidité, température élevée), tandis que la post-hydrolyse est réalisée dans des conditions d'acidité plus douces.Toutefois, les conditions d'hydrolyse dans les réacteurs primaires et la post-hydrolyse pratiquée sur le jus de xylose issu de ces réacteurs entraînent une dégradation non négligeable des produits et une diminution très gênante de la pureté des sirops obtenus. De plus, si la concentration des sirops de sortie est améliorée par rapport aux procédés mettant en jeu les mêmes ratios liquide/solide, elle reste de valeur médiocre (de l'ordre de 10 g/l) et exige une étape ultérieure de concentration quelle que soit l'application envisagée du produit obtenu. En outre, ce procédé s'accompagne de consommations d'acide sulfurique relativement élevées.
La présente invention se propose d'indiquer un procédé d'hydrolyse de matières végétales, qui opère en milieu acide dilué à basse température et soit exempt des défauts des procédés antérieurs afin de pouvoir valoriser des matières végétales riches en hémicelluloses dans d'excellentes conditions de rentabilité économique.
L'objectif essentiel de l'invention est ainsi d'obtenir avec un excellent rendement (au moins égal à celui du brevet FR 2.047.193) des sirops de pentoses et/ou hexoses, notamrnent xylose, dont les concentrations sont élevées (au moins 4 fois supérieures à celle du brevet précité) ; en particulier l'invention vise à fournir des sirops de xylose dont les concentrations soient suffisantes pour être ensuite traités directement notamment par hydrogénation par voie fermentaire (en particulier telle que décrite dans la demande de brevet française nO 89.00209).
Un autre objectif est de limiter la dégradation des produits et de produire des sirops de grande pureté.
Un autre objectif est de réduire considérablement les consommations d'acide par rapport aux procédés de l'art antérieur.
Un objectif secondaire est de produire, à partir de m a t i à r e s premières végétales, des sous-produits d'hydrolyse qui soient valorisables aussi bien au niveau de la cellulose (pâte à papier, glucose) qu'au niveau du complexe lignine/cellulose (support de culture, panneaux de particules).
A cet effet, le procédé conforme à l'invention pour préparer un sirop concentré de pentoses et/ou hexoses par hydrolyse à faibles températures de matières premières végétales riches en hémicelluloses consiste à réaliser sur plusieurs lots de matières premières végétales 2 t 2' M 3 des hydrolyses en milieu acidulé dans des réacteurs primaires distincts R1, R2, R3 dans les conditions suivantes::
(a) les réacteurs primaires R1, R2, R3 sont alimentés en parallèle en matières premières végétales M1, Tel2, M3,
(b) les bains d'hydrolyse sont amenés à circuler successivement d'un réacteur primaire à l'autre depuis un premier réacteur R1 jusqu'à un dernier réacteur R3,
(c) les conditions de durée, de température et d'acidité des hydrolyses dans les réacteurs primaires R1,
R2, R3 sont ajustées dans des plages respectivement de 10 à 120 minutes, de 100 à 1500 C et de 0,04 à 0,8 mole d'ion H+ par litre de solution, le choix de ces paramètres dans ces plages étant effectué de sorte que les conditions d'hydrolyse soient de plus en plus douces depuis le premier réacteur primaire R1 jusqu'au dernier R
(d) les matières végétales hydrolysées dans les réacteurs primaires R1, R2, R3 sont extraites en parallèle et disposées dans un réacteur de post-hydrolyse Rp soumis à des conditions d'hydrolyse acide plus sévères que celles du premier réacteur primaire R1,
(e) le jus issu du réacteur de post-hydrolyse
Rp est utilisé pour constituer le bain du premier réacteur primaire R1,
(f) le jus issu du dernier réacteur primaire K3 est récupéré et neutralisé pour fournir le sirop concentré de pentose et/ou hexose.
(a) les réacteurs primaires R1, R2, R3 sont alimentés en parallèle en matières premières végétales M1, Tel2, M3,
(b) les bains d'hydrolyse sont amenés à circuler successivement d'un réacteur primaire à l'autre depuis un premier réacteur R1 jusqu'à un dernier réacteur R3,
(c) les conditions de durée, de température et d'acidité des hydrolyses dans les réacteurs primaires R1,
R2, R3 sont ajustées dans des plages respectivement de 10 à 120 minutes, de 100 à 1500 C et de 0,04 à 0,8 mole d'ion H+ par litre de solution, le choix de ces paramètres dans ces plages étant effectué de sorte que les conditions d'hydrolyse soient de plus en plus douces depuis le premier réacteur primaire R1 jusqu'au dernier R
(d) les matières végétales hydrolysées dans les réacteurs primaires R1, R2, R3 sont extraites en parallèle et disposées dans un réacteur de post-hydrolyse Rp soumis à des conditions d'hydrolyse acide plus sévères que celles du premier réacteur primaire R1,
(e) le jus issu du réacteur de post-hydrolyse
Rp est utilisé pour constituer le bain du premier réacteur primaire R1,
(f) le jus issu du dernier réacteur primaire K3 est récupéré et neutralisé pour fournir le sirop concentré de pentose et/ou hexose.
