FR3133194A1 - METHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING LIGNOCELLULOSE BIOMASS MATERIAL - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé pour le traitement d’une matière de biomasse de lignocellulose comprenant le traitement thermique (1) de la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées, la récupération de furfural (2) à partir de vapeurs libérées de la matière de lignocellulose pendant ledit traitement thermique. Le procédé comprend en outre le mélange (3) d’au moins une partie d’un résidu provenant de la récupération de furfural avec au moins une partie de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement et/ou avec des sous-produits comprenant de la lignine obtenus suite à un traitement biochimique de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement. Un système correspondant est également fourni. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1The present invention relates to a method for processing lignocellulose biomass material comprising heat treating (1) the lignocellulose biomass material at elevated pressure and temperature, recovering furfural (2) from of vapors released from the lignocellulose material during said heat treatment. The method further comprises mixing (3) at least part of a residue from furfural recovery with at least part of the heat-treated lignocellulose biomass material and/or with by-products comprising lignin obtained following biochemical treatment of heat-treated lignocellulose biomass material. A corresponding system is also provided. Figure to be published with the abstract: Fig. 1

Description

PROCEDE ET SYSTEME POUR LE TRAITEMENT D’UNE MATIERE DE BIOMASSE DE LIGNOCELLULOSEMETHOD AND SYSTEM FOR PROCESSING LIGNOCELLULOSE BIOMASS MATERIAL Domaine de l’inventionField of the invention

L’invention concerne le domaine des procédés pour le traitement d’une matière de biomasse de lignocellulose comprenant le traitement thermique de la matière de biomasse et la récupération de furfural à partir de vapeurs libérées de la matière de biomasse pendant le traitement thermique. L’invention concerne également un système correspondant.The invention relates to the field of processes for processing lignocellulose biomass material comprising heat treatment of the biomass material and recovery of furfural from vapors released from the biomass material during the heat treatment. The invention also relates to a corresponding system.

Etat de la techniqueState of the art

Le traitement thermique d’une matière de biomasse de lignocellulose à pression et température élevées est connu dans l’art. Un tel traitement thermique est utilisé par exemple pour produire un panneau de fibres, des pastilles de combustible ou des briquettes de combustible. Les pastilles produites par traitement thermique sont habituellement appelées pastilles noires en raison de leur couleur sombre. Un procédé avantageux pour un traitement thermique est l’explosion à la vapeur. L’explosion à la vapeur fait référence à une étape de processus dans laquelle la matière subit une diminution de pression rapide/instantanée. Une biomasse chaude et ramollie suite à un traitement thermique est libérée ou soufflée à partir d’un réacteur pressurisé à travers une vanne ou un orifice de soufflage, tandis que la pression chute jusqu’à un environnement doté d’une pression sensiblement plus basse, par exemple inférieure à 5 bars, ou préférablement jusqu’à une pression sensiblement atmosphérique. La structure de la biomasse se rompt, d’une part en raison de la vapeur en expansion, et d’autre part par les forces de cisaillement et l’impact pendant le soufflage à travers l’orifice ou la vanne. Un traitement par explosion à la vapeur simplifie la mise en pastilles ou en briquettes subséquente en raison de la matière (encore) molle qui est facile à densifier. Un traitement par explosion à la vapeur augmente la résistance de la pastille résultante car diverses substances telles que la lignine et des sucres sont libérées pendant l’explosion à la vapeur.Heat treatment of lignocellulose biomass material at elevated pressure and temperature is known in the art. Such heat treatment is used for example to produce fiberboard, fuel pellets or fuel briquettes. Pellets produced by heat treatment are usually called black pellets because of their dark color. An advantageous process for heat treatment is steam explosion. Steam explosion refers to a process step in which the material experiences a rapid/instantaneous decrease in pressure. Hot, softened biomass following heat treatment is released or blown from a pressurized reactor through a valve or blow port as the pressure drops to a significantly lower pressure environment, for example less than 5 bars, or preferably up to a substantially atmospheric pressure. The biomass structure breaks down, partly due to expanding steam, and partly by shear forces and impact during blowing through the orifice or valve. Steam explosion treatment simplifies subsequent pelleting or briquetting due to the (still) soft material which is easy to densify. Steam explosion treatment increases the strength of the resulting pellet because various substances such as lignin and sugars are released during the steam explosion.

Une grande quantité de vapeur d’échappement, appelée « vapeur de soufflage », est libérée du mélange de vapeur et de biomasse humide chaude qui est déchargé à travers la vanne/l’orifice de soufflage. La vapeur de soufflage est séparée de la biomasse par un séparateur, par exemple un cyclone ou une centrifugeuse. La vapeur de soufflage, dans ce contexte, fait référence à un mélange de vapeur (eau) et de composés organiques volatils libérés de la matière de biomasse pendant le traitement thermique/la décharge d'explosion à la vapeur de la matière de biomasse. Plus spécifiquement, la vapeur de soufflage comprend, outre de la vapeur (qui est le composant principal), des composés acides en phase gazeuse comme l’acide formique et l’acide acétique, et des composés non acides comme le furfural et le méthanol issus d’hémicelluloses pendant le traitement thermique de la biomasse. Ces composés sont considérés comme des polluants et ne peuvent pas être libérés dans l’atmosphère. Les composés peuvent toutefois dans certains cas posséder une valeur commerciale élevée. Par exemple, le furfural est utilisé tel quel ou raffiné comme solvants, combustible, résine, fongicides, nématicides et autres. La récupération de composés intéressants à partir de la vapeur de soufflage pour des produits pouvant être vendus peut ainsi améliorer les revenus globaux.A large amount of exhaust steam, called "blow steam", is released from the mixture of steam and hot wet biomass which is discharged through the blow valve/port. The blowing steam is separated from the biomass by a separator, for example a cyclone or a centrifuge. Steam blast, in this context, refers to a mixture of steam (water) and volatile organic compounds released from the biomass material during the heat treatment/steam explosion discharge of the biomass material. More specifically, the blowing steam includes, in addition to steam (which is the main component), acidic compounds in the gas phase such as formic acid and acetic acid, and non-acidic compounds such as furfural and methanol derived from of hemicelluloses during the heat treatment of biomass. These compounds are considered pollutants and cannot be released into the atmosphere. However, in some cases the compounds may have high commercial value. For example, furfural is used as is or refined as solvents, fuel, resin, fungicides, nematicides and others. Recovering valuable compounds from blowing steam for salable products can thus improve overall revenue.

Des procédés pour la récupération de furfural à partir de vapeur de soufflage sont connus dans l’art. Le document WO2021167511 divulgue un procédé pour la récupération d’énergie à partir d’un réacteur à explosion à la vapeur exploité de manière continue pour la production de pastilles ou de briquettes de biomasse, le procédé comprenant les étapes de : condensation d’une vapeur de soufflage provenant du réacteur à explosion à la vapeur pour recevoir un condensat de vapeur de soufflage ; récupération de chaleur provenant de la condensation de la vapeur de soufflage pour énergiser un système de fractionnement, du furfural étant récupéré à partir du condensat de vapeur de soufflage dans le système de fractionnement. Un problème de ce procédé, et d’autres procédés connus dans l’art, est que des résidus comprenant des polymères sont obtenus à partir du processus de récupération de furfural. Le document WO2021167511 ne décrit pas le traitement ou l’élimination de ces résidus.Methods for recovering furfural from blast steam are known in the art. Document WO2021167511 discloses a method for recovering energy from a steam explosion reactor operated continuously for the production of biomass pellets or briquettes, the method comprising the steps of: condensing a vapor blowing from the steam explosion reactor to receive blowing steam condensate; recovering heat from the condensation of the blow steam to energize a fractionation system, furfural being recovered from the blow steam condensate in the fractionation system. A problem with this process, and other processes known in the art, is that residues including polymers are obtained from the furfural recovery process. Document WO2021167511 does not describe the treatment or disposal of these residues.

