HUT72177A - Method of producing sugars using stong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials - Google Patents
Method of producing sugars using stong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials Download PDFInfo
- Publication number
- HUT72177A HUT72177A HU9502775A HU9502775A HUT72177A HU T72177 A HUT72177 A HU T72177A HU 9502775 A HU9502775 A HU 9502775A HU 9502775 A HU9502775 A HU 9502775A HU T72177 A HUT72177 A HU T72177A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- acid
- resin
- weight
- sugars
- sugar
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
- C13B20/144—Purification of sugar juices using ion-exchange materials using only cationic ion-exchange material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
- C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B20/00—Purification of sugar juices
- C13B20/14—Purification of sugar juices using ion-exchange materials
- C13B20/148—Purification of sugar juices using ion-exchange materials for fractionating, adsorption or ion exclusion processes combined with elution or desorption of a sugar fraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
- C13K1/04—Purifying
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
- Y10S435/803—Physical recovery methods, e.g. chromatography, grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
A találmány tárgya eljárás biomassza hidrolizálására, közelebbről eljárás cukrok előállítására cellulóz- és hemicellulóz-tartalmú anyagok koncentrált kénsavas hidrolízisével.
A találmány háttere
A cellulóz az összes növényi biomassza legnagyobb részét képezi. Valamennyi cellulóz forrása a növények szerkezeti szövetállománya. Közvetlen kapcsolatban fordul elő a hemicellulózzal és a ligninnel, amelyek együtt képezik a növényi szálak celláinak legfőbb komponenseit. A cellulóz az 1,4-kötéssel kapcsolódó beta-glükozid-csoportok hosszú láncaiból áll. Ezek a kötések okozzák, hogy a cellulóz nagy kristályosodási hajlammal rendelkezik és ezért nagy az ellenállása az enzimekkel vagy sav-katalizátorokkal szemben. A hemicellulóz egy amorf heteropolimer, amely könnyen hidrolizálható. A lignin egy amorf, háromdimenziós polimer, amely a növényi szál celláján belül beékelődik a cellulóz és a hemicellulóz közé.
Becslések szerint a megművelt területeken és a mezőkön keletkezett megközelítőleg 24 millió tonna biomassza körülbelül háromnegyed része hulladék. Az ilyen hulladékanyagok alkalmazása üzemanyagok, vegyianyagok és más hasznos termékek alternatív forrásaként régi kivánalom. Azonban a cellulóz hidrolizálására tett kísérletek nem jártak eddig sikerrel abban, hogy egy gazdaságosan kivitelezhető módszert szolgáltassanak cukrok magas kitermeléssel történő gyártására, elsődlegesen a cellulóz kristályszerkezete és az abban levő lignin jelenléte miatt.
• ·
Ezt megelőzően a cellulóz hidrolíziésre olyan eljárásokat közöltek, amelyek magukban foglalták a depolimerizáció biológiai és nembiológiai módszereit. A biológiai módszerben celluláz enzimet használnak. A cukrok cellulózból történő előállítására szolgáló legrégebbi és legjobb nembiológiai módszer a savas hidrolízis. A leggyakrabban alkalmazott sav ebben az eljárásban a kénsav. Általában a kénsavas hidrolízist hígított savas hidrolízisre vagy koncentrált savas hidrolízisre lehet bontani.
A hígított savas eljárásban általában 0,5 tömeg% - 15 tömeg%-os kénsavat alkalmaznak a cellulózos anyag elhidrolizálására, továbbá 90-600°C közötti hőmérséklet és 5,5 MPa-nál (800 psi-nél) nagyobb nyomás szükséges a hidrolízis véghezviteléhez. Magas hőmérsékleten a cukrok furfurollá és más nemkívánatos melléktermékekké degradálódnak. A végső glükózkitermelés általában alacsony, kisebb, mint 50 %. Az előbbiek miatt a cukroknak a cellulózból történő magas hozamú és alacsony költségű előállítására a híg savas eljárások nem bizonyultak előnyösnek.
A koncentrált savas eljárások valamivel sikeresebbek voltak a cukor magasabb kitermeléssel történő gyártása során. Ezekben az eljárásokban jellegzetesen 60 tömeg% - 90 tömeg% koncentrációjú kénsavat használnak a hidrolízishez. Ezeket az eljárásokat — bár alkalmasak 90%-nál nagyobb kitermelések elérésére — a koncentrált kénsav későbbi visszanyerésének magas ára, a koncentrált kénsav kezelésével kapcsolatos nehézségek miatt, és azért, mert a magas hőmérsékletű savnak
ellenálló berendezésre volt szükség, iparilag mégsem alkalmazták korábban. Továbbá nagyobb savkoncentráció alkalmazása esetén több energiára van szükség, ami gazdaságilag előnytelenné teszi az ilyen eljárást.