Ainsi, dans l'invention, les réacteurs primaires sont alimentés en parallèle en matière première solide, cependant que les jus circulent en série d'un réacteur à l'autre, les conditions d'hydrolyse évoluant d'un réacteur à l'autre pour s'adoucir de l'amont vers l'aval (en considérant le sens de circulation des liquides). De plus, la posthydrolyse opérée dans des conditions plus sévères porte sur les matières solides recueillies à la sortie des réacteurs p r i m a i r e s (et non sur les jus coMme c'est le cas dans le brevet antérieur précité) et permet de préparer un jus qui sert de bain au premier réacteur primaire.De préférence, l'acide (acide minéral tel qu'acide sulfurique) est ajouté dans le réacteur de post-hydrolyse de façon que l'acidité de ce bain soit la plus élevée (entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution), les hydrolyses dans les réacteurs primaires étant réalisées sans ajout d'acide de façon que l'acidité des bains de ces réacteurs soit inférieure à celle du bain de post-hydrolyse et décroisse depuis le premier réacteur R1 vers le dernier réacteur K3. Le cas échéant, une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse peut être mélangée entre deux réacteurs primaires successifs au bain circulant d'un réacteur à l'autre. Un tel procédé produit des jus concentrés (de l'ordre de 40 à 65 g de xylose par litre) avec un rendement remarquable (85 à 95 S selon la matière première), sans dégradation sensible des produits.
Les "c ond itio n s dth yd rol yse" s e r o n t représentées dans la présente demande par ltexpression cinétique : C.t.e E/RT dans laquelle
C est la concentration moyenne en acide du réacteur,
t t est la durée d'hydrolyse,
T T est la température absolue régnant dans le réacteur, E E est l'énergie d'activation de la réaction de dégradation du xylose (37 kg cal./moles, soit 1,55.105 J/moles),
R est la constante des gaz parfaits (1,98 cal./moles, soit 3,29 J/moles).
C est la concentration moyenne en acide du réacteur,
t t est la durée d'hydrolyse,
T T est la température absolue régnant dans le réacteur, E E est l'énergie d'activation de la réaction de dégradation du xylose (37 kg cal./moles, soit 1,55.105 J/moles),
R est la constante des gaz parfaits (1,98 cal./moles, soit 3,29 J/moles).
Des conditions d'hydrolyse "plus douces" correspondront donc à une température, une durée d'hydrolyse et une acidité ajustées en corrélation pour conduire à une valeur plus faible de l'expression cinétique sus-évoquée.
Cette évolution des conditions d'hydrolyse d'un réacteur à l'autre peut en particulier être obtenue
pour les réacteurs primaires, en réglant la température T de ces réacteurs à une valeur sensiblement identique, avantageusement comprise entre 1100 C et 1300 C, et en réduisant les durées d'hydrolyse du premier réacteur au dernier, la concentration en acide décroissant de façon analogue grâce au processus de mise en oeuvre décrit plus haut (jus circulant en série d'un réacteur à l'autre),
pour le réacteur de post-hydrolyse, en réglant la température T p de ce réacteur à une te71pérature supérieure à celle des réacteurs primaires (écart de l'ordre de 50 à 200), et en adoptant une durée d'hydrolyse t du même ordre que la durée de la dernière hydrolyse primaire et au plus égale à celle-ci, la concentration en acide étant supérieure à celle des réacteurs pririlaires grâce au processus de mise en oeuvre décrit plus haut.
pour les réacteurs primaires, en réglant la température T de ces réacteurs à une valeur sensiblement identique, avantageusement comprise entre 1100 C et 1300 C, et en réduisant les durées d'hydrolyse du premier réacteur au dernier, la concentration en acide décroissant de façon analogue grâce au processus de mise en oeuvre décrit plus haut (jus circulant en série d'un réacteur à l'autre),
pour le réacteur de post-hydrolyse, en réglant la température T p de ce réacteur à une te71pérature supérieure à celle des réacteurs primaires (écart de l'ordre de 50 à 200), et en adoptant une durée d'hydrolyse t du même ordre que la durée de la dernière hydrolyse primaire et au plus égale à celle-ci, la concentration en acide étant supérieure à celle des réacteurs pririlaires grâce au processus de mise en oeuvre décrit plus haut.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré, les matières premières végétales Ml, i2, M3 sont traitées en parallèle dans trois réacteurs primaires R1, R2, R3, les bains d'hydrolyse circulant successivement du premier K1 au troisième R3 avec récupération et neutralisation du jus en sortie de ce dernier.
La durée tl de la première hydrolyse dans le réacteur R1 est en particulier ajustée à une valeur comprise entre 20 et 110 minutes ; la durée t2 de la deuxième hydrolyse dans le réacteur R2 est inférieure à celle-ci d'une valeur
t2 comprise entre 5 et 15 minutes, cependant que la durée t3 de la troisième hydrolyse dans le réacteur R3 est inférieure à t2 d'une valeur At3 comprise entre 5 et 15 minutes.
t2 comprise entre 5 et 15 minutes, cependant que la durée t3 de la troisième hydrolyse dans le réacteur R3 est inférieure à t2 d'une valeur At3 comprise entre 5 et 15 minutes.
I1 est à noter que les durées indiquées sont des durées effectives d'hydrolyse et ne comprennent pas les temps de montée en température. De plus, dans les plages de valeurs indiquées, l'écart de durée entre deux hydrolyses est choisi en fonction de la durée de l'hydrolyse servant de référence (écart d'autant plus grand que la durée de cette dernière est grande).
Par ailleurs, les réacteurs primaires R1, R2,
R3 peuvent être avantageusement alimentés de sorte que leur ratio liquide/solide -r- soit analogue et compris entre 4 et 20 kg de liquide par kg de matière sèche. Le réacteur de posthydrolyse Rp est de préférence alimenté de sorte que son ratio -rp- soit inférieur à -r- et compris entre 0,3 r et 0,5 r.
R3 peuvent être avantageusement alimentés de sorte que leur ratio liquide/solide -r- soit analogue et compris entre 4 et 20 kg de liquide par kg de matière sèche. Le réacteur de posthydrolyse Rp est de préférence alimenté de sorte que son ratio -rp- soit inférieur à -r- et compris entre 0,3 r et 0,5 r.