Un objet de l’invention est de fournir un procédé et un système correspondant qui résolvent le problème de l’élimination des résidus provenant du processus de récupération de furfural.An object of the invention is to provide a method and a corresponding system which solves the problem of eliminating residues from the furfural recovery process.

Ces objectifs et d’autres sont atteints par la présente invention au moyen d’un procédé et d’un système.These and other objectives are achieved by the present invention by means of a method and a system.

Selon un premier aspect de l’invention, un procédé pour le traitement d’une matière de biomasse de lignocellulose est fourni, comprenant le traitement thermique de la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées, la récupération de furfural à partir de vapeurs libérées de la matière de lignocellulose pendant ledit traitement thermique. Le procédé comprend en outre le mélange d’au moins une partie d’un résidu obtenu suite à la récupération de furfural avec au moins une partie de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement et/ou avec des sous-produits comprenant de la lignine obtenus suite à un traitement biochimique de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement.According to a first aspect of the invention, a method for treating lignocellulose biomass material is provided, comprising heat treating the lignocellulose biomass material at elevated pressure and temperature, recovering furfural from vapors released from the lignocellulose material during said heat treatment. The method further comprises mixing at least a portion of a residue obtained following the recovery of furfural with at least a portion of the heat-treated lignocellulose biomass material and/or with by-products comprising lignin obtained following biochemical treatment of thermally treated lignocellulose biomass material.

En d’autres termes, la matière de biomasse de lignocellulose est soumise à un traitement thermique à une pression et une température élevées pour obtenir une matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement et des vapeurs libérées de la matière de lignocellulose pendant le traitement thermique. Ensuite, les vapeurs sont soumises à une étape de récupération de furfural pour obtenir du furfural et un ou plusieurs résidus, soit directement, soit à la suite d’une ou plusieurs étapes de traitement telles qu’une condensation. Au moins une partie, ou la totalité, des résidus sont mélangés avec, ou autrement dit ajoutés à, soit au moins une partie, ou la totalité, de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement et/ou mélangés avec/ajoutés à des sous-produits comprenant de la lignine obtenus suite à un traitement biochimique de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement. Il est entendu que l’étape de traitement biochimique est optionnelle dans le sens qu’elle ne fait pas nécessairement partie du procédé dans le cas où les résidus sont uniquement mélangés avec/ajoutés à la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement. Il est en outre entendu que les résidus font référence à des matières de déchets provenant de l’étape de récupération de furfural, lesquels résidus étant éliminés dans des processus connus, par exemple un processus d’élimination dans une installation de traitement de déchets ou similaire. Les résidus provenant de la récupération de furfural peuvent comprendre un mélange de polymères organiques issus de glucides.In other words, the lignocellulose biomass material is subjected to heat treatment at high pressure and temperature to obtain heat-treated lignocellulose biomass material and vapors released from the lignocellulose material during the heat treatment. Next, the vapors are subjected to a furfural recovery step to obtain furfural and one or more residues, either directly or following one or more processing steps such as condensation. At least part, or all, of the residues are mixed with, or otherwise added to, either at least part, or all, of the heat-treated lignocellulose biomass material and/or mixed with/added to sub -products comprising lignin obtained following biochemical treatment of heat-treated lignocellulose biomass material. It is understood that the biochemical treatment step is optional in the sense that it is not necessarily part of the process in the case where the residues are only mixed with/added to the heat-treated lignocellulose biomass material. It is further understood that residues refer to waste materials from the furfural recovery stage, which residues being disposed of in known processes, for example a disposal process in a waste treatment facility or the like . Residues from furfural recovery may include a mixture of organic polymers derived from carbohydrates.

Le traitement thermique peut être conduit en utilisant au moins un réacteur pressurisé, et le procédé peut comprendre en outre la décharge de la matière de biomasse de lignocellulose et de la vapeur de soufflage comprenant lesdites vapeurs provenant de l’au moins un réacteur pressurisé au moyen d’une décharge d'explosion à la vapeur. Le procédé peut en outre comprendre la séparation de la vapeur de soufflage de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement déchargée et la condensation de la vapeur de soufflage pour obtenir un condensat de vapeur de soufflage, ledit furfural étant récupéré à partir desdites vapeurs sous forme condensée comme partie du condensat de vapeur de soufflage. Le traitement thermique peut comprendre un processus continu ou un processus en lot.The heat treatment may be conducted using at least one pressurized reactor, and the method may further comprise discharging the lignocellulose biomass material and blowing vapor comprising said vapors from the at least one pressurized reactor by means from a steam explosion discharge. The method may further comprise separating the blow steam from the discharged thermally treated lignocellulose biomass material and condensing the blow steam to obtain a blow steam condensate, said furfural being recovered from said vapors in the form condensed as part of the blowing steam condensate. Heat treatment may include a continuous process or a batch process.

La matière de biomasse de lignocellulose peut par exemple être sous la forme de copeaux de bois, d’écorce, de sciure, de paille, de bagasse, ou de grappes de fruits vides.Lignocellulose biomass material can for example be in the form of wood chips, bark, sawdust, straw, bagasse, or empty fruit bunches.

L’invention est basée sur l’idée selon laquelle le problème d’élimination des résidus du processus de récupération de furfural peut effectivement être réglé en mélangeant le résidu avec la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement et/ou avec des sous-produits comprenant de la lignine obtenus suite à un traitement biochimique de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement. L’invention est en outre basée sur l’idée selon laquelle le résidu comprend un mélange de polymères organiques, et selon laquelle de tels polymères organiques peuvent améliorer les propriétés de ladite biomasse traitée thermiquement ou desdits sous-produits lorsqu’ils sont mélangés avec ceux-ci. Cette idée est particulièrement pertinente lorsque la biomasse traitée thermiquement ou les sous-produits est/sont utilisée/utilisés pour former des pastilles ou des briquettes, où l’ajout de polymères organiques peut entraîner la formation de pastilles ou briquettes possédant une durabilité et/ou une résistance à l’humidité améliorées. De plus, le résidu possède un pouvoir calorifique qui est récupéré lorsqu’il est mélangé dans une pastille ou une briquette de combustible.The invention is based on the idea that the problem of removing residues from the furfural recovery process can effectively be solved by mixing the residue with the heat-treated lignocellulose biomass material and/or with by-products comprising lignin obtained following biochemical treatment of heat-treated lignocellulose biomass material. The invention is further based on the idea that the residue comprises a mixture of organic polymers, and that such organic polymers can improve the properties of said heat-treated biomass or said by-products when mixed with those -this. This idea is particularly relevant when heat-treated biomass or by-products is/are used to form pellets or briquettes, where the addition of organic polymers can result in the formation of pellets or briquettes possessing durability and/or improved humidity resistance. In addition, the residue has a calorific value which is recovered when mixed in a fuel pellet or briquette.