Az utóbbi időben a koncentrált savas hidrolízises eljárás mégis további kutatások célpontjává vált. (L.T. Fan, M.M. Gharpuray and Y.H.Lee, Cellulose Hydrolysis, p. 170-172, 1992; és J.D. Broder, J.W. Barrier and G.R. Lightsey, “Conversion of Cotton Trash and Other Residues to Liquid Fuel”, Conference of the American Society of Agricultural Engineers, December 14-15, 1992). Az ilyen eljárások általában a következő lépésekből állnak: (1) elóhidrolízis a hemicellulózrészek elhidrolizálására, (2) fóhidrolízis a cellulóz elhidrolizálására és (3) utóhidrolízis a (2) lépésben nyert oligoszacharidokból a glükóz kialakítására. Az első lépés során kénsavat adnak a biomasszához, amelyet ezután legalább 100°C-ig felfútenek a hemicellulóz lebontására. Az elóhidrolízis eredményeként kapott oldat nemcsak az összes C5 cukrot tartalmazza, hanem Cg cukrokat is magában foglal. Amennyiben a C5 cukoráramot nem használják fel, ezeket a Cg cukrokat nem nyerik ki, miáltal csökken a cukor kitermelésének értéke. Az elóhidrolis során nyert cukoráramot azután eltávolítják, koncentrált savat adagolnak a cellulóz kristályrácsának szétrombolására és a glükóz kialakulására. A kinyert cukrot ezután alkohollá erjesztik. Nyilvánvaló azonban, hogy egy ilyen eljárást csak abban az esetben lehet iparilag alkalmazni, ha a lépéseket egyszerűsítik, az • ·
energiafogyasztást csökkentik és az elhasznált savak visszaforgatásával kapcsolatos problémákat kiküszöbölik.
Az ismert savas-hidrolízises eljárások elterjedését akadályozza az a hatalmas mennyiségű gipsz is, amely a fáradt vagy elhasznált sav semlegesítése során keletkezik. Az eljárások eredményezte alacsony cukorkoncentráció miatt az erjesztés előtt betöményítést kell végezni.
Amikor a hidrolízist
150 °C fölött végezték, a pentózok bomlásából különféle furfurolszerű vegyületek képződtek.
Ezek a vegyületek gátolják az erjedést, sőt némelyik még mérgező is.
Ezen problémákon kívül a koncentrált savas hidrolízissel előállított cukrok erjesztése során további nehézségek merül nek fel. A cellulóz és a hemicellulóz hidrolízise okozza ezeket a problémákat mindkét cukor, a C5 és a Cg cukor előállítása során. A hexóz cukrokról ismert, hogy könnyen erjeszthetők, ugyanakkor a pentóz cukrok közismerten nehezen fermen tálhatok. Ezért a keletkező cukrokat először el kell válasz tani, amely gyakran komplikált elválasztási technikák alkalmazását jelenti, és azután eltérő, a hexóz vagy a pentóz fermentációjához ismert mikroorganizmusokkal kell külön-külön elvégezni az erjesztést.
Az előző savas-hidrolízises eljárásoknál nem fordítottak figyelmet arra, hogy miként kell kezelni a nagy mennyiségű kovasavat tartalmazó biomasszát. A kovasav eltávolítása jelentős környezetszennyezési és gazdaságossági problémákat vet fel. Azok az elképzelések, amelyek a biomassza elégetésével történő energiatermelést tűzik ki célul, • ·
magukban hordozzák azokat a problémákat is, amelyeket a nagy mennyiségű kovasav erős salakosodási hajlama, továbbá a biomassza égetése során képződött nagy mennyiségű hamu kezelése okoz.
A szilíciumvegyületeknek nagy kereskedelmi jelentősége van még, és a mezőgazdasági hulladékokból történő kovasavvisszanyerés egyre nagyobb jelentőségűvé válik (A. Karéra, S. Nargis, S. Patel and M. Patel, “Silicon Based Materials from Rice Husk”, Journal of Scientific & Industrial Research, Vol. 45, 1986, pp. 441-448). Nagyon jól ismert, hogy a biomasszák nátrium-hidroxiddal történő kezelésének eredményeként a cellulóz és a hemicellulóz feloldódik, így ezek az anyagok elválaszthatók a lignintől. Azonban rövid láncú cellulózok gyakran szennyezik a kovasavat az eltávolítási művelet alatt, csökkentve ezáltal a cukor kitermelését. Továbbá, a kovasav szűréssel történő eltávolítását megnehezíti egy nehezen szűrhető, sűrű gél kialakulása.
Ennek megfelelően égető szükség van egy gazdaságilag életképes, a környezet szempontjából biztonságos eljárásra, amelynek megvalósításával cellulózt és hemicellulózt tartalmazó biomasszából cukrokat lehet előállítani.
A találmány leírása
A találmány egyik tárgya eljárás cukrok előállítására cellulóz- és hemicellulóz-tartalmú anyagokból. Az eljárás során a cellulóz és hemicellulóz kristályosságának megszüntetése céljából a biomasszát 25 tömeg% és 90 tömeg%, előnyösen 70 tömeg% és 77 tömeg% közötti koncentrációjú savas oldattal keverjük össze. Egy előnyös megoldás szerint a savas oldatot olyan mennyiségben adagoljuk, hogy a tiszta sav aránya a cellulózos és hemicellulózos anyaghoz viszonyítva legalább 1:1 legyen. Még előnyösebben ez az arány 1,25:1. A találmány előnyös megoldásában az alkalmazott sav kénsav.