Les hydrolyses primaires et post-hydrolyse sont en particulier réalisées, de façon habituelle, dans des réacteurs autoclaves à une pression fonction de la température ; il est également possible de prévoir des conditions de pression différentes.
En outre, de façon connue en soi, les matières premières végétales seront préalablement préparées en les broyant pour les réduire à une g r a n u 1 o m é t r i e rnoyenne inférieure à 10 ni m, pouvant varier selon la nature de la matière végétale cependant que le jus issu du dernier réacteur primaire sera de préférence neutralisé à la chaux et/ou à l'ammoniaque ; la chaux sera choisie dans le cas général, mais un ajout d'ammoniaque peut avantageusement être opéré lorsque le xylose est destiné à une hydrogénation par fermentation.
Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en continu aussi bien pour les flux de matières solides que pour les flux de liquides ; une phase de démarrage est alors réalisée au début de la mise en oeuvre, consistant à introduire dans le premier réacteur primaire R1 un bain aqueux acide ayant une acidité ajustée entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution.
Le procédé de l'invention peut en particulier être appliqué pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose à partir de plants entiers de sorgho ; les conditions de mise en oeuvre sont alors avantageusement les suivantes
la durée tl et la température T1 de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 60 à 100 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée t2 et la température T2 de la deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 50 à 90 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée t3 et la température T3 de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 40 à 75 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée t et la température Tp de la post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 50 minutes, 1250 à 1350 C.
la durée tl et la température T1 de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 60 à 100 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée t2 et la température T2 de la deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 50 à 90 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée t3 et la température T3 de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 40 à 75 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée t et la température Tp de la post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 50 minutes, 1250 à 1350 C.
le ratio liquide/solide r de chaque hydrolyse primaire est compris entre 8 et 14 kg de liquide par kg de matière sèche,
le ratio liquide/solide r de la posthydrolyse est compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.
le ratio liquide/solide r de la posthydrolyse est compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.
Le procédé de l'invention peut éyalement être appliqué pour préparer un sirop concentré en xylose à partir de rafles de maïs ; les conditions de noise en oeuvre sont alors avantageusement les suivantes
tl compris entre 45 et 75 minutes et T1 entre 1150 C et 1250 C,
t2 compris entre 35 et 60 minutes et T2 entre 1150 C et 1250 C,
t3 compris entre 20 et 40 minutes et T3 entre 1150 C et 1250 C,
t compris entre 25 et 40 minutes et Tp entre 1250 C et 1350 C,
ratio r des hydrolyses primaires compris entre 6 et 10 kg de liquide par kg de matière sèche,
ratio rp de la post-hydrolyse compris entre 2,5 et 5 kg de liquide par kg de matière sèche.
tl compris entre 45 et 75 minutes et T1 entre 1150 C et 1250 C,
t2 compris entre 35 et 60 minutes et T2 entre 1150 C et 1250 C,
t3 compris entre 20 et 40 minutes et T3 entre 1150 C et 1250 C,
t compris entre 25 et 40 minutes et Tp entre 1250 C et 1350 C,
ratio r des hydrolyses primaires compris entre 6 et 10 kg de liquide par kg de matière sèche,
ratio rp de la post-hydrolyse compris entre 2,5 et 5 kg de liquide par kg de matière sèche.
Le procédé de l'invention peut également être appliqué pour préparer un sirop concentré de xylose à partir de paille de blé ; les conditions de mise en oeuvre sont alors avantageusement les suivantes
tl compris entre 45 et 80 minutes et T1 compris entre 1150 et 1250 C,
t2 entre 35 et 65 minutes et T2 entre 1150 et 1250 C,
t3 entre 30 et 45 minutes et T3 entre 1150 et 1250 C, t tp entre 25 et 40 minutes et Tp entre 1250 et 1350 C,
ratio r des hydrolyses primaires com,uris entre 7 ei 13 kg de liquide par kg de matière sèche,
ratio rp de la post-hydrolyse compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.
tl compris entre 45 et 80 minutes et T1 compris entre 1150 et 1250 C,
t2 entre 35 et 65 minutes et T2 entre 1150 et 1250 C,
t3 entre 30 et 45 minutes et T3 entre 1150 et 1250 C, t tp entre 25 et 40 minutes et Tp entre 1250 et 1350 C,
ratio r des hydrolyses primaires com,uris entre 7 ei 13 kg de liquide par kg de matière sèche,
ratio rp de la post-hydrolyse compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.
L'invention s'étend à une installation de traitement de matières végétales permettant la mise en oeuvre du procédé défini précédemment ; cette installation se caractérise en ce qu'elle comprend la combinaison des moyens suivants au moins trois réacteurs primaires d'hydrolyse R1,
R2, R3, des moyens d'alimentation en parallèle desdits réacteurs en matières végétales, une entrée de liquide vers un des réacteurs dit premier réacteur primaire R1, des moyens de circulation en série des jus d'un réacteur à l'autre depuis le premier réacteur R1 jusqu' à un dernier réacteur primaire R3, une sortie de jus du dernier réacteur primaire R3, une unité de neutralisation du jus issu dudit dernier réacteur primaire
R3, un réacteur de post-hydrolyse Rp, des moyens de transfert des matières solides des réacteurs primaires R1, R2, R 3 vers ledit réacteur de post-hydrolyse R des moyens d'extraction des résidus solides du réacteur de post-hydrolyse, une entrée de liquide vers ledit réacteur de post-hydrolyse Rp, des moyens de circulation du jus extrait du réacteur de posthydrolyse Rp vers l'entrée de liquide du premier réacteur primaire R1 des moyens de régulation de température permettant d'ajuster la température des réacteurs primaires et réacteur de post-hydrolyse, et une unité d'acidification reliée en particulier à l'entrée de liquide du réacteur de post-hydrolyse, et, le cas échéant, des conduits de dérivation d'une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse Rp
p vers les réacteurs primaires R2, R3 autres que le premier.