Dans des modes de réalisation, la récupération de furfural comprend le décapage et la rectification en combinaison avec la décantation dans une ou plusieurs étapes. Les résidus peuvent être obtenus en tant que fraction de fond après une étape de purification finale de la récupération de furfural.In embodiments, furfural recovery includes stripping and rectification in combination with settling in one or more stages. Residues can be obtained as a background fraction after a final purification step of furfural recovery.

Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre l’étape de traitement biochimique qui comprend une hydrolyse enzymatique ou à l’acide et une fermentation subséquente de la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée, les sous-produits étant obtenus comme sous-produits à la suite de l’hydrolyse et/ou de l’étape de fermentation.In embodiments, the method further comprises the biochemical treatment step which includes enzymatic or acid hydrolysis and subsequent fermentation of the discharged thermally treated biomass material, the by-products being obtained as by-products following the hydrolysis and/or the fermentation step.

Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre, après le mélange, la formation de pastilles et/ou de briquettes à partir d’au moins une partie, ou de la totalité, du mélange obtenu par ledit mélange. Le procédé peut, en plus ou de manière alternative, comprendre en outre, après le mélange, la combustion d’au moins une partie, ou de la totalité, du mélange obtenu par ledit mélange pour fournir de la chaleur au traitement thermique. Le procédé peut, en plus ou de manière alternative, comprendre en outre, après le mélange, la collecte d’au moins une partie, ou de la totalité, du mélange obtenu par le mélange pour une utilisation en tant que combustible.In embodiments, the method further comprises, after mixing, the formation of pellets and/or briquettes from at least part, or all, of the mixture obtained by said mixing. The method may, in addition or alternatively, further comprise, after mixing, the combustion of at least part, or all, of the mixture obtained by said mixing to provide heat for the heat treatment. The method may, additionally or alternatively, further comprise, after mixing, collecting at least part, or all, of the mixture obtained by the mixing for use as a fuel.

Le mélange peut comprendre la régulation du rapport entre le résidu et la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée et/ou les sous-produits comprenant de la lignine pour réguler les propriétés physiques telles que la durabilité mécanique et/ou la résistance à l’eau du produit (pastilles ou briquettes par exemple). Il est entendu que, en fonction de la matière première utilisée, les propriétés physiques du produit fini varient. En régulant le rapport entre le résidu et la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée et/ou les sous-produits comprenant de la lignine, l’ajout de polymères est régulé, et par conséquent, les propriétés physiques peuvent être modifiées. En particulier, le rapport peut être augmenté (c’est-à-dire, plus de résidu est ajouté) pour améliorer la durabilité mécanique et/ou la résistance à l’eau.The blend may include regulating the ratio of the residue to the discharged heat-treated biomass material and/or by-products comprising lignin to regulate physical properties such as mechanical durability and/or water resistance of the product (pellets or briquettes for example). It is understood that, depending on the raw material used, the physical properties of the finished product vary. By regulating the ratio of the residue to the discharged thermally treated biomass material and/or by-products including lignin, the addition of polymers is regulated, and therefore the physical properties can be modified. In particular, the ratio can be increased (i.e., more residue is added) to improve mechanical durability and/or water resistance.

Dans des modes de réalisation, le procédé comprend en outre, avant le traitement thermique, ou avant le mélange, le séchage de la matière de biomasse de lignocellulose, c’est-à-dire la réduction de la teneur en humidité de la matière de biomasse. La teneur en humidité peut être réduite par déshydratation mécanique de la matière de biomasse pour obtenir une teneur en humidité dans la plage de 35 à 55 %. Éventuellement, la matière de biomasse déshydratée peut être séchée thermiquement pour obtenir une teneur en humidité dans la plage de 6 à 25 %. La déshydratation mécanique peut comprendre une déshydratation mécanique avec une presse à vis. Le séchage thermique peut comprendre le séchage de la biomasse avec un sécheur à bande à basse température.In embodiments, the method further comprises, before heat treatment, or before mixing, drying the lignocellulose biomass material, i.e., reducing the moisture content of the lignocellulose biomass material. biomass. The moisture content can be reduced by mechanical dehydration of the biomass material to obtain a moisture content in the range of 35 to 55%. Optionally, the dehydrated biomass material can be thermally dried to obtain a moisture content in the range of 6 to 25%. Mechanical dehydration may include mechanical dehydration with a screw press. Thermal drying may include drying the biomass with a low temperature belt dryer.

Selon un deuxième aspect de l’invention, un système pour le traitement d’une matière de biomasse est fourni. Le système comprend un système de traitement thermique agencé pour traiter thermiquement la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées, un moyen de collecte relié au système de traitement thermique pour collecter des vapeurs libérées de la matière de biomasse de lignocellulose, et un système de récupération de furfural relié, directement ou indirectement, au moyen de collecte, ledit système de récupération de furfural étant agencé pour traiter lesdites vapeurs pour obtenir du furfural et un ou plusieurs résidus. Le système comprend en outre un dispositif de mélange relié au système de traitement thermique et au système de récupération de furfural, le dispositif de mélange étant agencé pour mélanger au moins une partie, ou la totalité, des résidus avec au moins une partie, ou la totalité, de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement. En variante, le système comprend un système de traitement biochimique relié au système de traitement thermique pour fournir une matière de biomasse traitée de manière biochimique et des sous-produits comprenant de la lignine, et un dispositif de mélange relié au système de traitement biochimique et au système de récupération de furfural, le dispositif de mélange étant agencé pour mélanger au moins une partie, ou la totalité, desdits résidus avec au moins une partie, ou la totalité, des sous-produits comprenant de la lignine.According to a second aspect of the invention, a system for processing a biomass material is provided. The system includes a heat treatment system arranged to heat treat the lignocellulose biomass material at an elevated pressure and temperature, collection means connected to the heat treatment system for collecting vapors released from the lignocellulose biomass material, and a furfural recovery system connected, directly or indirectly, to the collection means, said furfural recovery system being arranged to treat said vapors to obtain furfural and one or more residues. The system further comprises a mixing device connected to the heat treatment system and to the furfural recovery system, the mixing device being arranged to mix at least part, or all, of the residues with at least part, or the whole, heat-treated lignocellulose biomass material. Alternatively, the system includes a biochemical treatment system connected to the heat treatment system to provide biochemically treated biomass material and byproducts including lignin, and a mixing device connected to the biochemical treatment system and the furfural recovery system, the mixing device being arranged to mix at least part, or all, of said residues with at least part, or all, of the by-products comprising lignin.

Dans des modes de réalisation du système, le système de récupération de furfural comprend au moins un dispositif de décapage et de rectification et au moins un dispositif de décantation. Le système de récupération de furfural peut en outre comprendre un étage de purification finale à partir duquel le résidu est obtenu en tant que fraction de fond.In embodiments of the system, the furfural recovery system includes at least one stripping and rectification device and at least one settling device. The furfural recovery system may further include a final purification stage from which the residue is obtained as a bottoms fraction.

Dans des modes de réalisation du système, le système de traitement biochimique comprend au moins un étage d’hydrolyse enzymatique ou à l’acide et au moins un étage de fermentation subséquente, les sous-produits étant obtenus comme sous-produits à la suite de l’hydrolyse et/ou de l’étape de fermentation.In embodiments of the system, the biochemical treatment system includes at least one enzymatic or acid hydrolysis stage and at least one subsequent fermentation stage, the by-products being obtained as by-products following hydrolysis and/or the fermentation step.

