FR3029531A1 - PROCESS FOR THE PRETREATMENT OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS IN HYDRATES INORGANIC SALTS - Google Patents
PROCESS FOR THE PRETREATMENT OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS IN HYDRATES INORGANIC SALTS Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé de traitement de biomasse lignocellulosique comprenant au moins :a) une étape de mise en suspension de la biomasse lignocellulosique dans un milieu liquide comprenant au moins un sel inorganique hydraté, b) une étape de séparation solide-liquide appliquée à la suspension obtenue à l'étape a) permettant d'obtenir d'une part une fraction solide et d'autre part une fraction liquide, c) au moins une étape de cuisson de la fraction solide obtenue à l'étape b) dans un milieu liquide comprenant au moins un sel inorganique hydraté, d) une étape de séparation solide-liquide appliquée au mélange issu de l'étape c) de cuisson permettant d'obtenir d'une part une fraction solide et d'autre part une fraction liquide; le procédé étant caractérisé en ce que la phase liquide du mélange obtenu à l'étape c) présente une concentration en sel inorganique supérieure à celle de la phase liquide de la suspension obtenue à l'étape a) ; ladite concentration en sel inorganique du mélange obtenu à l'étape c) étant d'au moins 45% poids.The invention relates to a method for treating lignocellulosic biomass comprising at least: a) a step of suspending the lignocellulosic biomass in a liquid medium comprising at least one hydrated inorganic salt, b) a solid-liquid separation step applied to the suspension obtained in step a) making it possible to obtain, on the one hand, a solid fraction and, on the other hand, a liquid fraction, c) at least one step of cooking the solid fraction obtained in step b) in a liquid medium comprising at least one hydrated inorganic salt, d) a solid-liquid separation step applied to the mixture resulting from the c) step of obtaining a solid fraction on the one hand and a liquid fraction on the other hand ; the method being characterized in that the liquid phase of the mixture obtained in step c) has an inorganic salt concentration higher than that of the liquid phase of the suspension obtained in step a); said inorganic salt concentration of the mixture obtained in step c) being at least 45% by weight.
Description
1 Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de la production de biocarburants et de produits chimiques bio-sourcés. Plus particulièrement, l'invention concerne le domaine du prétraitement et de la conversion de la biomasse lignocellulosique pour la production de biocarburants et de produits chimiques bio-sourcés. Art antérieur Devant l'augmentation de la pollution et du réchauffement climatique, de nombreuses études sont actuellement menées pour utiliser et optimiser les bioressources renouvelables, comme la biomasse lignocellulosique. La biomasse lignocellulosique est composée de trois principaux polymères : la cellulose (35 à 50%), l'hémicellulose (23 à 32%) qui est un polysaccharide essentiellement constitué de pentoses et d'hexoses et la lignine (15 à 25%) qui est un polymère de structure complexe et de haut poids moléculaire, provenant de la copolymérisation d'alcools phénylpropénoïques. Ces différentes molécules sont responsables des propriétés intrinsèques de la paroi végétale et s'organisent en un enchevêtrement complexe.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of the production of biofuels and bio-sourced chemicals. More particularly, the invention relates to the field of pretreatment and conversion of lignocellulosic biomass for the production of biofuels and bio-sourced chemicals. Background Art In the face of increasing pollution and global warming, numerous studies are currently being conducted to utilize and optimize renewable bio-resources, such as lignocellulosic biomass. Lignocellulosic biomass is composed of three main polymers: cellulose (35 to 50%), hemicellulose (23 to 32%) which is a polysaccharide essentially consisting of pentoses and hexoses and lignin (15 to 25%) which is a polymer of complex structure and high molecular weight, from the copolymerization of phenylpropenoic alcohols. These different molecules are responsible for the intrinsic properties of the plant wall and are organized in a complex entanglement.
La cellulose, majoritaire dans cette biomasse, est ainsi le polymère le plus abondant sur Terre et celui qui présente le plus grand potentiel pour former des matériaux et des biocarburants. Cependant le potentiel de la cellulose et de ses dérivés n'a pas pu, pour le moment, être complètement exploité, principalement en raison de la difficulté d'extraction de la cellulose. En effet, cette étape est rendue difficile par la structure même des plantes. Les verrous technologiques identifiés à l'extraction et la transformation de la cellulose sont notamment son accessibilité, sa cristallinité, son degré de polymérisation, la présence de l'hémicellulose et de la lignine. Il est donc indispensable de mettre au point de nouvelles méthodes de prétraitement de la biomasse lignocellulosique pour un accès plus aisé à la cellulose et permettre sa transformation.Cellulose, the majority of this biomass, is thus the most abundant polymer on Earth and the one with the greatest potential for forming materials and biofuels. However, the potential of cellulose and its derivatives has not, for the moment, been fully exploited, mainly because of the difficulty of extracting cellulose. Indeed, this step is made difficult by the very structure of the plants. The technological barriers identified in the extraction and transformation of cellulose include its accessibility, its crystallinity, its degree of polymerization, the presence of hemicellulose and lignin. It is therefore essential to develop new pretreatment methods for lignocellulosic biomass for easier access to cellulose and to allow its transformation.
3029531 2 En particulier, la production de biocarburants est une application nécessitant un prétraitement de la biomasse. En effet, la seconde génération de biocarburant utilise comme charge les déchets végétaux ou agricoles, tel que le bois, la paille, ou des plantations dédiées à fort potentiel de croissance comme le miscanthus. Cette matière première est 5 perçue comme une solution alternative, durable, ayant peu ou pas d'impact sur l'environnement et son coût faible et sa grande disponibilité en font un solide candidat pour la production de biocarburants. La production d'intermédiaires chimiques par des procédés biotechnologiques, qui utilisent 10 notamment une ou plusieurs étapes de fermentation, requiert également un prétraitement de la biomasse pour utiliser une matière première lignocellulosique dont l'usage ne rentre pas en compétition avec l'alimentation. Le principe du procédé de conversion de la biomasse lignocellulosique par des procédés 15 biotechnologiques utilise une étape d'hydrolyse enzymatique de la cellulose contenue dans les matières végétales pour produire du glucose. Le glucose obtenu peut ensuite être fermenté en différents produits tels que des alcools (éthanol, 1,3-propanediol, 1-butanol, 1,4- butanediol, ...) ou des acides (acide acétique, acide lactique, acide 3-hydroxypropionique, acide fumarique, acide succinique, ...).In particular, the production of biofuels is an application requiring pretreatment of the biomass. Indeed, the second generation of biofuel uses as load vegetable or agricultural waste, such as wood, straw, or plantations with high growth potential such as miscanthus. This raw material is perceived as an alternative, sustainable solution having little or no impact on the environment and its low cost and high availability make it a solid candidate for biofuel production. The production of chemical intermediates by biotechnological processes, which use in particular one or more fermentation steps, also requires pretreatment of the biomass to use a lignocellulosic raw material whose use does not compete with the feed. The principle of the process for conversion of lignocellulosic biomass by biotechnological processes uses a step of enzymatic hydrolysis of the cellulose contained in the plant material to produce glucose. The glucose obtained can then be fermented into different products such as alcohols (ethanol, 1,3-propanediol, 1-butanol, 1,4-butanediol, etc.) or acids (acetic acid, lactic acid, 3- hydroxypropionic acid, fumaric acid, succinic acid, etc.).
20 Cependant, la cellulose contenue dans la biomasse lignocellulosique est particulièrement réfractaire à l'hydrolyse enzymatique, notamment car la cellulose n'est pas directement accessible aux enzymes. Pour s'affranchir de ce caractère réfractaire, une étape de prétraitement en amont de l'hydrolyse enzymatique est nécessaire. Il existe de nombreuses 25 méthodes de traitement chimique, enzymatique, microbiologique des matériaux riches en cellulose pour améliorer l'étape ultérieure d'hydrolyse enzymatique. Ces méthodes sont par exemple : l'explosion à la vapeur, le procédé organosolv, l'hydrolyse à l'acide dilué ou concentré ou encore le procédé AFEX ("Ammonia Fiber Explosion"). Ces 30 techniques sont encore perfectibles et souffrent notamment de coûts encore trop élevés, de problèmes de corrosion, de faibles rendements et de difficultés d'extrapolation au niveau industriel (F. Talebnia, D. Karakashev, I. Angelidaki Biores. Technol. 2010, 101, 4744-4753).However, the cellulose contained in the lignocellulosic biomass is particularly refractory to enzymatic hydrolysis, especially since the cellulose is not directly accessible to the enzymes. To overcome this refractory nature, a pretreatment step upstream of the enzymatic hydrolysis is necessary. There are many methods of chemical, enzymatic, microbiological treatment of cellulose-rich materials to improve the subsequent stage of enzymatic hydrolysis. These methods are for example: steam explosion, organosolv process, dilute or concentrated acid hydrolysis or AFEX ("Ammonia Fiber Explosion") process. These techniques are still perfectible and suffer in particular still too high costs, problems of corrosion, low yields and difficulties of extrapolation at the industrial level (F. Talebnia, D. Karakashev, I. Angelidaki Biores, Technol 2010, 101, 4744-4753).
3029531 3 La biomasse lignocellulosique à l'état naturel contient aussi de l'eau en quantité plus ou moins importante en fonction du type de biomasse, de la zone de culture, de la période de récolte. A titre d'exemple, la siccité des eucalyptus varie entre 43 et 48 % et celle du peuplier entre 45 et 50 `Vo.3029531 3 Natural lignocellulosic biomass also contains water in a greater or lesser quantity depending on the type of biomass, the growing area and the harvest period. For example, the dryness of eucalyptus varies between 43 and 48% and that of poplar between 45 and 50%.