R2, R3, des moyens d'alimentation en parallèle desdits réacteurs en matières végétales, une entrée de liquide vers un des réacteurs dit premier réacteur primaire R1, des moyens de circulation en série des jus d'un réacteur à l'autre depuis le premier réacteur R1 jusqu' à un dernier réacteur primaire R3, une sortie de jus du dernier réacteur primaire R3, une unité de neutralisation du jus issu dudit dernier réacteur primaire
R3, un réacteur de post-hydrolyse Rp, des moyens de transfert des matières solides des réacteurs primaires R1, R2, R 3 vers ledit réacteur de post-hydrolyse R des moyens d'extraction des résidus solides du réacteur de post-hydrolyse, une entrée de liquide vers ledit réacteur de post-hydrolyse Rp, des moyens de circulation du jus extrait du réacteur de posthydrolyse Rp vers l'entrée de liquide du premier réacteur primaire R1 des moyens de régulation de température permettant d'ajuster la température des réacteurs primaires et réacteur de post-hydrolyse, et une unité d'acidification reliée en particulier à l'entrée de liquide du réacteur de post-hydrolyse, et, le cas échéant, des conduits de dérivation d'une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse Rp
p vers les réacteurs primaires R2, R3 autres que le premier.
La description qui suit en référence à la figure unique du dessin annexé présente un mode de réalisation d'une telle installation et fournit plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé au moyen de ladite installation.
L'installation, représentée à titre d'exemple à la figure unique, comprend un broyeur mécanique à couteau 1 dans lequel sont disposées les matières végétales pour les réduire à une granulométrie moyenne inférieure à 10 m m, de 11 ordre de 5 mm dans les exemples.
Les matières broyées sont introduites au travers d'une trémie de stockage 2 pour être ensuite réparties dans des réacteurs d1 hydrolyse R , R2, R 3. Ces réacteurs sont identiques, ils présentent un volume de 17 1 et sont c h a c un constitués par un autoclave dont la température (et la pression) sont contrôlées par des moyens de régulation (symbolisés par TIC à la figure) ; les quantités de matière M1, (i2, M 3 introduites dans ces réacteurs sont identiques.
A la sortie des réacteurs, les matières solides et la phase liquide sont séparées dans des séparateurs 3, 4, 5. Les matières solides sont réunies pour alimenter un réacteur de post-hydrolyse R fonctionnant de
p façon similaire aux précédents. Ce réacteur possède une capacité suffisante pour permettre l'introduction des trois lots de matières (23 1). A la sortie des réacteurs R1 et R2 (et de leur séparateur respectif), la phase liquide est envoyée vers le réacteur primaire suivant, respectivement R2,
R3.
p façon similaire aux précédents. Ce réacteur possède une capacité suffisante pour permettre l'introduction des trois lots de matières (23 1). A la sortie des réacteurs R1 et R2 (et de leur séparateur respectif), la phase liquide est envoyée vers le réacteur primaire suivant, respectivement R2,
R3.
A la sortie du séparateur 5, la phase liquide est envoyée dans un réservoir de stockage 6.
Le réacteur de post-hydrolyse Rp est alimenté en eau acidulée provenant d'un réservoir 7 de mélange d'eau et d'acide. Ce dernier est stocké concentré dans une cuve de stockage 8.
A la sortie du réacteur de post-hydrolyse Rp, les matières solides et la phase liquide sont séparées dans un séparateur 9. Les matières solides sont envoyées vers une presse 10 dans laquelle est effectuée un pressage poussé pour réduire la teneur en humidité des matières solides et produire des résidus cellulosiques à 80 Ó de matière sèche.
La phase liquide issue du séparateur 9 et celle issue de la presse 10 sont réunies et envoyées vers le réacteur primaire R1. I1 est à noter qu'une dérivation 11 permet, pendant la phase de démarrage de l'installation, d'envoyer la solution acide du réservoir de mélange 7 vers le réacteur primaire R1, cependant que des conduits 12 permettent de délivrer une fraction du jus issu du réacteur de posthydrolyse Rp vers les réacteurs primaires R2 et R3.
Par ailleurs, à la sortie du réservoir de stockage 6, les hydrolysats sont neutralisés à la chaux dans une cuve de neutralisation 13 et filtrés dans un filtre à plaques 14 pour séparer le sulfate de calcium du sirop de xylose.
Exemple 1 : matières premières constituées par du sorgho
Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir d'une variété de sorgho fourrager "Sorgho bicolor't (variété 877 F).
Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir d'une variété de sorgho fourrager "Sorgho bicolor't (variété 877 F).
Le sorgho est fauché et séché à l'air libre dans le champ. Sa matière sèche finale est de 90 m. L'ensemble de la plante est broyé dans le broyeur 1 muni d'une grille de 10 mm afin de régulariser la granulométrie.
On effectue d'abord 3 cycles complets de fonctionnement correspondant à la phase de démarrage, sans obtenir ni les rendements ni les concentrations désirés.
Ensuite, un échantillon de 3,0 kg de matière (environ 2,7 kg de matière sèche) contenu dans la trémie de stockage 2 est divisé en trois pour être traité par lots de même poids dans les trois réacteurs primaires R1, R2, R3 (lots 111, M2, M3 3 de 1 kg chacun).