Dans des modes de réalisation du système, au moins un dispositif de mise en pastilles/mise en briquettes est relié au dispositif de mélange et agencé pour produire des pastilles/briquettes de combustible basées sur le mélange obtenu à partir dudit dispositif de mélange. Des dispositifs de mise en pastilles/mise en briquettes sont connus dans l’art et ne seront pas expliqués ici plus en détail.In embodiments of the system, at least one pelletizing/briquetter device is connected to the mixing device and arranged to produce fuel pellets/briquettes based on the mixture obtained from said mixing device. Pellets/briquettes devices are known in the art and will not be explained here in more detail.

Dans des modes de réalisation du système, le système comprend en outre un dispositif de combustion relié au dispositif de mélange pour brûler/enflammer au moins une partie du mélange obtenu à partir dudit dispositif de mélange pour fournir de la chaleur/vapeur au système de traitement thermique et/ou à d’autres dispositifs ou étages dans le procédé et/ou pour une utilisation externe.In embodiments of the system, the system further includes a combustion device connected to the mixing device to burn/ignite at least a portion of the mixture obtained from said mixing device to provide heat/steam to the processing system thermal and/or to other devices or stages in the process and/or for external use.

Dans des modes de réalisation du système, le système comprend en outre un moyen de stockage relié au dispositif de mélange pour la collecte d’au moins une partie du mélange obtenu à partir dudit dispositif de mélange pour une utilisation en tant que combustible soit dans le système, soit à un autre emplacement.In embodiments of the system, the system further comprises storage means connected to the mixing device for collecting at least a portion of the mixture obtained from said mixing device for use as fuel either in the system or to another location.

Dans des modes de réalisation du système, le système de traitement thermique comprend :
- au moins un réacteur pressurisé agencé pour recevoir la matière de biomasse de lignocellulose, l’au moins un réacteur étant pourvu de moyens pour ajouter de la vapeur (tels que des buses d’injection de vapeur) dans ledit au moins un réacteur pour le traitement thermique de la matière de biomasse à une pression et une température élevées, et
- au moins un dispositif de décharge d'explosion à la vapeur agencé pour décharger la matière de biomasse et la vapeur de soufflage de l’au moins un réacteur, la vapeur de soufflage comprenant de la vapeur et les vapeurs libérées de la matière de biomasse.In embodiments of the system, the heat treatment system includes:
- at least one pressurized reactor arranged to receive the lignocellulose biomass material, the at least one reactor being provided with means for adding steam (such as steam injection nozzles) into said at least one reactor for heat treatment of the biomass material at elevated pressure and temperature, and
- at least one steam explosion discharge device arranged to discharge the biomass material and the blowing steam from the at least one reactor, the blowing steam comprising steam and the vapors released from the biomass material .

En outre, le moyen de collecte peut comprendre un moyen de séparation relié à l’au moins un dispositif de décharge d'explosion à la vapeur pour séparer la vapeur de soufflage de la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée. Le moyen de séparation peut comprendre un cyclone.Further, the collection means may include separation means connected to the at least one steam explosion discharge device for separating the blast steam from the discharged thermally treated biomass material. The separation means may include a cyclone.

Dans des modes de réalisation, le système comprend en outre au moins un dispositif de condensation relié au moyen de séparation pour fournir un condensat de vapeur de soufflage, le système de récupération de furfural étant relié à l’au moins un dispositif de condensation pour récupérer du furfural à partir des vapeurs sous forme condensée comme partie d’un condensat de vapeur de soufflage.In embodiments, the system further comprises at least one condensing device connected to the separation means to provide blow steam condensate, the furfural recovery system being connected to the at least one condensing device to recover furfural from the vapors in condensed form as part of a blow vapor condensate.

Dans des modes de réalisation, la vapeur de soufflage est conduite du moyen de séparation vers le système de récupération de furfural sans condensation préalable.In embodiments, the blow steam is conducted from the separation means to the furfural recovery system without prior condensation.

Dans des modes de réalisation, le système comprend en outre un agencement de séchage comprenant au moins un appareil de déshydratation mécanique et/ou au moins un appareil de séchage thermique. L’agencement de séchage peut être agencé pour réduire la teneur en humidité de la biomasse, c’est-à-dire sécher la biomasse, en amont du système de traitement thermique ou, en variante, être agencé en aval du système de traitement thermique et en amont du dispositif de mélange. Dans des modes de réalisation comprenant un système de traitement biochimique, un agencement de séchage comprenant au moins un appareil de déshydratation mécanique et/ou au moins un appareil de séchage thermique peut être agencé pour sécher ou réduire la teneur en humidité des sous-produits avant d’être alimentés au mélangeur. L’au moins un appareil de déshydratation mécanique, qui peut comprendre une presse à vis, peut être configuré pour déshydrater la matière de biomasse ou des sous-produits pour obtenir une teneur .In embodiments, the system further includes a drying arrangement including at least one mechanical dehydration apparatus and/or at least one thermal drying apparatus. The drying arrangement may be arranged to reduce the moisture content of the biomass, i.e. dry the biomass, upstream of the heat treatment system or, alternatively, be arranged downstream of the heat treatment system and upstream of the mixing device. In embodiments including a biochemical treatment system, a drying arrangement comprising at least one mechanical dehydration apparatus and/or at least one thermal drying apparatus may be arranged to dry or reduce the moisture content of the by-products before to be fed to the mixer. The at least one mechanical dehydration apparatus, which may include a screw press, may be configured to dehydrate the biomass material or by-products to a .

Dans des modes de réalisation, le système comprend en outre un moyen supplémentaire pour collecter des vapeurs provenant de reliefs sur l’au moins un réacteur, le moyen supplémentaire pour collecter des vapeurs étant relié au système de récupération de furfural, soit directement, soit via un dispositif de condensation, pour fournir des vapeurs collectées à celui-ci. Par conséquent, du furfural est récupéré de la vapeur de soufflage ainsi que de la vapeur obtenue à partir de reliefs sur l’au moins un réacteur.In embodiments, the system further comprises additional means for collecting vapors from reliefs on the at least one reactor, the additional means for collecting vapors being connected to the furfural recovery system, either directly or via a condensing device, for supplying collected vapors thereto. Therefore, furfural is recovered from the blowing steam as well as the steam obtained from reliefs on the at least one reactor.

Les caractéristiques des modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinées dans n’importe quelle manière pratiquement réalisable pour former des modes de réalisation possédant des combinaisons de ces caractéristiques. En outre, toutes les caractéristiques et tous les avantages des modes de réalisation décrits ci-dessus par référence au premier aspect de l’invention peuvent être appliqués dans des modes de réalisation correspondants du système selon le deuxième aspect de l’invention et vice versa.The features of the embodiments described above may be combined in any practically practicable manner to form embodiments having combinations of these features. Furthermore, all the features and advantages of the embodiments described above with reference to the first aspect of the invention can be applied in corresponding embodiments of the system according to the second aspect of the invention and vice versa.