5 Les brevets FR2963008, FR2963009 ou FR2979913 ont montré qu'un prétraitement de la biomasse lignocellulosique pouvait être obtenu par cuisson de la biomasse dans un sel inorganique hydraté. Cependant une faible siccité de la biomasse peut alors provoquer une dilution du sel inorganique hydraté mis en oeuvre dans l'étape de cuisson et limiter ainsi 10 l'efficacité de ce prétraitement. Il existe toujours un besoin d'améliorer les procédés de prétraitement de la biomasse lignocellulosique.FR2963008, FR2963009 or FR2979913 have shown that a pretreatment of the lignocellulosic biomass could be obtained by cooking the biomass in a hydrated inorganic salt. However, a low dryness of the biomass can then cause a dilution of the hydrated inorganic salt used in the cooking step and thus limit the effectiveness of this pretreatment. There is still a need to improve pretreatment processes for lignocellulosic biomass.
15 Description détaillée de l'invention Le procédé de traitement de biomasse lignocellulosique selon la présente invention comprend au moins : 20 a) une étape de mise en suspension de la biomasse lignocellulosique dans un milieu liquide comprenant au moins un sel inorganique hydraté de formule (1) : MX,.yH20 dans lequel M est un métal choisi dans les groupes 1 à 13 de la classification périodique, X est un anion et n est un nombre entier compris entre 1 et 6 et y étant compris entre 0,5 et 12, 25 b) une étape de séparation solide-liquide appliquée à la suspension obtenue à l'étape a) permettant d'obtenir d'une part une fraction solide et d'autre part une fraction liquide, c) au moins une étape de cuisson de la fraction solide obtenue à l'étape b) dans un milieu 30 liquide comprenant au moins un sel inorganique hydraté de formule (2) : M'X'n,.zH20 dans lequel M' est un métal choisi dans les groupes 1 à 13 de la classification périodique, X' est un anion et n' est un nombre entier compris entre 1 et 6 et z étant compris entre 0,5 et 12, 3029531 4 d) au moins une étape de séparation solide-liquide appliquée au mélange issu de l'étape c) de cuisson permettant d'obtenir d'une part une fraction solide et d'autre part une fraction liquide; 5 le procédé étant caractérisé en ce que la phase liquide du mélange obtenu à l'étape c) présente une concentration en sel inorganique supérieure à celle de la phase liquide de la suspension obtenue à l'étape a) ; ladite concentration en sel inorganique du mélange obtenu à l'étape c) étant d'au moins 45% poids.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method for treating lignocellulosic biomass according to the present invention comprises at least: a) a step of suspending the lignocellulosic biomass in a liquid medium comprising at least one hydrated inorganic salt of formula (1) ): MX, .yH20 wherein M is a metal selected from Groups 1 to 13 of the Periodic Table, X is an anion and n is an integer from 1 to 6 and y is from 0.5 to 12, B) a solid-liquid separation step applied to the suspension obtained in step a) making it possible to obtain, on the one hand, a solid fraction and, on the other hand, a liquid fraction, c) at least one cooking step of the solid fraction obtained in step b) in a liquid medium comprising at least one hydrated inorganic salt of formula (2): M'X'n, · zH 2 O wherein M 'is a metal selected from groups 1 to 13 of the periodic table, X 'is an anion and is not an integer between 1 and 6 and z being between 0.5 and 12, d) at least one solid-liquid separation step applied to the mixture resulting from the cooking step c) making it possible to obtain a solid fraction and a liquid fraction; The process being characterized in that the liquid phase of the mixture obtained in step c) has an inorganic salt concentration higher than that of the liquid phase of the suspension obtained in step a); said inorganic salt concentration of the mixture obtained in step c) being at least 45% by weight.
10 La « phase liquide de la suspension obtenue à l'étape a) » est entendue selon l'invention comme étant la phase liquide résultant de l'addition du milieu liquide de l'étape a) et de la phase liquide issue de la biomasse. La « phase liquide du mélange obtenu à l'étape c) » est entendue selon l'invention comme 15 étant la phase liquide résultant de l'addition du milieu liquide de l'étape c) et de la phase liquide issue de la fraction solide issue de l'étape b). De manière préférée, dans le procédé selon la présente invention M = M' et X = X'. La cuisson directe d'une biomasse lignocellulosique dans un milieu liquide constitué d'un sel inorganique hydraté, met en relation quatre grandeurs liées entre elles à savoir : la siccité de 20 la biomasse; la teneur de la biomasse dans l'étape de cuisson (teneur exprimée en base sèche); la concentration du sel inorganique en entrée de l'étape de cuisson; et la concentration du sel inorganique dans la phase liquide du milieu de cuisson. Dans cette relation, le choix de la valeur de trois grandeurs impose la valeur de la quatrième grandeur.The "liquid phase of the suspension obtained in step a)" is understood according to the invention as being the liquid phase resulting from the addition of the liquid medium of step a) and of the liquid phase resulting from biomass. . The "liquid phase of the mixture obtained in step c)" is understood according to the invention as being the liquid phase resulting from the addition of the liquid medium of step c) and of the liquid phase resulting from the solid fraction. from step b). Preferably, in the process according to the present invention M = M 'and X = X'. Direct cooking of lignocellulosic biomass in a liquid medium consisting of a hydrated inorganic salt, relates four quantities related to each other namely: the dryness of the biomass; the biomass content in the cooking stage (content expressed as dry basis); the concentration of the inorganic salt at the input of the cooking step; and the concentration of the inorganic salt in the liquid phase of the cooking medium. In this relation, the choice of the value of three quantities imposes the value of the fourth magnitude.
25 Ainsi, dans un cas de figure, par rapport à une cuisson directe de la biomasse lignocellulosique dans un sel inorganique hydraté selon l'art antérieur, le procédé selon la présente invention présente l'avantage pour une siccité de la biomasse fixée, une concentration du sel inorganique en entrée de l'étape de cuisson fixée et une concentration du sel inorganique dans la phase liquide du milieu de cuisson fixée, de permettre 30 d'augmenter la teneur (exprimée en base sèche) de la biomasse dans l'étape de cuisson. Selon un autre cas de figure, le procédé selon la présente invention présente l'avantage par rapport à une cuisson directe de la biomasse lignocellulosique dans le sel inorganique 3029531 5 hydraté selon l'art antérieur, pour une siccité de la biomasse fixée, une teneur (exprimée en base sèche) de la biomasse dans l'étape de cuisson fixée et une concentration du sel inorganique en entrée de l'étape de cuisson fixée, de permettre d'augmenter la concentration du sel inorganique dans la phase liquide du milieu de cuisson.Thus, in one case, with respect to a direct cooking of the lignocellulosic biomass in an inorganic salt hydrated according to the prior art, the method according to the present invention has the advantage for a dryness of the fixed biomass, a concentration of the inorganic salt at the inlet of the fixed cooking step and a concentration of the inorganic salt in the liquid phase of the fixed cooking medium, to allow the content (expressed in dry basis) of the biomass in the cooking. In another case, the method according to the present invention has the advantage over a direct cooking of the lignocellulosic biomass in the inorganic salt hydrated according to the prior art, for a dryness of the fixed biomass, a content (expressed in dry basis) of the biomass in the fixed cooking step and a concentration of the inorganic salt at the input of the fixed cooking step, of allowing to increase the concentration of the inorganic salt in the liquid phase of the cooking medium .
5 Selon encore un autre cas de figure, le procédé selon la présente invention présente l'avantage par rapport à une cuisson directe de la biomasse lignocellulosique dans le sel inorganique hydraté selon l'art antérieur, pour une siccité de la biomasse fixée, une teneur (exprimée en base sèche) de la biomasse dans l'étape de cuisson fixée et une concentration 10 du sel inorganique dans la phase liquide du milieu de cuisson fixée, de permettre de réduire la concentration du sel inorganique en entrée de l'étape de cuisson. Charge Le procédé selon l'invention permet de transformer efficacement différents types de biomasse lignocellulosique native ou substrats cellulosiques résiduels malgré des teneurs 15 initiales en eau élevée. La biomasse lignocellulosique, ou matériaux lignocellulosiques employés dans le procédé selon l'invention est obtenue à partir de bois (feuillus et résineux), brut ou traité, de sous-produits de l'agriculture tels que la paille, de fibres de plantes, de cultures forestières, de résidus de plantes alcooligènes, sucrières et céréalières, de résidus de l'industrie papetière, 20 de biomasse marine (par exemple macroalgues cellulosiques) ou de produits de transformations de matériaux cellulosiques ou lignocellulosiques. Les matériaux lignocellulosiques peuvent également être des biopolymères et sont préférentiellement riches en cellulose. La biomasse lignocellulosique peut aussi être une fraction solide résiduelle en fin d'hydrolyse enzymatique d'un substrat lignocellulosique. La biomasse 25 lignocellulosique peut également être la fraction solide résiduelle après hydrolyse enzymatique d'un substrat lignocellulosique, fermentation et séparation du produit de fermentation. Préférentiellement, la biomasse lignocellulosique utilisée est du bois, de la paille de blé, de la pulpe de bois, du miscanthus, de la paille de riz ou des tiges de maïs, une fraction solide 30 résiduelle en fin d'hydrolyse enzymatique d'un substrat lignocellulosique ou une fraction solide résiduelle après hydrolyse enzymatique d'un substrat lignocellulosique, fermentation et séparation du produit de fermentation.According to yet another scenario, the process according to the present invention has the advantage over a direct cooking of the lignocellulosic biomass in the inorganic salt hydrated according to the prior art, for a dryness of the fixed biomass, a content of (expressed as dry basis) of the biomass in the fixed cooking step and a concentration of the inorganic salt in the liquid phase of the fixed cooking medium, to allow to reduce the concentration of the inorganic salt at the input of the cooking step . Charge The process according to the invention makes it possible to effectively transform various types of native lignocellulosic biomass or residual cellulosic substrates in spite of initial levels of high water. The lignocellulosic biomass, or lignocellulosic materials used in the process according to the invention is obtained from wood (hardwood and resinous), raw or treated, by-products of agriculture such as straw, plant fibers, forest crops, residues of alcoholic, sugar and cereal plants, residues of the paper industry, marine biomass (eg, cellulosic macroalgae) or transformation products of cellulosic or lignocellulosic materials. The lignocellulosic materials can also be biopolymers and are preferably rich in cellulose. Lignocellulosic biomass can also be a residual solid fraction at the end of enzymatic hydrolysis of a lignocellulosic substrate. The lignocellulosic biomass may also be the residual solid fraction after enzymatic hydrolysis of a lignocellulosic substrate, fermentation and separation of the fermentation product. Preferably, the lignocellulosic biomass used is wood, wheat straw, wood pulp, miscanthus, rice straw or maize stalks, a residual solid fraction at the end of enzymatic hydrolysis of a lignocellulosic substrate or a residual solid fraction after enzymatic hydrolysis of a lignocellulosic substrate, fermentation and separation of the fermentation product.