On introduit dans le réacteur primaire R1 le lot K1 et un bain d'acide sulfurique (jus d) (14,0 1) de concentration égale à environ 0,150 mole par litre, provenant entièrement de l'étape de post-hydrolyse par l'intermédiaire du filtre 9 et de la presse 10 (jus d). La quantité de matière sèche est de 0,064 kg/litre de bain (soit un rapport liquide/ matière "brute" égal à 14). Le temps de séjour dans le réacteur primaire R1 est de 85 minutes alors que le mélange est porté à une température de 1200 C.
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 3 (maille de filtration de 100 microns), l'hydrolysat (jus a) issu de ce réacteur primaire R1, correspondant à 13 litres/kg de matière (13,0 1), est complété à raison de 1 litre/kg (1,0 1) avec du jus (d) provenant du réacteur de post-hydrolyse Rp, de façon à obtenir un volume suffisant pour hydrolyser une même quantité de matière M2 (1,0 kg) dans le réacteur K2.
Ce deuxième lot de matière végétale t12 est porté à une température de 1200 C dans le réacteur R2, pour un même rapport liquide/solide, mais avec un temps de séjour de 75 minutes. L'acidité globale du jus est inférieure à celle du jus (d).
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 4 (maille de filtration de 100 microns), l'hydrolysat (jus b) issu de ce deuxième réacteur primaire R2, correspondant à 13 litres/kg de matière (13,0 1), est à nouveau complété à raison de 1 litre/kg (1,0 1) avec du jus (d) provenant de la post-hydrolyse, de façon à obtenir un volume suffisant pour hydrolyser une même quantité de matière (t13) (1,0 kg) dans le réacteur R3.
Ce troisième lot de matière véyétale 113 est porté à une température de 1200 C dans le réacteur R3 pour un même rapport liquide/solide, mais avec un temps de séjour de 65 minutes. L'acidité globale du jus est inférieure à celle du jus (d).
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 5 (maille de filtration de 100 microns), l'hydrolysat (jus c) issu de ce troisième réacteur primaire d'hydrolyse R3 (13 litres/kg de matière) est envoyé dans la cuve de stockage 6. Le pH très bas (voisin de 1) permet une bonne conservation à température ambiante pendant une longue durée.
Les résidus d'hydrolyse provenant des réacteurs primaires R1, R2, R3, après passaye dans les séparateurs 3, 4 et 5, sont regroupés et envoyés dans le réacteur R (23 1) en même temps qu'un bain aqueux acidulé frais provenant du réservoir de mélange 7, d'une concentration en acide sulfurique de 0,184 mole/litre et préparé à partir d'eau déminéralisée. Dans cette étape d'hydrolyse, la quantité de liquide est calculee de façon à obtenir suffisamment de jus pour réaliser l'hydrolyse dans le réacteur R (jus d) et le complément des jus (a) et (b), soit un volume de 16 litres pour 3 kg de matière. Le mélange est alors chauffé à une température de 1300 C pendant 50 minutes.
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 9, puis pressage mécanique dans la presse 10, une partie du jus (14 litres/kg de matière sur 16 recueillis) provenant de cette post-hydrolyse sert à alimenter le réacteur primaire R1 de la première étape. L'autre partie servira à compléter les jus (a) et (b) par les conduits 12.
L'hydrolysat recueilli après stockage dans la cuve 6 est ramené à un pil de 4,0 par addition de chaux.
L'ensemble est filtré sur le filtre à plaques 14 (porosité de 40 à 50 microns) de façon à retirer les sels de sulfate de calcium (CaSO4) précipités.
Les résultats obtenus dans cet exemple sont repris dans le tableau ci-dessous
<tb> <SEP> Concentration <SEP> des <SEP> jus <SEP> Temps <SEP> Tempé- <SEP> Valeur
<tb> <SEP> en <SEP> xylose <SEP> (9/l) <SEP> de <SEP> rature <SEP> expression
<tb> <SEP> séjour <SEP> (OC) <SEP> cinétique
<tb> <SEP> (mn)
<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie
<tb> Réacteur <SEP> 1 <SEP> 8,4 <SEP> 17,6 <SEP> (jus <SEP> a) <SEP> 85 <SEP> 120 <SEP> 12,4
<tb> Réacteur <SEP> 2 <SEP> 17,0 <SEP> 27,0 <SEP> (jus <SEP> b) <SEP> 75 <SEP> 120 <SEP> 10,4
<tb> Réacteur <SEP> 3 <SEP> 25,7 <SEP> 33,7 <SEP> (jus <SEP> c) <SEP> 65 <SEP> 120 <SEP> 8,1
<tb> Réacteur <SEP> Rp <SEP> 0 <SEP> 8,4 <SEP> (jus <SEP> d) <SEP> 50 <SEP> 130
<tb>
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 16,2
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 84 X
Exemple 2 : matières premières constituées par des pailles de blé
Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir de pailles de blé ramassées après récolte du grain. Les pailles sont récoltées au moment des moissons et mises en balles pour le stockage (matière sèche de 92 Su;). Le protocole d'hydrolyse est le même que celui suivi dans l'exemple nO 1.
<tb> <SEP> en <SEP> xylose <SEP> (9/l) <SEP> de <SEP> rature <SEP> expression
<tb> <SEP> séjour <SEP> (OC) <SEP> cinétique
<tb> <SEP> (mn)
<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie
<tb> Réacteur <SEP> 1 <SEP> 8,4 <SEP> 17,6 <SEP> (jus <SEP> a) <SEP> 85 <SEP> 120 <SEP> 12,4
<tb> Réacteur <SEP> 2 <SEP> 17,0 <SEP> 27,0 <SEP> (jus <SEP> b) <SEP> 75 <SEP> 120 <SEP> 10,4
<tb> Réacteur <SEP> 3 <SEP> 25,7 <SEP> 33,7 <SEP> (jus <SEP> c) <SEP> 65 <SEP> 120 <SEP> 8,1
<tb> Réacteur <SEP> Rp <SEP> 0 <SEP> 8,4 <SEP> (jus <SEP> d) <SEP> 50 <SEP> 130
<tb>
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 16,2
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 84 X
Exemple 2 : matières premières constituées par des pailles de blé
Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir de pailles de blé ramassées après récolte du grain. Les pailles sont récoltées au moment des moissons et mises en balles pour le stockage (matière sèche de 92 Su;). Le protocole d'hydrolyse est le même que celui suivi dans l'exemple nO 1.