Les aspects abordés ci-dessus et d’autres aspects de la présente invention vont à présent être décrits plus en détail en utilisant les dessins annexés, qui présentent ici des modes de réalisation préférés de l’invention. La présente un diagramme de flux illustrant un mode de réalisation du procédé selon le premier aspect de l’invention. La présente un diagramme de flux illustrant un autre mode de réalisation du procédé selon le premier aspect de l’invention. La présente une illustration schématique d’un mode de réalisation du système selon le deuxième aspect de l’invention. La présente une illustration schématique d’un autre mode de réalisation du système selon le deuxième aspect de l’invention.The aspects discussed above and other aspects of the present invention will now be described in more detail using the accompanying drawings, which herein show preferred embodiments of the invention. There presents a flow diagram illustrating an embodiment of the method according to the first aspect of the invention. There presents a flow diagram illustrating another embodiment of the method according to the first aspect of the invention. There presents a schematic illustration of an embodiment of the system according to the second aspect of the invention. There presents a schematic illustration of another embodiment of the system according to the second aspect of the invention.

La présente un diagramme de flux illustrant un mode de réalisation du procédé selon le premier aspect de l’invention. Le procédé comprend un traitement thermique 1 de la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées, par exemple dans une cuve de réacteur pressurisée comme il sera expliqué ci-dessous par référence aux et 4. Éventuellement, le procédé comprend la réduction de la teneur en humidité de la biomasse avant le traitement thermique au moyen d’une déshydratation mécanique de la biomasse 8a (par exemple en utilisant une presse à vis) et/ou d’un séchage thermique 8b de la biomasse (par exemple en utilisant un sécheur à bande à basse température). La biomasse traitée thermiquement ainsi que la vapeur de soufflage sont déchargées au moyen d’une décharge d'explosion à la vapeur 9. La vapeur de soufflage est ensuite séparée 9 de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement déchargée, par exemple en utilisant un cyclone. La vapeur de soufflage est condensée 10 pour former un condensat de vapeur de soufflage, lequel condensat est ensuite soumis à un processus de récupération de furfural 2 pour obtenir du furfural et un résidu comprenant un mélange de polymères organiques. Des modes de réalisation du processus de récupération de furfural sont décrits ci-dessous par référence aux et 4. Éventuellement, la teneur en humidité de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement est réduite au moyen d’une déshydratation mécanique 8a’ (par exemple en utilisant une presse à vis) et/ou d’un séchage thermique 8b’ (par exemple en utilisant un sécheur à bande à basse température). Au moins une partie du résidu comprenant un mélange de polymères et au moins une partie de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement sont mélangées 3. Le mélange obtenu dans l’étape 3 peut être utilisé à différentes fins. Par exemple, des pastilles/briquettes peuvent être formées 5 à partir d’au moins une partie du mélange. En variante, ou de plus, au moins une partie du mélange peut être enflammé/brûlé 6 pour fournir de la chaleur/vapeur pour l’étape de traitement thermique 1 et/ou pour d’autres étapes dans le procédé. En variante, ou de plus, au moins une partie du mélange peut être collectée 7 pour une utilisation en tant que combustible, soit dans l’installation de traitement thermique, soit à un autre emplacement.There presents a flow diagram illustrating an embodiment of the method according to the first aspect of the invention. The method comprises heat treatment 1 of the lignocellulose biomass material at an elevated pressure and temperature, for example in a pressurized reactor vessel as will be explained below with reference to the and 4. Optionally, the method comprises reducing the moisture content of the biomass before heat treatment by means of mechanical dehydration of the biomass 8a (for example using a screw press) and/or drying thermal 8b of biomass (for example using a low temperature belt dryer). The heat-treated biomass together with the blowing steam is discharged by means of a steam explosion discharge 9. The blowing steam is then separated 9 from the discharged heat-treated lignocellulose biomass material, for example by using a cyclone. The blow steam is condensed to form a blow steam condensate, which condensate is then subjected to a furfural recovery process 2 to obtain furfural and a residue comprising a mixture of organic polymers. Embodiments of the furfural recovery process are described below with reference to: and 4. Optionally, the moisture content of the heat-treated lignocellulose biomass material is reduced by means of mechanical dehydration 8a' (e.g. using a screw press) and/or thermal drying 8b' ( for example using a belt dryer at low temperature). At least part of the residue comprising a polymer mixture and at least part of the heat-treated lignocellulose biomass material are mixed 3. The mixture obtained in step 3 can be used for different purposes. For example, pellets/briquettes can be formed from at least part of the mixture. Alternatively, or additionally, at least a portion of the mixture may be ignited/burned 6 to provide heat/steam for heat treatment step 1 and/or for other steps in the process. Alternatively, or additionally, at least a portion of the mixture may be collected 7 for use as fuel, either in the heat treatment facility or at another location.

La présente un diagramme de flux illustrant un autre mode de réalisation du procédé selon le premier aspect de l’invention. Ce mode de réalisation correspond au mode de réalisation de la en ce qu’il comprend les étapes correspondantes 1, 1a, 2, 9, 10 et les étapes optionnelles 5, 6, 7, 8a. Le mode de réalisation diffère cependant en ce que :
- éventuellement, un catalyseur de type acide, par exemple l’acide sulfurique, est ajouté 11 à la biomasse avant la déshydratation mécanique 8a,
- la biomasse traitée thermiquement dans l’étape 9 est soumise à une étape d’hydrolyse à l’acide ou enzymatique 4a pour produire des sucres pouvant être fermentés, suivie d’une étape de fermentation 4b pour produire de l’éthanol. Un sous-produit comprenant de la lignine est obtenu dans l’étape d’hydrolyse 4a et/ou dans l’étape de fermentation 4b,
- l’étape de mélange 3 comprend le mélange d’au moins une partie du résidu comprenant un mélange de polymères de l’étape 2 avec le sous-produit de l’étape 4a et/ou 4b,
- éventuellement, au moins une partie, ou la totalité, du sous-produit peut être déshydraté mécaniquement, 12a, et/ou séché thermiquement, 12b, avant d’être mélangé avec le résidu polymérique, 3.There presents a flow diagram illustrating another embodiment of the method according to the first aspect of the invention. This embodiment corresponds to the embodiment of the in that it includes the corresponding steps 1, 1a, 2, 9, 10 and the optional steps 5, 6, 7, 8a. The embodiment differs, however, in that:
- optionally, an acid type catalyst, for example sulfuric acid, is added 11 to the biomass before mechanical dehydration 8a,
- the thermally treated biomass in step 9 is subjected to an acid or enzymatic hydrolysis step 4a to produce sugars that can be fermented, followed by a fermentation step 4b to produce ethanol. A by-product comprising lignin is obtained in hydrolysis step 4a and/or in fermentation step 4b,
- mixing step 3 comprises mixing at least part of the residue comprising a mixture of polymers from step 2 with the by-product of step 4a and/or 4b,
- optionally, at least part, or all, of the by-product can be mechanically dehydrated, 12a, and/or thermally dried, 12b, before being mixed with the polymeric residue, 3.