3029531 6 Selon le procédé de la présente invention, les différents types de biomasse lignocellulosique peuvent être utilisés seuls ou en mélange. La teneur en eau de la biomasse lignocellulosique selon la présente invention est avantageusement comprise entre 5% et 95% poids par rapport à la masse totale de la 5 biomasse lignocellulosique, de manière préférée entre 15% et 90% poids, de manière encore plus préférée entre 40% et 85% poids. Etape a) de mise en suspension L'étape de mise en suspension de la biomasse lignocellulosique est réalisée en présence 10 d'un sel inorganique hydraté de formule (1) : MX,.yH20 dans lequel M est un métal choisi dans les groupes 1 à 13 de la classification périodique, X est un anion et n est un nombre entier compris entre 1 et 6 et 15 y étant compris entre 0,5 et 12. Dans l'étape a) de mise en suspension, la biomasse lignocellulosique est présente dans une quantité de préférence comprise entre 2% et 25% poids base masse sèche de la masse totale de la suspension, préférentiellement dans une quantité comprise entre 5% et 20% 20 poids. L'anion X peut être un anion monovalent, divalent ou trivalent. De façon préférée, l'anion X est un anion halogénure choisi parmi Cl-, F-, Br et I-, un anion perchlorate (010,a, un anion thiocyanate (SCNI un anion nitrate (NO3),- un anion para-methylbenzène sulfonate (CH3- 25 C6H4-5031 un anion acétate (CH3000-), un anion sulfate (5042-), un anion oxalate (02042-) ou un anion phosphate (P043-). De façon encore plus préférée, l'anion X est un chlorure. De façon préférée, le métal M dans la formule (1) est choisi parmi le lithium, le fer, le zinc ou l'aluminium.According to the method of the present invention, the different types of lignocellulosic biomass can be used alone or in mixture. The water content of the lignocellulosic biomass according to the present invention is advantageously between 5% and 95% by weight relative to the total mass of the lignocellulosic biomass, preferably between 15% and 90% by weight, even more preferably between 40% and 85% weight. Step a) Suspending The lignocellulosic biomass suspension step is carried out in the presence of a hydrated inorganic salt of formula (1): MX, yH 2 O wherein M is a metal selected from groups 1 at 13 of the Periodic Table, X is an anion and n is an integer in the range of 1 to 6 and is in the range of 0.5 to 12. In the suspending step a) the lignocellulosic biomass is present. in an amount preferably between 2% and 25% by weight of the total mass of the suspension, preferably in an amount of between 5% and 20% by weight. Anion X can be a monovalent, divalent or trivalent anion. Preferably, the anion X is a halide anion chosen from Cl-, F-, Br and I-, a perchlorate anion (010, a, a thiocyanate anion (SCNI a nitrate anion (NO3), a para- methylbenzene sulfonate (CH3-C6H4-5031 an acetate anion (CH3000-), a sulfate anion (5042-), an oxalate anion (02042-) or a phosphate anion (P043-), and even more preferably an anion X is a chloride, Preferably the metal M in formula (1) is selected from lithium, iron, zinc or aluminum.
30 Plus particulièrement, le sel inorganique hydraté de formule (1) est choisi parmi : LiCI.H20, LiCl.2H20, ZnC12.2,5H20, ZnC12.4H20, ZnC12.8H20 et FeC13.6H20. De façon particulièrement préférée, le sel est choisi parmi le ZnC12.2,5H20, le ZnC12.4H20 et le ZnC12.8H20.More particularly, the hydrated inorganic salt of formula (1) is selected from: LiCl.sub.2H.sub.2 O, LiCl.sub.2H.sub.2 O, ZnCl.sub.2.2H.sub.2 O, ZnCl.sub.2.4H.sub.2 O, ZnCl.sub.12.8H.sub.2 O and FeCl.sub.3.6H.sub.2 O. In a particularly preferred manner, the salt is chosen from ZnCl 2 .2.5H 2 O, ZnCl 2 .4H 2 O and ZnCl 2 .8H 2 O.
3029531 7 L'étape a) de mise en suspension de la biomasse peut être réalisée dans un milieu pouvant comprendre un mélange de différents sels inorganiques hydratés répondant à la formule (1). Avantageusement, la température de mise en oeuvre de l'étape a) est comprise entre 0 °C et 5 120 °C, de manière encore plus préférée entre 35 °C et 60 °C. La durée de l'étape a) est comprise entre 10 secondes et 12 h, préférentiellement entre 5 minutes et 6 h et encore plus préférentiellement moins de 30 minutes.The step a) of suspending the biomass may be carried out in a medium that may comprise a mixture of different hydrated inorganic salts corresponding to the formula (1). Advantageously, the operating temperature of step a) is between 0 ° C. and 120 ° C., even more preferably between 35 ° C. and 60 ° C. The duration of step a) is between 10 seconds and 12 hours, preferably between 5 minutes and 6 hours and even more preferably less than 30 minutes.
10 L'étape a) de mise en suspension de la biomasse lignocellulosique peut être réalisée en présence d'un ou plusieurs solvants organiques, choisi parmi les alcools tels que le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, l'isopropanol, le n-butanol, l'isobutanol ou le tert-butanol, les diols et polyols tels que l'éthanediol, le propanediol ou le glycérol, les amino alcools tels que l'éthanolamine, la diéthanolamine ou la triéthanolamine, des cétones telles que l'acétone 15 ou la méthyléthylcétone, des acides carboxyliques tels que l'acide formique ou l'acide acétique, le diméthylformamide, le diméthylacétamide, le diméthylsulfoxyde, l'acétonitrile, les solvants aromatiques tels que le benzène, le toluène, les xylènes, les alcanes. Selon un autre mode de réalisation, la mise en suspension du substrat cellulosique peut être 20 réalisée en absence de solvant organique. La mise en suspension peut être réalisée selon toutes techniques de mise en suspension connues de l'homme de l'art.The step a) of suspending the lignocellulosic biomass can be carried out in the presence of one or more organic solvents, chosen from alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, propylene glycol, and the like. n-butanol, isobutanol or tert-butanol, diols and polyols such as ethanediol, propanediol or glycerol, amino alcohols such as ethanolamine, diethanolamine or triethanolamine, ketones such as acetone or methyl ethyl ketone, carboxylic acids such as formic acid or acetic acid, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, aromatic solvents such as benzene, toluene, xylenes, alkanes . According to another embodiment, the suspension of the cellulosic substrate can be carried out in the absence of an organic solvent. The suspension can be carried out according to any suspension techniques known to those skilled in the art.
25 De préférence, le milieu liquide de l'étape a) est constitué d'un ou plusieurs sels inorganiques hydratés. Etape b) de séparation de la suspension issue de l'étape a) Selon l'invention, la suspension obtenue à l'étape a) est soumise à une étape de séparation 30 permettant d'obtenir d'une part une fraction solide et d'autre part une fraction liquide. La séparation d'une fraction solide et d'une fraction liquide contenant le sel inorganique hydraté et de l'eau peut être réalisée par les techniques usuelles de séparation solide-liquide. Par 3029531 8 exemple, la séparation de la fraction solide après l'étape a) peut être réalisée par décantation, par filtration ou par centrifugation. Avantageusement, la température de mise en oeuvre de l'étape b) est comprise entre 0 °C et 5 120 °C, de manière encore plus préférée entre 30 °C et 70 °C. La fraction solide issue de l'étape de séparation b) est composée de matière solide dans une teneur comprise entre 5% et 60% poids, et préférentiellement entre 10% et 45% poids, et d'une phase liquide. La présence de liquide dans cette fraction est liée aux limitations des 10 appareils de séparation liquide/solide. La matière solide contient la majeure partie de la cellulose du substrat initial, entre 60% et 100% poids, et préférentiellement entre 75% et 99% poids de la cellulose initialement introduite dans le procédé. Etape c) de cuisson de la fraction solide issue de l'étape b) de séparation 15 L'étape de cuisson de la fraction solide séparée à l'étape b) est réalisée en présence d'un sel inorganique hydraté de formule (2) : M'X'n,.zH20 dans lequel M' est un métal choisi dans les groupes 1 à 13 de la classification périodique, X' est un anion et 20 n' est un nombre entier compris entre 1 et 6 et z étant compris entre 0,5 et 12. Un mélange de sels inorganiques hydratés peut être utilisé pour la cuisson de la fraction solide issue de l'étape b).Preferably, the liquid medium of step a) consists of one or more hydrated inorganic salts. Step b) of separation of the suspension resulting from step a) According to the invention, the suspension obtained in step a) is subjected to a separation step 30 making it possible to obtain on the one hand a solid fraction and on the other hand a liquid fraction. The separation of a solid fraction and a liquid fraction containing the hydrated inorganic salt and water can be carried out by the usual solid-liquid separation techniques. For example, the separation of the solid fraction after step a) can be carried out by decantation, filtration or centrifugation. Advantageously, the temperature of implementation of step b) is between 0 ° C. and 120 ° C., even more preferably between 30 ° C. and 70 ° C. The solid fraction resulting from the separation step b) is composed of solid matter in a content of between 5% and 60% by weight, and preferably between 10% and 45% by weight, and of a liquid phase. The presence of liquid in this fraction is related to the limitations of liquid / solid separation devices. The solid material contains most of the cellulose of the initial substrate, between 60% and 100% by weight, and preferably between 75% and 99% by weight of the cellulose initially introduced into the process. Step c) of cooking the solid fraction resulting from the separation step b) The step of cooking the solid fraction separated in step b) is carried out in the presence of a hydrated inorganic salt of formula (2) Where M 'is a metal selected from Groups 1 to 13 of the Periodic Table, X' is an anion and n 'is an integer from 1 to 6 and z being understood between 0.5 and 12. A mixture of hydrated inorganic salts may be used for cooking the solid fraction from step b).