La quantité de matière traitée est également de 3,0 kg.
Les résultats obtenus dans cet exemple sont repris dans le tableau ci-dessous
<tb> <SEP> Concentration <SEP> des <SEP> jus <SEP> Temps <SEP> Tempéra <SEP> Valeur
<tb> <SEP> en <SEP> xylose <SEP> (g/l) <SEP> de <SEP> ture <SEP> expression
<tb> <SEP> séjour <SEP> (OC) <SEP> cinétique
<tb> <SEP> (mn)
<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie
<tb> Réacteur <SEP> 1 <SEP> 10,0 <SEP> 20,8 <SEP> (jus <SEP> a) <SEP> 80 <SEP> 120 <SEP> 11,7
<tb> Réacteur <SEP> 2 <SEP> 20,0 <SEP> 30,4 <SEP> (jus <SEP> b) <SEP> 70 <SEP> 120 <SEP> 9,7
<tb> Réacteur <SEP> 3 <SEP> 29,0 <SEP> 38,9 <SEP> (jus <SEP> c) <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 7,4
<tb> Réacteur <SEP> R <SEP> 0 <SEP> 10,0 <SEP> (jus <SEP> d) <SEP> 35 <SEP> 130 <SEP> <SEP> - <SEP>
<tb>
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 18,4 m
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 87,6 m.
<tb> <SEP> en <SEP> xylose <SEP> (g/l) <SEP> de <SEP> ture <SEP> expression
<tb> <SEP> séjour <SEP> (OC) <SEP> cinétique
<tb> <SEP> (mn)
<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie
<tb> Réacteur <SEP> 1 <SEP> 10,0 <SEP> 20,8 <SEP> (jus <SEP> a) <SEP> 80 <SEP> 120 <SEP> 11,7
<tb> Réacteur <SEP> 2 <SEP> 20,0 <SEP> 30,4 <SEP> (jus <SEP> b) <SEP> 70 <SEP> 120 <SEP> 9,7
<tb> Réacteur <SEP> 3 <SEP> 29,0 <SEP> 38,9 <SEP> (jus <SEP> c) <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 7,4
<tb> Réacteur <SEP> R <SEP> 0 <SEP> 10,0 <SEP> (jus <SEP> d) <SEP> 35 <SEP> 130 <SEP> <SEP> - <SEP>
<tb>
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 18,4 m
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 87,6 m.
Exemple 3 matières premières constituées par des rafles de mais
Uas cet exeple, le xylose xylose est p r é p a r é à partir de rafles de mais ramassées après récolte du grain. La matière sèche finale est de 90 ca. Le protocole d'hydrolyse est le même que celui suivi dans exemple n 1, si ce n'est la taille de la grille du broyeur qui est diminuée à 5 mm. La quantité de matière traitée est également de 3,0 kg mais le rapport liquide/solide passe à 12 dans les réacteurs R1, R2,
R3 et à 14 litres pour 3 kg de matière dans le réacteur de post-hydrolyse Rp.
Uas cet exeple, le xylose xylose est p r é p a r é à partir de rafles de mais ramassées après récolte du grain. La matière sèche finale est de 90 ca. Le protocole d'hydrolyse est le même que celui suivi dans exemple n 1, si ce n'est la taille de la grille du broyeur qui est diminuée à 5 mm. La quantité de matière traitée est également de 3,0 kg mais le rapport liquide/solide passe à 12 dans les réacteurs R1, R2,
R3 et à 14 litres pour 3 kg de matière dans le réacteur de post-hydrolyse Rp.
Les résultats obtenus dans cet exemple sont repris dans le tableau ci-dessous
<tb> <SEP> Concentration <SEP> des <SEP> jus <SEP> Temps <SEP> Tempé- <SEP> Valeur
<tb> <SEP> en <SEP> xylose <SEP> (g/l) <SEP> de <SEP> rature <SEP> expression
<tb> <SEP> séjour <SEP> (OC) <SEP> cinétique
<tb> <SEP> (mn)
<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie
<tb> Réacteur <SEP> 1 <SEP> 10,0 <SEP> 27,6 <SEP> (jus <SEP> a) <SEP> 65 <SEP> 120 <SEP> 8,1
<tb> Réacteur <SEP> 2 <SEP> 26,1 <SEP> 44,6 <SEP> (jus <SEP> b) <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 7,4
<tb> Réacteur <SEP> 3 <SEP> 41,7 <SEP> 57,7 <SEP> (jus <SEP> c) <SEP> 50 <SEP> 120 <SEP> 6,8
<tb> Réacteur <SEP> Rp <SEP> 0 <SEP> 10,0 <SEP> (jus <SEP> d) <SEP> 40 <SEP> <SEP> 130 <SEP> - <SEP>
<tb>
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 23,5 m
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 92 Ó.