La présente une illustration schématique d’un mode de réalisation du système selon le deuxième aspect de l’invention. Le système comprend un appareil de déshydratation mécanique qui est une presse à vis 107a qui est configurée pour déshydrater la matière de biomasse de lignocellulose pour obtenir une teneur en humidité dans la plage de 35 à 55 %. À la suite de la presse à vis, un sécheur à bande à basse température est agencé et configuré pour sécher thermiquement la matière de biomasse pour obtenir une teneur en humidité dans la plage de 6 à 25 %. La matière de biomasse de lignocellulose déshydratée et séchée est collectée dans un bac ou un récipient et est alimentée à un système de traitement thermique 101 en utilisant un bouchon fileté 107c. Le système de traitement thermique comprend un réacteur pressurisé 101a. Le bouchon fileté comprime la biomasse en un bouchon de sorte que la pression élevée dans le réacteur thermique 101a est étanchéifiée de la pression atmosphérique. Le réacteur thermique 101a est pourvu de moyens 101b pour ajouter de la vapeur dans ledit au moins un réacteur pour le traitement thermique de la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées, et d’au moins un dispositif de décharge d'explosion à la vapeur 101c agencé pour décharger la biomasse traitée thermiquement et la vapeur de soufflage (comprenant de la vapeur et des vapeurs libérées de la matière de biomasse pendant le traitement thermique). Un moyen de collecte sous la forme d’un séparateur (un cyclone) 102 est relié au dispositif de décharge d'explosion à la vapeur 101c pour séparer de la vapeur de soufflage de la matière de biomasse de lignocellulose. Un dispositif de condensation 108 est relié au séparateur 102 pour condenser la vapeur de soufflage.There presents a schematic illustration of an embodiment of the system according to the second aspect of the invention. The system includes a mechanical dehydration apparatus which is a screw press 107a which is configured to dehydrate the lignocellulose biomass material to obtain a moisture content in the range of 35 to 55%. Following the screw press, a low temperature belt dryer is arranged and configured to thermally dry the biomass material to obtain a moisture content in the range of 6 to 25%. The dehydrated and dried lignocellulose biomass material is collected in a bin or container and is fed to a heat treatment system 101 using a threaded plug 107c. The heat treatment system includes a pressurized reactor 101a. The threaded plug compresses the biomass into a plug so that the high pressure in the thermal reactor 101a is sealed off from atmospheric pressure. The thermal reactor 101a is provided with means 101b for adding steam into said at least one reactor for thermal treatment of lignocellulose biomass material at high pressure and temperature, and with at least one steam discharge device. steam explosion 101c arranged to discharge heat-treated biomass and blast steam (comprising steam and vapors released from the biomass material during heat treatment). A collection means in the form of a separator (a cyclone) 102 is connected to the steam explosion discharge device 101c for separating blast steam from lignocellulose biomass material. A condensing device 108 is connected to the separator 102 to condense the blowing steam.

Un système de récupération de furfural 103 est relié au dispositif de condensation 108 pour recevoir le condensat de vapeur de soufflage. Le système de récupération de furfural est illustré schématiquement sous la forme d’un mode de réalisation simplifié qui comprend une colonne de distillation 103a, une colonne de déshydratation 103b, un décanteur gravimétrique 103c, des dispositifs de condensation à reflux 109a, 109c et un dispositif de condensation de produit 109b. Le condensat de vapeur de soufflage est alimenté à la colonne de distillation 103a dans laquelle le furfural est rectifié et soutiré en tant que vapeur de tête au dispositif de condensation à reflux 109a. Le condensat à reflux du dispositif de condensation à reflux 109a est alimenté à un décanteur gravimétrique 103c, lequel décanteur gravimétrique est relié à la colonne de déshydratation 103b pour fournir une phase de furfural (phase lourde) dans celle-ci. La phase aqueuse qui contient une certaine quantité de furfural est renvoyée comme reflux à une partie supérieure de la colonne de distillation 103a. La partie supérieure de la colonne de distillation 103a comprend une section de décapage. La section de décapage est chauffée avec de la vapeur à basse pression. Du furfural est soutiré d’une partie inférieure de la colonne de déshydratation 103b à un dispositif de condensation de produit 109b. La colonne 103b possède une section de décapage courte dans le fond. Des résidus sont obtenus en tant que fraction de fond de la colonne 103b, lesquels résidus comprennent divers produits de condensation issus du furfural, comprenant un mélange de polymères organiques. La colonne 103b peut également être appelée « étage de purification finale » . Le reflux de la colonne 103b est également fourni au décanteur 103c via le dispositif de condensation à reflux 109c.A furfural recovery system 103 is connected to the condensing device 108 to receive the blow steam condensate. The furfural recovery system is illustrated schematically in the form of a simplified embodiment which includes a distillation column 103a, a dehydration column 103b, a gravimetric decanter 103c, reflux condensation devices 109a, 109c and a device product condensation 109b. The blowing steam condensate is fed to the distillation column 103a in which the furfural is rectified and withdrawn as overhead steam to the reflux condensation device 109a. The reflux condensate from the reflux condenser 109a is fed to a gravimetric decanter 103c, which gravimetric decanter is connected to the dehydration column 103b to provide a furfural phase (heavy phase) therein. The aqueous phase which contains a certain quantity of furfural is returned as reflux to an upper part of the distillation column 103a. The upper part of the distillation column 103a includes a stripping section. The stripping section is heated with low pressure steam. Furfural is withdrawn from a lower portion of the dehydration column 103b to a product condensation device 109b. Column 103b has a short stripping section in the bottom. Residues are obtained as the bottom fraction of column 103b, which residues include various condensation products from furfural, including a mixture of organic polymers. Column 103b can also be called the “final purification stage”. Reflux from column 103b is also supplied to decanter 103c via reflux condenser 109c.

Dans d’autres modes de réalisation, le système de récupération de furfural 103 peut comprendre des dispositifs supplémentaires. Par exemple, le système de récupération de furfural peut être pourvu de rebouilleurs pour fournir de la vapeur à basse pression aux colonnes, et en outre d’une récupération de chaleur des dispositifs de condensation à reflux, comme décrit dans le document WO2021167511.In other embodiments, the furfural recovery system 103 may include additional devices. For example, the furfural recovery system may be provided with reboilers to supply low pressure steam to the columns, and additionally with heat recovery from reflux condensing devices, as described in WO2021167511.

Le système comprend en outre un dispositif de mélange 104a relié au séparateur 102 et à la colonne 103b pour recevoir une biomasse traitée thermiquement et les résidus comprenant des polymères. Le dispositif de mélange est agencé pour mélanger les résidus avec la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement. Le mélange du dispositif de mélange 104a est alimenté à un dispositif de mise en pastilles/mise en briquettes 106 pour produire des pastilles/briquettes à partir du mélange.The system further includes a mixing device 104a connected to the separator 102 and the column 103b to receive heat-treated biomass and residues comprising polymers. The mixing device is arranged to mix the residues with the heat-treated lignocellulose biomass material. The mixture from the mixing device 104a is fed to a pelletizing/briquetter 106 to produce pellets/briquettes from the mixture.