25 Selon le procédé de la présente invention, la phase liquide du mélange obtenu à l'étape c) présente une concentration en sel inorganique supérieure à celle de la phase liquide de la suspension obtenue à l'étape a) ; ladite concentration en sel inorganique de la phase liquide du mélange obtenu à l'étape c) étant d'au moins 45% poids, de préférence d'au moins 50% 30 poids. L'anion X' identique ou différent de l'anion X, peut être un anion monovalent, divalent ou trivalent. De façon préférée, l'anion X' identique ou différent de l'anion X, de préférence 3029531 9 identique à l'anion X est un anion halogénure choisi parmi Cl-, F-, Br et I-, un anion perchlorate (0104), un anion thiocyanate (SON-), un anion nitrate (NO3-), un anion paramethylbenzène sulfonate (CH3-061-14-503), un anion acétate (CH3000-), un anion sulfate (5042-), un anion oxalate (02042-) ou un anion phosphate (P043_). De façon encore plus 5 préférée, l'anion X' est un chlorure. De façon préférée, le métal M' dans la formule (2) identique ou différent du métal M dans la formule (1), de préférence identique au métal M dans la formule (1), est choisi parmi le lithium, le fer, le zinc ou l'aluminium. Plus particulièrement, le sel inorganique hydraté de formule (2) est choisi parmi : LiCI.H20, LiC1.2H20, ZnC12.1,5H20, ZnC12.2H20, ZnC12.2,5H20 et FeC13.6H20. De façon particulièrement préférée, le sel est choisi parmi le ZnC12.1,5H20, le ZnC12.2H20 et le ZnC12.2,5H20 De façon préférée, la température de cuisson de l'étape c) est comprise entre -20°C et 250°C, de préférence entre 20 et 160°C. Lorsque le métal M' du sel inorganique hydraté est choisi dans les groupes 1 et 2 du tableau 20 périodique, la température de cuisson est de préférence comprise entre 100°C et 160°C. Lorsque le métal M' du sel inorganique hydraté est choisi dans les groupes 3 à 13 du tableau périodique, la température de cuisson est de préférence comprise entre 20°C et 120°C. La durée de la cuisson de l'étape c) est comprise entre 0,5 minute et 168 heures, 25 préférentiellement entre 5 minutes et 24 heures, et encore plus préférentiellement entre 20 minutes et 12 heures. Selon le procédé de la présente invention, plusieurs étapes de cuisson successives peuvent être réalisées.According to the process of the present invention, the liquid phase of the mixture obtained in step c) has an inorganic salt concentration higher than that of the liquid phase of the suspension obtained in step a); said inorganic salt concentration of the liquid phase of the mixture obtained in step c) being at least 45% by weight, preferably at least 50% by weight. The X 'anion, which is identical or different from the X anion, may be a monovalent, divalent or trivalent anion. Preferably, the anion X 'identical to or different from the anion X, preferably identical to the anion X, is a halide anion chosen from Cl-, F-, Br and I-, a perchlorate anion (0104 ), a thiocyanate anion (SON-), a nitrate anion (NO3-), a paramethylbenzene sulfonate anion (CH3-061-14-503), an acetate anion (CH3000-), a sulfate anion (5042-), an anion oxalate (02042-) or a phosphate anion (P043_). Even more preferably, the anion X 'is a chloride. Preferably, the metal M 'in the formula (2) identical or different from the metal M in the formula (1), preferably identical to the metal M in the formula (1), is chosen from lithium, iron, zinc or aluminum. More particularly, the hydrated inorganic salt of formula (2) is chosen from: LiCl.sub.2H.sub.2 O, LiCl.sub.2.2H.sub.2 O, ZnCl.sub.12.1.5H.sub.2 O, ZnCl.sub.2.2H.sub.2 O, ZnCl.sub.2.2H.sub.2 O and FeCl.sub.3.6H.sub.2 O. In a particularly preferred manner, the salt is chosen from ZnCl 2 .1.5H 2 O, ZnCl 2 .2H 2 O and ZnCl 2 .5H 2 O. Preferably, the firing temperature of step c) is between -20 ° C. and 250 ° C, preferably between 20 and 160 ° C. When the metal M 'of the hydrated inorganic salt is selected from groups 1 and 2 of the periodic table, the firing temperature is preferably between 100 ° C and 160 ° C. When the metal M 'of the hydrated inorganic salt is chosen from groups 3 to 13 of the periodic table, the firing temperature is preferably between 20 ° C. and 120 ° C. The duration of the cooking of step c) is between 0.5 minutes and 168 hours, preferably between 5 minutes and 24 hours, and even more preferably between 20 minutes and 12 hours. According to the method of the present invention, several successive firing steps can be performed.
30 L'étape de cuisson peut être réalisée en présence d'un ou plusieurs solvants organiques, choisi parmi les alcools tels que le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, l'isopropanol, le nbutanol, l'isobutanol ou le tert-butanol, les diols et polyols tels que l'éthanediol, le propanediol ou le glycérol, les amino alcools tels que l'éthanolamine, la diéthanolamine ou la 10 15 3029531 10 triéthanolamine, des cétones telles que l'acétone ou la méthyléthylcétone, des acides carboxyliques tels que l'acide formique ou l'acide acétique, le diméthylformamide, le diméthylacétamide, le diméthylsulfoxyde, l'acétonitrile, les solvants aromatiques tels que le benzène, le toluène, les xylènes, les alcanes.The firing step can be carried out in the presence of one or more organic solvents, chosen from alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol or tertanol. butanol, diols and polyols such as ethanediol, propanediol or glycerol, amino alcohols such as ethanolamine, diethanolamine or triethanolamine, ketones such as acetone or methyl ethyl ketone, carboxylic acids such as formic acid or acetic acid, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, aromatic solvents such as benzene, toluene, xylenes, alkanes.
5 Selon un autre mode de réalisation, l'étape de cuisson peut être réalisée en absence de solvant organique. Dans l'étape c) de cuisson, la fraction solide est présente dans une quantité comprise entre 10 4% et 40% poids base masse sèche de la masse totale du mélange, préférentiellement dans une quantité comprise entre 5% et 30% poids. De préférence, le milieu liquide de cuisson de l'étape c) est constitué d'un ou plusieurs sels inorganiques hydratés. Etape d) de séparation solide-liquide du mélange issu de l'étape c) L'étape de séparation d) peut être réalisée directement sur le mélange issu de l'étape c) de cuisson ou après addition d'au moins un anti-solvant. L'ajout de l'anti-solvant favorise la précipitation de la fraction solide. De manière préférée, cette séparation est réalisée après addition d'au moins un anti-solvant. La séparation d'une fraction solide et d'une fraction liquide contenant le sel inorganique hydraté et éventuellement l'anti-solvant peut-être réalisée par les techniques usuelles de séparation solide-liquide, par exemple par décantation, par filtration ou par centrifugation.According to another embodiment, the firing step can be carried out in the absence of an organic solvent. In the cooking step c), the solid fraction is present in an amount of between 4% and 40% by weight of the total mass of the mixture, preferably in an amount of between 5% and 30% by weight. Preferably, the liquid cooking medium of step c) consists of one or more hydrated inorganic salts. Step d) solid-liquid separation of the mixture resulting from step c) The separation step d) can be carried out directly on the mixture resulting from step c) of cooking or after addition of at least one anti- solvent. The addition of the anti-solvent promotes the precipitation of the solid fraction. Preferably, this separation is carried out after addition of at least one anti-solvent. The separation of a solid fraction and a liquid fraction containing the hydrated inorganic salt and optionally the anti-solvent may be carried out by the usual solid-liquid separation techniques, for example by decantation, by filtration or by centrifugation.
25 L'anti-solvant utilisé est un solvant ou un mélange de solvant choisi parmi l'eau, les alcools tels que le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, l'isopropanol, le n-butanol, l'isobutanol ou le tert-butanol, les diols et polyols tels que l'éthanediol, le propanediol ou le glycérol, les aminoalcools tels que l'éthanolamine, la diéthanolamine ou la triéthanolamine, des cétones telles 30 que l'acétone ou la méthyléthylcétone, des acides carboxyliques tels que l'acide formique ou 15 20 3029531 11 l'acide acétique, des esters tels que l'acétate d'éthyle ou l'acétate d'isopropyle le diméthylformamide, le diméthylacétamide, le diméthylsulfoxyde, l'acétonitrile. De préférence, l'anti-solvant est choisi parmi l'eau, le méthanol ou l'éthanol.The anti-solvent used is a solvent or a mixture of solvents chosen from water, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol or tert-butanol, diols and polyols such as ethanediol, propanediol or glycerol, amino alcohols such as ethanolamine, diethanolamine or triethanolamine, ketones such as acetone or methyl ethyl ketone, carboxylic acids such as formic acid or acetic acid, esters such as ethyl acetate or isopropyl acetate dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile. Preferably, the anti-solvent is selected from water, methanol or ethanol.
5 De manière très préférée, l'anti-solvant est l'eau seule ou en mélange, et de préférence seule. A l'issue de l'étape de séparation d), on obtient une fraction solide et une fraction liquide.Most preferably, the anti-solvent is water alone or in admixture, and preferably alone. At the end of the separation step d), a solid fraction and a liquid fraction are obtained.