<tb> <SEP> en <SEP> xylose <SEP> (g/l) <SEP> de <SEP> rature <SEP> expression
<tb> <SEP> séjour <SEP> (OC) <SEP> cinétique
<tb> <SEP> (mn)
<tb> <SEP> entrée <SEP> sortie
<tb> Réacteur <SEP> 1 <SEP> 10,0 <SEP> 27,6 <SEP> (jus <SEP> a) <SEP> 65 <SEP> 120 <SEP> 8,1
<tb> Réacteur <SEP> 2 <SEP> 26,1 <SEP> 44,6 <SEP> (jus <SEP> b) <SEP> 60 <SEP> 120 <SEP> 7,4
<tb> Réacteur <SEP> 3 <SEP> 41,7 <SEP> 57,7 <SEP> (jus <SEP> c) <SEP> 50 <SEP> 120 <SEP> 6,8
<tb> Réacteur <SEP> Rp <SEP> 0 <SEP> 10,0 <SEP> (jus <SEP> d) <SEP> 40 <SEP> <SEP> 130 <SEP> - <SEP>
<tb>
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 23,5 m
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 92 Ó.
Claims (19)
1/ - Procédé pour préparer un sirop concentré de pentoses et/ou hexoses par hydrolyse de matières premières végétales riches en hémicelluloses, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur plusieurs lots de matières premières végétales (M1, 1ç12, M3) des hydrolyses en milieu acidulé dans des réacteurs primaires distincts (R1, R2, R3) dans les conditions suivantes
(a) les réacteurs primaires (R1, R2, R3) sont alimentés en parallèle en matières premières végétales CM1, '12 M 3),
(b) les bains d'hydrolyse sont amenés à circuler successivement d'un réacteur primaire à l'autre depuis un premier réacteur (R1) jusqu'à un dernier réacteur (R3),
(c) les conditions de durée, de température et d'acidité des hydrolyses dans les réacteurs primaires (R1, R 2' R 3) sont ajustées dans des plages respectivement de 10 à 120 minutes, de 100 à 1500 C et de 0,04 à 0,8 mole d'ion H+ par litre de solution, le choix de ces paramètres dans ces plages étant effectué de sorte que les conditions d'hydrolyse soient de plus en plus douces depuis le premier réacteur primaire (R1) jusqu'au dernier (fui3),
(d) les matières végétales hydrolysées dans les réacteurs primaires (R1, R2, R3) sont extraites en parallèle et disposées dans un réacteur de post-hydrolyse (R )
p soumis à des conditions d'hydrolyse acide plus sévères que celles du premier réacteur primaire (R1),
(e) le jus issu du réacteur de post-hydrolyse (R p) est utilisé pour constituer le bain du premier réacteur primaire (R1),
(f) le jus issu du dernier réacteur primaire (R3) est récupéré et neutralisé pour fournir le sirop concentré de pentose et/ou hexose
2/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un acide minéral est ajouté dans le réacteur de post-hydrolyse (Rp) de façon que l'acidité du bain
p de post-hydrolyse soit comprise entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution, les hydrolyses dans les réacteurs primaires étant réalisées sans ajout d'acide de façon que l'acidité des bains de ces réacteurs soit inférieure à celle du bain de post-hydrolyse et décroisse depuis le premier réacteur (R1) vers le dernier réacteur (R3).
3/ - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse (R ) est mélangée entre deux réacteurs
p primaires successifs au bain circulant d'un réacteur vers 1 ' autre.
4/ - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les matières premières végétales (M1, M2, M3) sont traitées en parallèle dans trois réacteurs primaires (R1, R2, R3), les bains d'hydrolyse circulant successivement du premier (R1) au troisième (R3) avec récupération et neutralisation du jus en sortie de ce dernier.
5/ - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que
les tlydrolyses dans les trois réacteurs primaires (R1, R2, R3) sont effectuées à une température T sensiblement identique comprise entre 1100 et 1300 C,
la durée (tl) de la première hydrolyse dans le réacteur (R1) est ajustée entre 20 et 110 minutes,
la durée (t2) de la deuxième hydrolyse dans le réacteur (R2) est inférieure à la durée (tl) d'une valeur ( art2) comprise entre 5 et 15 minutes,
la durée (t3) de la troisième hydrolyse dans le réacteur (R3) est inférieure à la durée (t2) d'une valeur ( 8 t3) comprise entre 5 et 15 minutes,
la post-hydrolyse dans le réacteur (R ) est
p effectuée à une température (Tp) supérieure à la température T
p d'une valeur ( /\ T ) comprise entre 50 et 200, pendant une
p durée de m è m e ordre que la durée ( tu ) de la t r o i s i è rn e hydrolyse et au plus égale à celle-ci.
6/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que
les réacteurs primaires (R1, R 2' K3) sont alimentés de sorte que le ratio liquide/solide -r- de chaque réacteur primaire soit compris entre 4 et 20 kg de liquide par kg de matière sèche, le réacteur de post-hydrolyse (R ) est
p alimenté de sorte que le ratio liquide/solide -rp- dudit réacteur de post-hydrolyse soit compris entre -0,3 r- et -0,5 r-.
7/ - Procédé selon 1'une des revendications 1 à 6, dans lequel les hydrolyses et post-hydrolyse sont réalisées dans des réacteurs autoclaves (R1, R2, R3, R ) à une
p pression fonction de la température.
8/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le résidu solide issu de la posthydrolyse est lavé à l'eau, cette eau de lavage étant utilisée comme bain de post-hydrolyse après acidification.
9/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par une mise en oeuvre en continu pour les flux de matières solides et pour les flux de liquides, une phase de démarrage étant réalisée au début de la mise en oeuvre et consistant à introduire dans le premier réacteur primaire (R1) un bain aqueux acide ayant une acidité ajustée entre 0,2 et U,6 mole d'ion H+ par litre de solution.
10/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le jus issu du dernier réacteur primaire (R3) est neutralisé à la chaux et/ou à l'ammoniaque.