La présente une illustration schématique d’un autre mode de réalisation du système selon le deuxième aspect de l’invention. Ce mode de réalisation correspond au mode de réalisation de la en ce qu’il comprend des dispositifs/systèmes correspondants 101a-c, 103, 107c, 108. Le mode de réalisation diffère cependant en ce que :
- un catalyseur d’hydrolyse à l’acide, par exemple l’acide sulfurique, peut être mélangé à la biomasse de lignocellulose par exemple via un moyen d’injection 107d en amont de la vis 107c,
- la biomasse peut être déshydratée avec la vis 107c
- la biomasse traitée thermiquement est alimentée à un réacteur d’hydrolyse enzymatique ou à l’acide 105a et à un étage de fermentation subséquente 105b, des sous-produits comprenant de la lignine étant obtenus en tant que fraction de fond de l’étage de fermentation,
- le dispositif de mélange est relié à l’étage de fermentation et à la colonne 103b pour recevoir les sous-produits comprenant de la lignine et les résidus comprenant des polymères. Le dispositif de mélange est agencé pour mélanger les résidus avec les sous-produits provenant de l’étage de fermentation pour produire un mélange qui peut être utilisé comme combustible. Le combustible peut être collecté pour une utilisation ultérieure ou peut être brûlé/enflammé par exemple pour fournir de la chaleur/vapeur au réacteur pressurisé, et
- éventuellement, une partie, ou la totalité, de la fraction de fond enrichie en lignine de 105b peut être déshydratée mécaniquement, par exemple avec une presse à vis, 107e, et/ou avec un sécheur thermique 107f avant le mélange avec des polymères organiques dans le mélangeur 104b.There presents a schematic illustration of another embodiment of the system according to the second aspect of the invention. This embodiment corresponds to the embodiment of the in that it comprises corresponding devices/systems 101a-c, 103, 107c, 108. The embodiment differs, however, in that:
- an acid hydrolysis catalyst, for example sulfuric acid, can be mixed with the lignocellulose biomass for example via an injection means 107d upstream of the screw 107c,
- biomass can be dehydrated with the 107c screw
- the thermally treated biomass is fed to an enzymatic or acid hydrolysis reactor 105a and to a subsequent fermentation stage 105b, by-products comprising lignin being obtained as a bottom fraction of the fermentation stage fermentation,
- the mixing device is connected to the fermentation stage and to column 103b to receive the by-products comprising lignin and the residues comprising polymers. The mixing device is arranged to mix the residue with the by-products from the fermentation stage to produce a mixture which can be used as fuel. The fuel can be collected for later use or can be burned/ignited for example to provide heat/steam to the pressurized reactor, and
- optionally, part, or all, of the lignin-enriched background fraction of 105b can be dehydrated mechanically, for example with a screw press, 107e, and/or with a thermal dryer 107f before mixing with organic polymers in the mixer 104b.

Dans d’autres modes de réalisation, les sous-produits comprenant de la lignine peuvent, de plus ou en variante, être obtenus à partir de l’étage d’hydrolyse 105a.In other embodiments, byproducts comprising lignin may additionally or alternatively be obtained from hydrolysis stage 105a.

Des conditions opératoires générales des modes de réalisation décrits ci-dessus par référence aux figures 1 à 4 sont comme suit :
- température dans le réacteur : 140 à 255 °C,
- pression : pression correspondante 2 à 30 bars (g)
- temps de séjour : 1 minute à 3 heures, préférablement 3 à 20 minutes.General operating conditions of the embodiments described above with reference to Figures 1 to 4 are as follows:
- temperature in the reactor: 140 to 255 °C,
- pressure: corresponding pressure 2 to 30 bars (g)
- residence time: 1 minute to 3 hours, preferably 3 to 20 minutes.

Bien que ceci ne soit pas présenté ou décrit explicitement ci-dessus, il est entendu que les systèmes des figures 3 et 4 comprennent des dispositifs d’alimentation tels que des vis, des pompes ou des vannes d’alimentation, s’il y a lieu, pour acheminer et réguler les flux de matière de biomasse, de vapeur etc. entre les dispositifs présentés.Although not shown or described explicitly above, it is understood that the systems of Figures 3 and 4 include feed devices such as screws, pumps or feed valves, if there are place, to convey and regulate the flow of biomass material, steam, etc. between the devices presented.

Il est en outre noté que les dispositifs prévus dans les modes de réalisation décrits du système, et utilisés dans les modes de réalisation du procédé, (tels que des presses à vis, des sécheurs, des réacteurs pressurisés, des dispositifs de condensation, des colonnes de distillation, des colonnes de déshydratation, des décanteurs, des dispositifs de mise en pastilles, des cyclones, des dispositifs de décharge d'explosion à la vapeur, des réacteurs d’hydrolyse, des cuves de fermentation, des mélangeurs, etc.) sont tous bien connus dans l’art et ne seront par conséquent pas décrits ici plus en détail.It is further noted that the devices provided in the described embodiments of the system, and used in the embodiments of the method, (such as screw presses, dryers, pressurized reactors, condensing devices, columns distillation columns, dehydration columns, decanters, pelletizing devices, cyclones, steam explosion discharge devices, hydrolysis reactors, fermentation tanks, mixers, etc.) are all well known in the art and will therefore not be described here in further detail.

La description ci-dessus et les dessins annexés doivent être considérés comme des exemples non limitants de l’invention. L’homme du métier réalise que plusieurs changements et modifications peuvent être apportés dans la portée de l’invention. Par exemple, le système de traitement thermique peut comprendre un type différent de réacteur, l’agencement de séchage peut être précédé par un ou plusieurs étages de lavage, le système de récupération de furfural peut comprendre d’autres étages et les résidus comprenant des polymères ne doivent pas nécessairement être obtenus à partir de l’étage de purification finale du système de récupération de furfural.The above description and the accompanying drawings should be considered as non-limiting examples of the invention. Those skilled in the art realize that several changes and modifications can be made within the scope of the invention. For example, the heat treatment system may include a different type of reactor, the drying arrangement may be preceded by one or more washing stages, the furfural recovery system may include other stages and the residues include polymers. need not necessarily be obtained from the final purification stage of the furfural recovery system.

Claims (13)