10 La fraction solide issue de l'étape de séparation d) est composée de matière solide dans une teneur comprise entre 5% et 60% poids, et préférentiellement entre 10% et 45% poids, et d'une phase liquide. La présence de liquide dans cette fraction est liée aux limitations des appareils de séparation liquide/solide. La matière solide contient la majeure partie de la 15 cellulose du substrat initial, entre 60% et 100% poids, et préférentiellement entre 75% et 99% poids de la cellulose initialement introduite dans le procédé. La fraction liquide contient le ou les sels inorganiques hydratés utilisés lors de l'étape de cuisson, et éventuellement l'anti-solvant.The solid fraction resulting from the separation step d) is composed of solid matter in a content of between 5% and 60% by weight, and preferably between 10% and 45% by weight, and of a liquid phase. The presence of liquid in this fraction is related to the limitations of liquid / solid separation devices. The solid material contains most of the cellulose of the initial substrate, between 60% and 100% by weight, and preferably between 75% and 99% by weight of the cellulose initially introduced into the process. The liquid fraction contains the hydrated inorganic salt or salts used during the baking step, and optionally the anti-solvent.
20 Etape e) de traitement de la fraction solide issue de l'étape de séparation d) La fraction solide obtenue à l'issue de l'étape de séparation d) peut être soumise à une étape e) de traitement effectuée au moyen d'un ou plusieurs lavages, d'une neutralisation, d'un pressage, et/ou d'un séchage.Step e) treatment of the solid fraction resulting from the separation step d) The solid fraction obtained at the end of the separation step d) can be subjected to a treatment step e) carried out by means of one or more washes, neutralization, pressing, and / or drying.
25 Ces traitements supplémentaires peuvent en particulier avoir pour objectif d'éliminer les traces de sels inorganiques hydratés dans cette fraction solide.These additional treatments may in particular have the purpose of eliminating traces of hydrated inorganic salts in this solid fraction.
3029531 12 Les lavages peuvent être réalisés avec un anti-solvant ou avec de l'eau. Les lavages peuvent également être réalisés avec un flux provenant d'une unité de transformation des produits issus du procédé de prétraitement de la présente invention.The washes can be carried out with an anti-solvent or with water. The washes may also be made with a stream from a processing unit of products from the pretreatment process of the present invention.
5 La neutralisation peut être réalisée par mise en suspension dans l'eau de la fraction solide obtenue à l'étape d) et addition d'une base. Par le terme base, nous désignons toute espèce chimique qui, lorsqu'elle est ajoutée à de l'eau, donne une solution aqueuse de pH supérieur à 7. La neutralisation peut être réalisée par une base organique ou inorganique. Parmi les bases pouvant être utilisées pour la neutralisation, on peut citer la soude, la potasse, le 10 carbonate de sodium et de potassium, le bicarbonate de sodium et de potassium et l'ammoniaque. La fraction solide obtenue à l'issue de l'étape de séparation d) peut optionnellement être pressée ou séchée pour augmenter le pourcentage de matière sèche contenu dans le solide.The neutralization can be carried out by suspending the solid fraction obtained in step d) in water and adding a base. By the term base, we refer to any chemical species which, when added to water, gives an aqueous solution of pH greater than 7. The neutralization can be carried out by an organic or inorganic base. Among the bases which can be used for the neutralization, mention may be made of soda, potassium hydroxide, sodium and potassium carbonate, sodium and potassium bicarbonate and ammonia. The solid fraction obtained at the end of the separation step d) may optionally be pressed or dried to increase the percentage of dry matter contained in the solid.
15 De manière optionnelle, la fraction solide peut être lavée. Etape f) d'épuration de la fraction liquide issue de l'étape d) Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la fraction liquide issue de l'étape d) 20 peut être soumise à une étape d'épuration f) permettant de concentrer le sel inorganique contenu dans la fraction liquide. L'étape d'épuration f) peut notamment être une étape de séparation du sel inorganique hydraté et de l'anti-solvant. Cette séparation peut être réalisée par tous procédés connus de l'homme de du métier comme par exemple l'évaporation, la précipitation, l'extraction, le passage sur résine échangeuse d'ion, l'électrodialyse, les 25 méthodes chromatographiques, la solidification du sel inorganique hydraté par abaissement de la température ou l'addition d'un tiers corps, l'osmose inverse. Avantageusement, le sel inorganique issu de l'étape f) peut être recyclé dans l'étape de cuisson c) et/ou dans l'étape de mise en suspension a).Optionally, the solid fraction can be washed. Stage f) Purification of the liquid fraction resulting from stage d) According to one particular embodiment of the invention, the liquid fraction resulting from stage d) can be subjected to a purification stage f) to concentrate the inorganic salt contained in the liquid fraction. The purification step f) can in particular be a step of separation of the inorganic salt hydrate and the anti-solvent. This separation can be carried out by any method known to those skilled in the art, such as, for example, evaporation, precipitation, extraction, passage over ion exchange resin, electrodialysis, chromatographic methods, solidification. hydrated inorganic salt by lowering the temperature or adding a third body, reverse osmosis. Advantageously, the inorganic salt from step f) can be recycled in the cooking step c) and / or in the suspension step a).
30 3029531 13 Selon un mode de réalisation de l'invention, la fraction liquide issue de l'étape b) peut être envoyée dans une étape d'épuration f'). Les étapes f) et f') peuvent êtres conjointes ou séparées.According to one embodiment of the invention, the liquid fraction resulting from step b) can be sent to a purification step f '). Steps f) and f ') can be conjoined or separated.
5 De manière préférée, l'étape d'épuration f) a au moins une étape d'évaporation de l'anti- solvant. L'évaporation est une technique de séparation connue de l'homme du métier. Il s'agit de porter le liquide à concentrer à la température du point de bulle (pour la pression du liquide) 10 et à séparer les vapeurs formées du liquide. Lors de l'évaporation, comme lors d'une distillation, les compositions des phases vapeur et liquide sont régies par les équilibres thermodynamiques et peuvent être différentes en fonctions des espèces en présence. Par exemple, dans le cas de l'évaporation d'une solution de sel inorganique et d'eau, la vapeur sera composée uniquement d'eau et le sel inorganique se concentrera dans la phase liquide.Preferably, the purification step f) has at least one step of evaporation of the anti-solvent. Evaporation is a separation technique known to those skilled in the art. This involves bringing the liquid to be concentrated at the bubble point temperature (for liquid pressure) and separating the formed vapors from the liquid. During the evaporation, as during a distillation, the compositions of the vapor and liquid phases are governed by the thermodynamic equilibria and can be different depending on the species in the presence. For example, in the case of evaporation of an inorganic salt solution and water, the vapor will be composed solely of water and the inorganic salt will concentrate in the liquid phase.
15 Dans le cas de solutions fortement non idéales, comme les solutions de sel inorganiques et d'eau par exemple, la température d'ébullition du liquide est supérieure à celle de l'eau. La différence entre les deux correspond à l'élévation ébullioscopique (EER). L'élévation ébullioscopique des solutions d'eau contenant du sel inorganique hydraté augmente avec la concentration en sel.In the case of highly non-ideal solutions, such as inorganic salt and water solutions for example, the boiling temperature of the liquid is higher than that of water. The difference between the two is ebullioscopic elevation (EER). The ebullioscopic elevation of water solutions containing hydrated inorganic salt increases with salt concentration.
20 Plusieurs technologies d'évaporation existent en fonction des contraintes du procédé. On citer par exemple, les évaporateurs à flot tombant, les évaporateurs à circulation forcée, les évaporateurs à tubes inclinés, les évaporateurs à plaques, les évaporateurs à tubes verticaux courts, les évaporateurs à film agité ... L'évaporation peut être conduite en 25 pression ou sous vide. Des techniques sont connues pour diminuer la consommation énergétique de l'étape d'évaporation. Par exemple, l'évaporation multi-effet est une technique bien connue pour limiter la consommation d'énergie de l'étape d'évaporation. Elle consiste à condenser les 30 vapeurs d'un effet pour chauffer un effet suivant. Pour assurer le transfert de chaleur, la température d'opération de l'effet recevant la chaleur doit être plus basse que la température de condensation des vapeurs servant à chauffer. La recompression mécanique des vapeurs 3029531 14 peut aussi être appliquée, elle consiste à recomprimer mécaniquement les vapeurs issues d'un effet pour augmenter leur pression, et donc leur température de condensation, et utiliser l'énergie de leur condensation pour chauffer l'effet considéré. La thermocompression ou l'éjectocompression peuvent aussi être utilisées. Toutes ces techniques ont en commun 5 qu'elles sont plus difficile à appliquer et moins efficaces sur des solutions ayant une élévation ébullioscopique élevée. L'utilisation de sels inorganiques hydratés à plus forte teneur en eau est donc à privilégier pour limiter la consommation énergétique de l'étape d'évaporation.Several evaporation technologies exist depending on the constraints of the process. Examples include falling film evaporators, forced circulation evaporators, sloped tube evaporators, plate evaporators, short vertical tube evaporators, stirred film evaporators, etc. Evaporation can be carried out in a controlled manner. 25 pressure or under vacuum. Techniques are known to decrease the energy consumption of the evaporation step. For example, multi-effect evaporation is a well-known technique for limiting the energy consumption of the evaporation step. It consists in condensing the vapors of an effect to heat a following effect. To ensure heat transfer, the operating temperature of the heat receiving effect must be lower than the condensation temperature of the vapors used for heating. The mechanical recompression of the vapors 3029531 14 can also be applied, it consists in mechanically recompressing the vapors resulting from an effect to increase their pressure, and therefore their condensation temperature, and use the energy of their condensation to heat the effect considered. . Thermocompression or ejectocompression can also be used. All of these techniques have in common that they are more difficult to apply and less effective on solutions with high ebullioscopic elevation. The use of hydrated inorganic salts with a higher water content is therefore preferred to limit the energy consumption of the evaporation step.