11/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les matières premières végétales (M1, Tri2, M3) sont préalablement broyées pour être réduites à une granulométrie moyenne inférieure à 10 min.
12/ - Procédé selon la revendication 5 pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose, dans lequel les matières premières végétales sont constituées par des plants entiers de sorgho, caractérisé en ce que
la durée (tl) et la température (T1) de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 60 à 100 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée (t2) et la température (T2) de la deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 50 à 90 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée (t3) et la température (T3) de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les I e s plages suivantes : 40 à 75 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée (tp) et la température (T ) de la
p p post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 50 minutes, 1250 à 1350 C.
13/ - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ratio liquide/solide (r) de chaque hydrolyse primaire est compris entre 8 et 14 kg de liquide par kg de matière sèche et le ratio liquide/solide (rp) de la
p post-hydrolyse est compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.
14/ - Procédé selon la revendication 5 pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose, dans lequel les matières premières végétales sont constitués par des raffles de mais, caractérisé en ce que
la durée (tl) et la température (T1) de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 45 à 75 minutes, 1150 à 1250C,
la durée (t2) et la température (T2) de la deuxième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 35 à 60 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée (t3) et la température (T3) de la troisième hydrolyse sont comprises respectivenient dans les plages suivantes : 20 à 40 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée (tp) et la température (Tp) de la
p p post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 40 minutes, 1250 à 1350 C.
15/ - Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les ratios liquide/solide (r) et (r )
p des hydrolyses primaires et de la post-hydrolyse sont respectivement compris entre 6 et 10 ou entre 2,5 et 5 k g de liquide par kg de matière sèche.
16/ - Procédé selon la revendication 5 pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose, dans lequel les matières premières végétales sont constituées par de la paille de blé, caractérisé en ce que
la durée (tl) et la température (T1) de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 45 à 80 minutes, 1150 à 1250 C,
la durée (t2) et la température (T2) de la deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 35 à 65 minutes, 1150 à 1250 C,
. la durée (t3) et la température (T3) de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 30 à 45 minutes, 1150 à 1250 C,
. la durée (tp) et la température (T ) de la
p p post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 40 minutes, 1250 à 1350 C.
17/ - Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les ratios liquide/solide (r) et (r ) p des hydrolyses primaires et de la post-hydrolyse sont respectivement compris entre 7 et 13 ou entre 3 et 6 k g de liquide par kg de matière sèche.
18/ - Installation de traitement de matières végétales permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois réacteurs primaires d'hydrolyse (R1,
R2, R3), des moyens d'alimentation en parallèle desdits réacteurs en matières végétales, une entrée de liquide vers un des réacteurs dit premier réacteur primaire cor1), des moyens de circulation en série des jus d'un réacteur à l'autre depuis le premier réacteur (R1) jusqu a un dernier réacteur primaire CR3), une sortie de jus du dernier réacteur primaire (R3), une unité de neutralisation du jus issu dudit dernier réacteur primaire (R3), un réacteur de post-hydrolyse (ri), des moyens de transfert des matières solides des réacteurs primaires (R1,
R2, R3) vers ledit réacteur de post-hydrolyse (R ), des moyens
p d'extraction des résidus solides du réacteur de posthydrolyse, une entrée de liquide vers ledit réacteur de post hydrolyse (Rp), des moyens de circulation du jus extrait du
p réacteur de post-hydrolyse (R ) vers l'entrée de liquide du
p premier réacteur primaire (R1), des moyens de régulation de température permettant d'ajuster la température des réacteurs primaires et réacteur de post-hydrolyse, et une unité d'acidification reliée en particulier à l'entrée de liquide du réacteur de post-hydrolyse.
19/ - Installation de traitement selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comprend des conduits de dérivation (12) d'une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse (R ) vers les réacteurs primaires
p (R2, R3) autres que le premier.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9013408A FR2668165A1 (fr) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Procede et installation pour preparer un jus concentre de pentoses et/ou hexoses a partir de matieres vegetales riches en hemicelluloses. |
| PCT/FR1991/000825 WO1992007098A1 (fr) | 1990-10-23 | 1991-10-21 | Procede et installation pour preparer un jus concentre de pentoses et/ou hexoses a partir de matieres vegetales riches en hemicelluloses |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9013408A FR2668165A1 (fr) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | Procede et installation pour preparer un jus concentre de pentoses et/ou hexoses a partir de matieres vegetales riches en hemicelluloses. |
Publications (1)
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|---|---|---|---|
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| FR2327314A1 (fr) * | 1975-10-08 | 1977-05-06 | Sued Chemie Ag | Procede d'attaque en deux stades des hemicelluloses de produits naturels renfermant du xylane en vue de la recuperation du xylose |
| FR2327313A1 (fr) * | 1975-10-08 | 1977-05-06 | Sued Chemie Ag | Procede d'attaque en deux stades de produits naturels renfermant du xylane en vue de la recuperation du xylose |
| US4070232A (en) * | 1974-02-15 | 1978-01-24 | Funk Harald F | Prehydrolysis and digestion of plant material |
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| EP0178777A2 (fr) * | 1984-09-13 | 1986-04-23 | Jack Tama Haigh Just | Hydrolyse de matériaux lignocellulosiques |
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1990
- 1990-10-23 FR FR9013408A patent/FR2668165A1/fr active Pending
-
1991
- 1991-10-21 WO PCT/FR1991/000825 patent/WO1992007098A1/fr unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE2413306A1 (de) * | 1973-05-04 | 1974-11-21 | Sulzer Ag | Verfahren zum herstellen von xyloseloesung und erzeugnis |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1992007098A1 (fr) | 1992-04-30 |
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