Procédé pour le traitement d’une matière de biomasse de lignocellulose, comprenant :
- le traitement thermique (1) de la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées ;
- la récupération de furfural (2) à partir de vapeurs libérées de la matière de lignocellulose pendant ledit traitement thermique (1) ;
- le mélange (3) d’au moins une partie d’un résidu provenant de la récupération de furfural (2) avec au moins une partie de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement et/ou avec des sous-produits comprenant de la lignine obtenus suite à un traitement biochimique (4a, 4b) de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement,
ladite récupération de furfural (2) comprenant un décapage et une rectification en combinaison avec une décantation en une ou plusieurs étapes,
- le résidu étant obtenu en tant que fraction de fond après une étape de purification finale de ladite récupération de furfural (2).Process for treating lignocellulose biomass material, comprising:
- heat treatment (1) of the lignocellulose biomass material at elevated pressure and temperature;
- the recovery of furfural (2) from vapors released from the lignocellulose material during said heat treatment (1);
- the mixture (3) of at least part of a residue originating from the recovery of furfural (2) with at least part of the thermally treated lignocellulose biomass material and/or with by-products comprising lignin obtained following biochemical treatment (4a, 4b) of heat-treated lignocellulose biomass material,
said recovery of furfural (2) comprising stripping and rectification in combination with decantation in one or more stages,
- the residue being obtained as a background fraction after a final purification step of said recovery of furfural (2). Procédé selon la revendication 1, le résidu comprenant un mélange de polymères organiques issus de glucides.Process according to claim 1, the residue comprising a mixture of organic polymers derived from carbohydrates. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre ledit traitement biochimique qui comprend une hydrolyse (4a) enzymatique ou à l’acide et une fermentation subséquente (4b) de la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée, lesdits sous-produits étant obtenus comme sous-produits à la suite de l’hydrolyse et/ou de l’étape de fermentation.A method according to any one of the preceding claims, further comprising said biochemical treatment which comprises enzymatic or acid hydrolysis (4a) and subsequent fermentation (4b) of the discharged thermally treated biomass material, said by-products being obtained as by-products following the hydrolysis and/or fermentation step. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre, après ledit mélange (3), la formation de pastilles et/ou de briquettes (5) à partir d’au moins une partie du mélange obtenu par ledit mélange.Method according to any one of the preceding claims, further comprising, after said mixing (3), the formation of pellets and/or briquettes (5) from at least part of the mixture obtained by said mixing. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre, après ledit mélange (3), le brûlage (6) d’au moins une partie du mélange obtenu par ledit mélange pour fournir de la chaleur audit traitement thermique.Method according to any one of the preceding claims, further comprising, after said mixing (3), burning (6) at least part of the mixture obtained by said mixing to provide heat to said thermal treatment. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre, après ledit mélange (3), la collecte (7) d’au moins une partie du mélange obtenu par ledit mélange pour une utilisation en tant que combustible.A method according to any one of the preceding claims, further comprising, after said mixing (3), collecting (7) at least part of the mixture obtained by said mixing for use as fuel. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit mélange (3) comprenant la régulation du rapport entre le résidu et la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée et/ou des sous-produits comprenant de la lignine pour réguler des propriétés physiques telles que la durabilité mécanique et/ou la résistance à l’eau.A method according to any preceding claim, said mixture (3) comprising regulating the ratio of residue to discharged thermally treated biomass material and/or by-products comprising lignin to regulate physical properties such as mechanical durability and/or water resistance. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre, avant ledit traitement thermique (1), ou avant ledit mélange (3), la réduction de la teneur en humidité (8a, 8b, 8a’, 8b’) de la matière de biomasse de lignocellulose.Method according to any one of the preceding claims, further comprising, before said heat treatment (1), or before said mixing (3), reducing the moisture content (8a, 8b, 8a', 8b') of the lignocellulose biomass material. Système pour le traitement d’une matière de biomasse de lignocellulose, comprenant :
- un système de traitement thermique (101) agencé pour traiter thermiquement la matière de biomasse de lignocellulose à une pression et une température élevées ;
- un moyen de collecte (102) relié au système de traitement thermique pour collecter des vapeurs libérées de la matière de biomasse de lignocellulose ;
- un système de récupération de furfural (103) relié, directement ou indirectement, au moyen de collecte (102), ledit système de séparation de furfural étant agencé pour traiter lesdites vapeurs pour obtenir du furfural et un ou plusieurs résidus ;
le système pour le traitement d’une matière de biomasse de lignocellulose comprenant en outre
- un dispositif de mélange (104a ; 104b) relié au système de traitement thermique (101) et au système de récupération de furfural (103), ledit dispositif de mélange étant agencé pour mélanger au moins une partie desdits résidus avec au moins une partie de la matière de biomasse de lignocellulose traitée thermiquement, ou
- un système de traitement biochimique (105a, 105b) relié au système de traitement thermique pour obtenir une matière de biomasse traitée de manière biochimique et des sous-produits comprenant de la lignine, et un dispositif de mélange (104b) relié au système de traitement biochimique et au système de récupération de furfural, ledit dispositif de mélange étant agencé pour mélanger au moins une partie desdits résidus avec au moins une partie des sous-produits comprenant de la lignine,
ledit système de récupération de furfural (103) comprenant au moins un dispositif de décapage et de rectification (103a), au moins un dispositif de décantation (103c) et un étage de purification finale (103b), ledit résidu étant obtenu en tant que fraction de fond dudit étage de purification finale.System for processing lignocellulose biomass material, comprising:
- a heat treatment system (101) arranged to heat treat the lignocellulose biomass material at an elevated pressure and temperature;
- collection means (102) connected to the heat treatment system for collecting vapors released from the lignocellulose biomass material;
- a furfural recovery system (103) connected, directly or indirectly, to the collection means (102), said furfural separation system being arranged to treat said vapors to obtain furfural and one or more residues;
the system for processing a lignocellulose biomass material further comprising
- a mixing device (104a; 104b) connected to the heat treatment system (101) and to the furfural recovery system (103), said mixing device being arranged to mix at least a part of said residues with at least a part of the thermally treated lignocellulose biomass material, or
- a biochemical treatment system (105a, 105b) connected to the heat treatment system to obtain biochemically treated biomass material and by-products including lignin, and a mixing device (104b) connected to the treatment system biochemical and the furfural recovery system, said mixing device being arranged to mix at least part of said residues with at least part of the by-products comprising lignin,
said furfural recovery system (103) comprising at least one stripping and rectification device (103a), at least one decantation device (103c) and a final purification stage (103b), said residue being obtained as a fraction bottom of said final purification stage. Système selon la revendication 9, comprenant en outre un agencement de séchage (107e, 107f) agencé pour déshydrater mécaniquement et/ou sécher thermiquement lesdits sous-produits provenant du système de traitement biochimique (105a, 105b) avant le mélange avec lesdits résidus dans ledit dispositif de mélange (104b).The system of claim 9 further comprising a drying arrangement (107e, 107f) arranged to mechanically dehydrate and/or thermally dry said by-products from the biochemical treatment system (105a, 105b) prior to mixing with said residues in said mixing device (104b). Système selon l’une quelconque des revendications 9 et 10, ledit système de traitement biochimique comprenant au moins un étage d’hydrolyse (105a) enzymatique ou à l’acide et un étage de fermentation subséquente (105b), lesdits sous-produits étant obtenus comme sous-produits à la suite de l’hydrolyse et/ou de l’étape de fermentation.System according to any one of claims 9 and 10, said biochemical treatment system comprising at least one enzymatic or acid hydrolysis stage (105a) and a subsequent fermentation stage (105b), said by-products being obtained as by-products following the hydrolysis and/or fermentation step. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, comprenant en outre au moins un dispositif de mise en pastilles (106) relié audit dispositif de mélange (103a ; 103b) et agencé pour produire des pastilles de combustible basées sur le mélange obtenu à partir dudit dispositif de mélange.System according to any one of claims 9 to 11, further comprising at least one pelletizing device (106) connected to said mixing device (103a; 103b) and arranged to produce fuel pellets based on the mixture obtained from from said mixing device. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, ledit système de traitement thermique (101) comprenant :
- au moins un réacteur pressurisé (101a) agencé pour recevoir la matière de biomasse de lignocellulose, ledit au moins un réacteur étant pourvu de moyens (101b) pour ajouter de la vapeur dans ledit au moins un réacteur pour le traitement thermique de la matière de biomasse à une pression et une température élevées, et
- au moins un dispositif de décharge d'explosion à la vapeur (101c) agencé pour décharger la matière de biomasse et la vapeur de soufflage de l’au moins un réacteur pressurisé, ladite vapeur de soufflage comprenant de la vapeur et lesdites vapeurs libérées de la matière de biomasse,
ledit moyen de collecte (102) comprenant un moyen de séparation relié à l’au moins un dispositif de décharge d'explosion à la vapeur (101c) pour séparer ladite vapeur de soufflage de la matière de biomasse traitée thermiquement déchargée.System according to any one of claims 9 to 12, said heat treatment system (101) comprising:
- at least one pressurized reactor (101a) arranged to receive the lignocellulose biomass material, said at least one reactor being provided with means (101b) for adding steam into said at least one reactor for the thermal treatment of the lignocellulose material biomass at high pressure and temperature, and
- at least one steam explosion discharge device (101c) arranged to discharge the biomass material and the blowing steam from the at least one pressurized reactor, said blowing steam comprising steam and said vapors released from biomass material,
said collection means (102) comprising separation means connected to the at least one steam explosion discharge device (101c) for separating said blast steam from the discharged thermally treated biomass material.
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