10 Description des figures : Le procédé va être décrit en se référant à la Figure 1 et à la Figure 2. La biomasse lignocellulosique est introduite par la conduite 1 dans le réacteur 2 dans lequel a lieu la mise en suspension de la biomasse lignocellulosique dans un milieu comprenant au 15 moins un sel inorganique hydraté. Le milieu comprenant un ou plusieurs sels inorganiques hydratés de formule (1) et éventuellement un solvant organique est introduit par la conduite 3. A la sortie du réacteur 2, on extrait la suspension par la conduite 4. Cette suspension est envoyée dans l'équipement de séparation 5 dans lequel a lieu la séparation solide-liquide. La 20 séparation d'une fraction solide et d'une fraction liquide contenant le sel inorganique hydraté et de l'eau peut être réalisée par les techniques usuelles de séparation solide-liquide. Par exemple, la séparation de la fraction solide peut être réalisée par décantation, par filtration ou par centrifugation.DESCRIPTION OF THE FIGURES The process will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2. The lignocellulosic biomass is introduced via line 1 into the reactor 2 in which the lignocellulosic biomass is suspended in a reactor. medium comprising at least one hydrated inorganic salt. The medium comprising one or more hydrated inorganic salts of formula (1) and optionally an organic solvent is introduced via line 3. At the outlet of reactor 2, the suspension is extracted via line 4. This suspension is sent to equipment in which the solid-liquid separation takes place. The separation of a solid fraction and a liquid fraction containing the hydrated inorganic salt and water can be carried out by the usual solid-liquid separation techniques. For example, the separation of the solid fraction can be carried out by decantation, filtration or centrifugation.
25 Après la séparation solide-liquide, on extrait par la conduite 6 la fraction liquide contenant le ou les sel(s) inorganique(s) hydraté(s) et de l'eau, et par la conduite 7 la fraction solide. Cette fraction solide est composée de la majorité des solides de la biomasse lignocellulosique initial 1 et d'une phase liquide.After solid-liquid separation, the liquid fraction containing the hydrated inorganic salt (s) and water and the solid fraction (7) are withdrawn via line (6). This solid fraction is composed of the majority of the initial lignocellulosic biomass 1 solids and a liquid phase.
30 La fraction solide est envoyée par la conduite 7 dans le réacteur 8 de cuisson. Le milieu comprenant au moins un sel inorganique hydraté de formule (2) est introduit par la conduite 9.The solid fraction is sent via line 7 to the cooking reactor 8. The medium comprising at least one hydrated inorganic salt of formula (2) is introduced via line 9.
3029531 15 Le mélange issu de l'étape de cuisson est envoyé par la conduite 10 dans l'équipement de séparation 11 dans lequel a lieu la séparation solide-liquide. La séparation d'une fraction solide et d'une fraction liquide contenant le sel inorganique hydraté et de l'eau peut être 5 réalisée par les techniques usuelles de séparation solide-liquide. Après la séparation solide- liquide, on extrait par la conduite 14 la fraction liquide contenant le ou les sel(s) inorganique(s) hydraté(s) et de l'eau, et par la conduite 13 la fraction solide. La fraction solide contient la majeure partie de la cellulose présente dans le substrat 10 cellulosique introduit dans la conduite 1. Cette cellulose possède la propriété d'être particulièrement réactive en hydrolyse enzymatique. Selon le mode de réalisation de la figure 2, l'étape de cuisson c) est suivie d'une étape de séparation solide-liquide réalisé dans l'équipement 11. Un anti-solvant est ajouté de manière 15 optionnelle par la conduite 12. Une fraction solide (appelée aussi gâteau) contenant la majorité du solide est retirée par la conduite 13. Le liquide contenant le ou les sel(s) inorganique(s) hydraté(s) et optionnellement l'anti-solvant est retiré par la conduite 14 et envoyé dans le réacteur 15 pour une étape f) d'épuration. Une solution de sel(s) inorganique(s) hydraté(s) concentrée est retirée par la conduite 17, et le reliquat de 20 l'épuration est retiré par la conduite 16. Tout ou partie du liquide circulant dans la conduite 6 peut être envoyé dans un réacteur 18 pour une étape d'épuration f'). Une solution de sel(s) inorganique(s) hydraté(s) concentrée est retirée par la conduite 20, et le reliquat de l'épuration est retiré par la conduite 19.The mixture resulting from the baking step is sent through the pipe 10 into the separation equipment 11 in which the solid-liquid separation takes place. The separation of a solid fraction and a liquid fraction containing the hydrated inorganic salt and water can be carried out by the usual solid-liquid separation techniques. After solid-liquid separation, the liquid fraction containing the hydrated inorganic salt (s) and water is withdrawn via line 14, and the solid fraction is discharged via line 13. The solid fraction contains most of the cellulose present in the cellulosic substrate introduced in line 1. This cellulose has the property of being particularly reactive in enzymatic hydrolysis. According to the embodiment of FIG. 2, the firing step c) is followed by a solid-liquid separation step carried out in the equipment 11. An anti-solvent is optionally added via line 12. A solid fraction (also called cake) containing the majority of the solid is withdrawn through line 13. The liquid containing the inorganic salt (s) hydrated (s) and optionally the anti-solvent is removed by driving 14 and sent to the reactor 15 for a purification step f). A solution of concentrated hydrated inorganic salt (s) is withdrawn through line 17, and the residue of the purification is withdrawn via line 16. All or part of the liquid flowing in line 6 may be sent to a reactor 18 for a purification step f '). A solution of concentrated hydrated inorganic salt (s) is withdrawn through line (20), and the residue of the purification is removed via line (19).
25 Les étapes f) et f') peuvent être une seule étape ou des étapes séparées. De manière optionnelle, les étapes f) et f') peuvent être réalisées de manière successive, un des flux sortant (16 ou 17) du réacteur 15 pouvant être envoyé dans le réacteur 18, ou 30 inversement. Les solutions de sel(s) inorganique(s) hydraté(s) circulant dans les conduites 17 et/ou 20 peuvent être recyclés tout ou en partie dans les conduites 3 et/ou 9 d'introduction de sel(s) inorganique(s) hydraté(s) des réacteurs 2 et 8. Elles peuvent être recyclées séparément ou 3029531 16 en mélange. De manière optionnelle, une partie 6a du liquide circulant dans la conduite 6 et/ou une partie 14a du liquide circulant dans la conduite 14 peu(ven)t être recyclée(s) seul ou en mélange dans les conduites 3 et/ou 9.Steps f) and f ') may be a single step or separate steps. Optionally, steps f) and f ') can be successively carried out, one of the outgoing flows (16 or 17) of the reactor 15 being fed to the reactor 18, or vice versa. The solutions of inorganic salt (s) hydrated (s) circulating in the lines 17 and / or 20 may be recycled all or in part in the lines 3 and / or 9 introduction of inorganic salt (s) (s) ) hydrated (s) reactors 2 and 8. They can be recycled separately or 3029531 16 mixed. Optionally, a portion 6a of the liquid flowing in the pipe 6 and / or a portion 14a of the liquid flowing in the pipe 14 can be recycled (s) alone or in mixture in the pipes 3 and / or 9.
5 Lorsque les séparations solides/liquides sont réalisées en mode batch, les équipements de séparation solide-liquide 5 et 11 peuvent être un seul et même appareil opéré dans des conditions similaires et/ou différentes.When the solid / liquid separations are performed in batch mode, the solid-liquid separation equipment 5 and 11 may be one and the same apparatus operated under similar and / or different conditions.
3029531 17 Exemples Exemple 1 non-conforme à l'invention 5 On réalise la cuisson de 200 tonnes de miscanthus contenant 40% d'eau dans un sel inorganique hydraté de formule : LiCI.2H20 La cuisson a une durée de 3h à une température de 140°C et est réalisée en batch avec un temps de chargement/déchargement de 1h. La concentration voulue en LiCI dans la phase 10 liquide du milieu de cuisson est de 50% poids (masse de LiCI / masse de la phase liquide). En conséquence, selon le bilan matière établi dans le tableau ci-dessous, la masse sèche (MS) mise en oeuvre dans l'étape de cuisson est de 10,17% poids (masse sèche de biomasse / masse totale du milieu réactionnel). Miscanthus LiCI.2H20 Milieu de cuisson Total tonne 200 980 1180 MS de biomasse tonne 120 120 Eau tonne 80 450.0 530.0 LiCI tonne 0 530.0 530.0 15 Exemple 2 conforme à l'invention Comme pour l'exemple 1, on traite 200 tonnes de miscanthus contenant 40% d'eau. On 20 réalise préalablement à la cuisson, une mise en suspension du substrat avec un sel inorganique hydraté de formule : LiCI.3H20 Cette étape a une durée de 30 minutes et est effectuée à une teneur en masse sèche (MS) 25 de 8% poids et à une température de 100°C. La concentration en LiCI du milieu liquide lors de cette étape est de 41,4% poids (masse de LiCI / masse de la phase liquide). On réalise en sortie une séparation solide-liquide qui permet d'obtenir une fraction solide (appelée gâteau) et une fraction liquide. La teneur en solide de la fraction solide est de 30% poids. Le 3029531 18 gâteau est ensuite engagé dans l'étape de cuisson avec un sel inorganique hydraté de formule : LiCI.2H20 La cuisson a une durée de 3h à une température de 140°C et est réalisée en batch avec un 5 temps de chargement/déchargement de 1h. La concentration voulue en LiCI dans la phase liquide du milieu de cuisson est de 50% poids (masse de LiCI / masse de la phase liquide). En conséquence, selon le bilan matière établi dans le tableau ci-dessous, la masse sèche (MS) mise en oeuvre dans l'étape de cuisson est de 12,15% poids. Miscanthus LiCI. Milieu de Gâteau Sortie liquide LiCI.EXAMPLES EXAMPLE 1 Non-Conforming to the Invention 200 tons of miscanthus containing 40% of water are cooked in a hydrated inorganic salt of formula: LiCl 2 .H 2 O The baking has a duration of 3 hours at a temperature of 30.degree. 140 ° C and is performed in batch with a loading / unloading time of 1h. The desired concentration of LiCl in the liquid phase of the cooking medium is 50% by weight (mass of LiCl / mass of the liquid phase). Consequently, according to the material balance established in the table below, the dry mass (DM) used in the baking step is 10.17% by weight (dry mass of biomass / total mass of the reaction medium). Miscanthus LiCI.2H20 Cooking medium Total ton 200 980 1180 MS of biomass tonne 120 120 Water tonne 80 450.0 530.0 LiCI tonne 0 530.0 530.0 Example 2 according to the invention As in Example 1, 200 tonnes of miscanthus containing 40% water. The suspension is prepared prior to cooking with a hydrated inorganic salt of formula: LiCl 3 .H 2 O. This step has a duration of 30 minutes and is carried out at a dry weight (DM) content of 8% by weight. and at a temperature of 100 ° C. The LiCl concentration of the liquid medium during this step is 41.4% by weight (mass of LiCl / mass of the liquid phase). A solid-liquid separation is produced at the outlet, which makes it possible to obtain a solid fraction (called a cake) and a liquid fraction. The solid content of the solid fraction is 30% by weight. The cake is then engaged in the firing step with a hydrated inorganic salt of formula: LiCl 2 .H 2 O The baking has a duration of 3 hours at a temperature of 140 ° C. and is carried out batchwise with a loading time. unloading of 1h. The desired concentration of LiCl in the liquid phase of the cooking medium is 50% by weight (mass of LiCl / mass of the liquid phase). Consequently, according to the material balance established in the table below, the dry mass (DM) used in the baking step is 12.15% by weight. Miscanthus LiCI. Medium of Cake LiCI liquid outlet.
2H20 Milieu de 3H20 suspension (1) cuisson (2) Total tonne 200 1300 1500 400 1100 587.7 987.7 MS de tonne 120 120 120 0 120.0 biomasse Eau tonne 80 728.2 808.2 164.0 644.2 269.8 433.8 LiCI tonne 0 571.8 571.8 116.0 455.8 317.8 433.8 Le procédé selon la présente invention a donc permis d'augmenter le taux de masse sèche (MS) de la biomasse mis en oeuvre à l'étape de cuisson de 19,5%. Exemple 3 non-conforme à l'invention On réalise la cuisson de 50 tonnes / heure de résidu d'hydrolyse enzymatique (Résidu HE) contenant 55% d'eau dans un sel inorganique hydraté de formule : Fe(NO3)3.7H20 20 La cuisson a une durée de 5h et est réalisée en continu. La masse sèche (MS) mise en oeuvre dans l'étape de cuisson est de 16,20% poids (masse sèche de biomasse / masse totale du milieu de cuisson). Les débits exprimés en tonne par heure (tonne/h) sont présentés dans le tableau ci-dessous. La concentration en Fe(NO3)3 dans la phase liquide du milieu de cuisson est ainsi de 50,2% poids (masse de Fe(NO3)3 / masse de la phase 25 liquide).2H20 Medium of 3H20 suspension (1) cooking (2) Total ton 200 1300 1500 400 1100 587.7 987.7 MS of ton 120 120 120 0 120.0 biomass Water ton 80 728.2 808.2 164.0 644.2 269.8 433.8 LiCI ton 0 571.8 571.8 116.0 455.8 317.8 433.8 The process according to the present invention has therefore increased the dry mass ratio (MS) of the biomass used in the cooking step of 19.5%. Example 3 Non-Conforming to the Invention The baking of 50 tons / hour of enzymatic hydrolysis residue (HE residue) containing 55% of water in a hydrated inorganic salt of formula: Fe (NO 3) 3.7H 2 O 20 cooking has a duration of 5 hours and is carried out continuously. The dry mass (DM) used in the baking step is 16.20% by weight (dry mass of biomass / total mass of the cooking medium). The flow rates expressed in tons per hour (ton / h) are presented in the table below. The concentration of Fe (NO 3) 3 in the liquid phase of the cooking medium is thus 50.2% by weight (mass of Fe (NO 3) 3 / mass of the liquid phase).
10 15 3029531 19 Résidu HE Fe(NO3)3.7H20 Milieu de cuisson Total tonne / h 50 88.9 138.9 MS de biomasse tonne / h 22.5 22.5 Eau tonne / h 27.5 30.5 58.0 Fe(NO3)3 tonne / h 58.4 58.4 Exemple 4 non-conforme à l'invention 5 On réalise la cuisson de 50 tonnes / heure de résidu d'hydrolyse enzymatique (Résidu HE) contenant 55% d'eau dans un sel inorganique hydraté de formule : Fe(NO3)3.12H20 La cuisson a une durée de 5h et est réalisée en continu. La masse sèche (MS) mise en 10 oeuvre dans l'étape de cuisson est de 16,20% (masse sèche de biomasse / masse totale du milieu de cuisson). Les débits exprimés en tonne par heure (tonne/h) sont présentés dans le tableau ci-dessous. La concentration en Fe(NO3)3 dans la phase liquide du milieu de cuisson est ainsi de 40,3% poids.Residue HE Fe (NO3) 3.7H20 Cooking medium Total ton / h 50 88.9 138.9 MS biomass ton / h 22.5 22.5 Water ton / h 27.5 30.5 58.0 Fe (NO3) 3 ton / h 58.4 58.4 Example 4 no In accordance with the invention, 50 t / h of enzymatic hydrolysis residue (HE residue) containing 55% of water is prepared in a hydrated inorganic salt of formula: Fe (NO 3) 3 .12H 2 O duration of 5 hours and is carried out continuously. The dry mass (DM) used in the baking step is 16.20% (dry mass of biomass / total mass of the cooking medium). The flow rates expressed in tons per hour (ton / h) are presented in the table below. The concentration of Fe (NO 3) 3 in the liquid phase of the cooking medium is thus 40.3% by weight.
15 Résidu HE Fe(NO3)3.12H20 Milieu de cuisson Total tonne / h 50 88.9 138.9 MS de biomasse tonne / h 22.5 22.5 Eau tonne / h 27.5 41.9 69.4 Fe(NO3)3 tonne / h 46.9 46.9 Exemple 5 conforme à l'invention Comme pour les exemples 3 et 4, on traite 50 tonnes / heure de résidu d'hydrolyse 20 enzymatique contenant 55% d'eau. On réalise au préalable à la cuisson une mise en suspension avec un sel inorganique hydraté de formule : Fe(NO3)3.12H20 Cette étape a une durée de 20 minutes et est effectuée à une teneur en masse sèche (MS) 25 de 10% poids (masse sèche de biomasse / masse totale de la suspension), en continu. La 3029531 20 concentration en Fe(NO3)3 de la phase liquide lors de cette étape est de 45,6% poids. On réalise en sortie une séparation solide-liquide qui permet d'obtenir une fraction solide (appelée gâteau) dont la teneur en solide est de 35% et une fraction liquide. Le gâteau est ensuite engagé dans l'étape de cuisson avec un sel inorganique hydraté de même formule 5 que dans la première étape, soit de formule : Fe(NO3)3.12H20 La cuisson a une durée de 5h et est réalisée en continu. La masse sèche (MS) de biomasse mise en oeuvre dans l'étape de cuisson est de 16,20% poids. Les débits exprimés en tonne 10 par heure (tonne/h) sont présentés dans le tableau ci-dessous. La concentration en Fe(NO3)3 dans la phase liquide du milieu de cuisson est ainsi de 50,2% poids. Résidu HE Fe(NO3)3. Milieu Gâteau Sortie Fe(NO3)3. Milieu de 12H20 de liquide 12H20 cuisson cuisson Total tonne 50.0 175.0 225.0 64.3 160.7 74.6 138.9 /h MS de tonne 22.5 22.5 22.5 0.0 22.5 biomasse / h Eau tonne 27.5 82.6 110.1 22.7 87.4 25.6 48.3 /h Fe(NO3)3 tonne 0.0 92.4 92.4 19.1 73.4 49.0 68.1 /h 15 Le procédé selon la présente invention a donc permis d'augmenter l'hydratation du sel inorganique hydraté utilisé, tout en maintenant les mêmes concentrations en masse sèche (MS) de biomasse dans l'étape de cuisson et en sel inorganique dans la phase liquide du milieu de cuisson par rapport à l'exemple 3. Par rapport à l'exemple 4, le procédé selon la présente invention a permis en utilisant le même sel inorganique hydraté Fe(NO3)3.12H20 20 d'avoir une concentration en sel Fe(NO3)3 plus élevée dans la phase liquide de l'étape de cuisson.15 Residue HE Fe (NO3) 3.12H20 Cooking medium Total ton / h 50 88.9 138.9 MS of biomass ton / h 22.5 22.5 Water ton / h 27.5 41.9 69.4 Fe (NO3) 3 ton / h 46.9 46.9 Example 5 according to the As in Examples 3 and 4, 50 tons / hour of enzymatic hydrolysis residue containing 55% water is treated. The suspension is carried out beforehand with a hydrated inorganic salt of formula: Fe (NO 3) 3 .12H 2 O This stage has a duration of 20 minutes and is carried out at a dry weight (DM) content of 10% by weight. (dry mass of biomass / total mass of the suspension), continuously. The concentration of Fe (NO 3) 3 in the liquid phase during this step is 45.6% by weight. A solid-liquid separation is produced as output, which makes it possible to obtain a solid fraction (called cake) whose solids content is 35% and a liquid fraction. The cake is then engaged in the firing step with a hydrated inorganic salt of the same formula as in the first step, of formula: Fe (NO 3) 3 .12H 2 O The firing has a duration of 5 hours and is carried out continuously. The dry mass (MS) of biomass used in the cooking step is 16.20% by weight. The flow rates expressed in tonnes per hour (ton / h) are shown in the table below. The concentration of Fe (NO 3) 3 in the liquid phase of the cooking medium is thus 50.2% by weight. Residue HE Fe (NO3) 3. Medium Cake Outlet Fe (NO3) 3. Medium of 12H20 of liquid 12H20 cooking baking Total ton 50.0 175.0 225.0 64.3 160.7 74.6 138.9 / h MS of ton 22.5 22.5 22.5 0.0 22.5 biomass / h Water ton 27.5 82.6 110.1 22.7 87.4 25.6 48.3 / h Fe (NO3) 3 ton 0.0 92.4 92.4 The method according to the present invention has thus made it possible to increase the hydration of the hydrated inorganic salt used, while maintaining the same dry mass (DM) biomass concentrations in the baking stage and at the same time. inorganic salt in the liquid phase of the cooking medium compared with Example 3. Compared to Example 4, the process according to the present invention allowed using the same inorganic salt hydrated Fe (NO3) 3.12H20 20 have a higher Fe (NO3) 3 salt concentration in the liquid phase of the baking step.
3029531 21 Exemple 6 non-conforme à l'invention On réalise la cuisson de 40 tonnes / heure de résidu de bois de hêtre contenant 45% d'eau dans un sel inorganique hydraté de formule : 5 ZnC12.2H20 La cuisson a une durée de 2h à une température de 80°C et est réalisée en batch, avec un temps de chargement/déchargement de 1h. La masse sèche (MS) mise en oeuvre dans l'étape de cuisson est de 6,0% poids. Les débits exprimés en tonne par heure (tonne/h) sont 10 présentés dans le tableau ci-dessous. La concentration en ZnCl2 dans la phase liquide du milieu de cuisson est ainsi de 75,0% poids. A la fin de la cuisson, de l'eau est ajoutée au milieu dans les proportions 4 tonnes d'eau par tonne de milieu de cuisson, ensuite le milieu est envoyé dans une étape de séparation solide-liquide où il est traité en 3 heures. A l'issue de cette séparation on obtient un gâteau comprenant 25% poids de masse sèche et on 15 produit 1378 tonnes / heure de liquide comprenant du ZnCl2 et de l'eau. Bilan sur 1 batch de cuisson Hêtre ZnC12.2H20 Milieu de cuisson Total tonne/h 120 980 1100 MS de biomasse tonne/h 66 66 Eau tonne/h 54 204.6 258.6 ZnCl2 tonne/h 0 775.4 775.4 Exemple 7 conforme à l'invention 20 Comme pour l'exemple 6, on traite 40 tonnes / heure de bois de hêtre contenant 45% d'eau. On réalise au préalable à la cuisson une mise en suspension avec un sel inorganique hydraté de formule : ZnC12.6H20 25 Cette étape a une durée de 15 minutes et est effectuée à une teneur en masse sèche (MS) de 7,5% poids, en continu. La concentration en ZnCl2 du milieu liquide lors de cette étape est de 52,1% poids (masse de ZnCl2 / masse de la phase liquide). On réalise en sortie une séparation solide-liquide qui permet d'obtenir une fraction solide (appelée gâteau) dont la teneur en solide (MS) est de 35% poids et une fraction liquide, d'un débit de 230,5 tonnes / 3029531 22 heure. Le gâteau est ensuite engagé dans l'étape de cuisson avec un sel inorganique hydraté de formule : ZnC12.2H20 5 La cuisson a une durée de 2h à une température de 80°C et est réalisée en batch, avec un temps de chargement/déchargement de 1h. La masse sèche (MS) mise en oeuvre dans l'étape de cuisson est de 7,60% poids. Les débits sont présentés dans le tableau ci-dessous. La concentration en ZnCl2 dans la phase liquide du milieu de cuisson est ainsi de 75,0% poids (masse de ZnCl2 / masse de la phase liquide). A la fin de la cuisson, de l'eau est 10 ajoutée au milieu dans les proportions 4 tonnes d'eau / tonne de milieu de cuisson, ensuite le milieu est envoyé dans une étape de séparation solide-liquide où il est traité en 3 heures. A l'issue de cette séparation on obtient un gâteau comprenant 25% de masse sèche et on produit 1070 tonnes / heure de liquide comprenant du ZnCl2 et de l'eau.EXAMPLE 6 Non-Conforming to the Invention The firing of 40 tonnes / hour of beech wood residue containing 45% of water is carried out in a hydrated inorganic salt of formula: ZnCl2.2H2O Cooking has a duration of 2h at a temperature of 80 ° C and is performed in batch, with a loading / unloading time of 1h. The dry mass (DM) used in the cooking step is 6.0% by weight. The flow rates expressed in tons per hour (ton / h) are shown in the table below. The concentration of ZnCl 2 in the liquid phase of the cooking medium is thus 75.0% by weight. At the end of cooking, water is added to the medium in the proportions 4 tons of water per ton of cooking medium, then the medium is sent to a solid-liquid separation stage where it is treated in 3 hours. . At the end of this separation, a cake comprising 25% by weight of dry mass is obtained and 1378 tonnes / hour of liquid comprising ZnCl 2 and water are produced. Evaluation of 1 batch of cooking Beech ZnC12.2H20 Cooking medium Total ton / h 120 980 1100 MS of biomass ton / h 66 66 Water ton / h 54 204.6 258.6 ZnCl2 tonne / h 0 775.4 775.4 Example 7 according to the invention 20 As in Example 6, 40 tons / hour of beech wood containing 45% water is treated. The suspension is carried out beforehand with a hydrated inorganic salt of formula: ZnCl 2 · 6H 2 O This step has a duration of 15 minutes and is carried out at a dry weight (DM) content of 7.5% by weight, continuously. The concentration of ZnCl 2 of the liquid medium during this step is 52.1% by weight (mass of ZnCl 2 / mass of the liquid phase). A solid-liquid separation is obtained at the outlet, which makes it possible to obtain a solid fraction (called a cake) whose solid content (MS) is 35% by weight and a liquid fraction with a flow rate of 230.5 tonnes / 3029531 22 hours. The cake is then engaged in the firing step with a hydrated inorganic salt of formula: ZnCl 2 · 2H 2 O The firing has a duration of 2 h at a temperature of 80 ° C. and is carried out batchwise with a loading / unloading time. 1h. The dry mass (DM) used in the cooking step is 7.60% by weight. Flow rates are shown in the table below. The concentration of ZnCl 2 in the liquid phase of the cooking medium is thus 75.0% by weight (mass of ZnCl 2 / mass of the liquid phase). At the end of cooking, water is added to the medium in the proportions 4 tons of water / ton of cooking medium, then the medium is sent to a solid-liquid separation stage where it is treated in 3 hours. At the end of this separation, a cake comprising 25% of dry mass is obtained and 1070 tonnes / hour of liquid comprising ZnCl 2 and water are produced.
15 Hêtre ZnC12.6H20 Mise en Gâteau Sortie suspension liquide Total tonne / h 40 253.3 293 62.9 230.5 MS de tonne / h 22 22 22 0 biomasse Eau tonne / h 18 111.9 129.9 19.6 110.4 ZnCl2 tonne / h 0 141.4 141.4 21.3 120.1 Bilan sur 1 batch de cuisson Gâteau ZnC12.2H20 Milieu de cuisson Total tonne / h 125.7 453 579 MS de biomasse tonne / h 44.0 44.0 Eau tonne / h 39.1 94.6 133.8 ZnCl2 tonne / h 42.6 358.6 401.2 Le procédé selon la présente invention a donc permis d'augmenter le taux de masse sèche 20 (MS) de biomasse mise en oeuvre en cuisson à iso-concentration du sel inorganique dans la phase liquide du milieu de cuisson par rapport à l'exemple 6. La masse sèche de biomasse 3029531 23 plus élevée permet une diminution de la production d'effluent liquide à traiter qui est passée de 1378 à 1300 tonnes/heure sur les deux sorties liquide, soit une réduction de près de 6%.15 Beech ZnC12.6H20 Cake Release liquid suspension Total ton / h 40 253.3 293 62.9 230.5 MS of ton / h 22 22 22 0 biomass Water ton / h 18 111.9 129.9 19.6 110.4 ZnCl2 ton / h 0 141.4 141.4 21.3 120.1 Assessment on 1 baking batch Cake ZnC12.2H20 Baking medium Total ton / h 125.7 453 579 MS of biomass ton / h 44.0 44.0 Water ton / h 39.1 94.6 133.8 ZnCl2 ton / h 42.6 358.6 401.2 The process according to the present invention thus allowed to increase the biomass dry mass (MS) rate used in iso-concentration cooking of the inorganic salt in the liquid phase of the cooking medium compared with Example 6. The higher biomass dry mass 3029531 23 allows a reduction in the production of liquid effluent to be treated, which went from 1378 to 1300 tonnes / hour on the two liquid outlets, a reduction of nearly 6%.
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US5410034A (en) * | 1994-02-24 | 1995-04-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Alkaline method for dissolving cellulose |
US20120178921A1 (en) * | 2009-09-01 | 2012-07-12 | KIIR, Inc. | Pretreatment of Solid Biomass Material Comprising Cellulose with Ionic Liquid Medium |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4452640A (en) * | 1982-05-11 | 1984-06-05 | Purdue Research Foundation | Quantitative hydrolysis of cellulose to glucose using zinc chloride |
US5410034A (en) * | 1994-02-24 | 1995-04-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Alkaline method for dissolving cellulose |
US20120178921A1 (en) * | 2009-09-01 | 2012-07-12 | KIIR, Inc. | Pretreatment of Solid Biomass Material Comprising Cellulose with Ionic Liquid Medium |
FR2985737A1 (en) * | 2012-01-18 | 2013-07-19 | IFP Energies Nouvelles | PROCESS FOR PRETREATMENT OF LIGNOCELLULOSIC BIOMASS WITH HYDRATED INORGANIC SALT COMPRISING A PRELIMINARY ACID HYDROLYSIS STEP |
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Title |
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KARL LETTERS: "Viskosimetrische Untersuchungen über die Reaktion von Zellulose mit konzentrierten Chlorzinklösungen", KOLLOID-ZEITSCHRIFT, vol. 58, no. 2, 1 February 1932 (1932-02-01), pages 229 - 239, XP055217903, ISSN: 0368-6590, DOI: 10.1007/BF01460731 * |
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