A találmány további tárgya a cellulózos és hemicellulózos anyagok hidrolízise, amelyet a sav 20 tömeg% és 30 tömeg% közötti koncentrációra történő hígításával és a keverék melegítésével érünk el. Előnyösen a keveréket 80-100°C közötti hőmérsékletre melegítjük 40 és 480 perc közötti ideig és a
hidrolízist atmoszférikus nyomáson hajtjuk | végre. A |
hidrolizátumot ezután elválasztjuk a szilárd | anyagoktól, |
előnyösen a hidrolizált biomassza préselésével. A folyékony hidrolizátumot, amely cukrokat és savat tartalmaz a további feldolgozásra céljára összegyűjtjük.
A találmány egy előnyös megvalósításában a nyersanyagokat először mossuk, hogy eltávolítsuk a szemetet és a szennyező déseket. Az anyagokat ezután adott esetben szárítjuk, előnyösen körülbelül 10 % nedvességtartalomig. A nyersanyagokat ezután részecskékre lehet aprítani a kristálymentesítés előtt, előnyösen 0,075 mm és 7 mm közötti méretre, mégelönyösebben úgy, hogy az átlagos méret körülbelül 5 mm legyen. Ezt az aprítást többféle eszközzel el lehet végezni, például daráló-, vágóeszközökkel, kalapácsmalommal stb.
A találmány további tárgya szerint a nyersanyagokat ismételten kristálymentesítjük és hidrolizáljuk. Az első hidrolízis után elválasztott szilárd anyagot 25-90 tömeg%-os kénsav • · · ··
oldattal, mégelönyösebben 70 tömeg% és 77 tömeg% közötti koncentrációjú kénsavval keverjük, ezáltal tovább kristálymentesítve a maradék szilárd anyagot. Az előnyös megvalósításban a savoldatot úgy adagoljuk, hogy a tiszta sav aránya a cellulózos és hemicellulózos anyaghoz viszonyítva legalább 1:1 legyen. Még előnyösebben ez az arány 1,25:1.
Egy további, találmány szerinti megoldás értelmében egy második hidrolízis megvalósításához a savat ezután 20 tömeg% és 30 tömeg% közötti koncentrációra hígítjuk, majd melegítjük a keveréket, ezáltal a cellulóz és a még megmaradt hemicellulóz tovább hidrolizálódik. Előnyösen a keveréket 80-100°C közötti hőmérsékletre melegítjük 40 és 480 perc közötti időtartamra és a hidrolízist atmoszférikus nyomáson hajtjuk végre. A hidrolizátumot ezután — előnyösen a hidrolizált biomassza préselésével — elválasztjuk. A folyékony hidrolizátumot összegyűjtjük és előnyösen összekeverjük az első hidrolizátummal további feldolgozásra, míg a megmaradt szilárd anyagot adott esetben pelletizálhatjuk üzemanyag céljára.
A találmány további tárgya javított eljárás a cukrok elválasztására a savtól a hidrolizátumban, amelynek eredményeként olyan folyadékot kapunk, amely összesen legalább 15 tömeg% cukrot és legfeljebb 3 tömeg% savat tartalmaz. Ebben az eljárásban egy ioncserélő egységet alkalmazunk, amelyben a cukrokat egy erősen savas gyantán adszorbeáltatjuk. Az ioncserélő egység előnyösen egy térhálósított polisztirol ioncserélő gyanta ágy, amelyben az erősen savas gyantát a gyanta divinil-benzollal történő térhálósításával • · ·· • · ·· ···· és kénsavas kezeléssel állítjuk elő. Előnyösen a gyanta a divinil-benzolt körülbelül 6 tömeg% és körülbelül 8 tömeg% közötti koncentrációban tartalmazza. Más megoldás szerint ezt a gyantát ki lehet alakítani vinil-benzil-klorid és divinilbenzol polimerizációjával, majd nátrium-szulfitos kezeléssel, abból a célból, hogy erősen savas gyantát kapjunk. Ismét előnyösen a divinil-benzol koncentrációja körülbelül 6 tömeg% és körülbelül 8 tömeg% közötti értékű.
Az elválasztási lépésben alkalmazott gyanta előnyösen körülbelül 200 és körülbelül 500 mikrométer közötti átmérőjű gyöngy. Előnyösen a gyanta ágy körülbelül 2 és körülbelül 5 méter/óra közötti átfolyási sebességgel rendelkezik és 40-60°C közötti hőmérsékletre melegítjük fel. Az előnyös megvalósításban a gyanta ágy 0,6 g/ml és 0,9 g/ml közötti sűrűségű dugószerű ágy és a gyanta legalább 2 mekv/g erősségű savkapacitással rendelkezik.
Egy előnyös megvalósításban a hidrolizátumot a gyanta ágyra adagoljuk, majd adszorbeáljuk a cukrot a gyantán. A gyanta megtisztításának céljából lényegében oxigénmentes gázzal a savat a mosási lépés előtt kinyomjuk a gyantából. A gyantát oxigénmentes vízzel mossuk. Ez a lépés, az elválasztó egységbe juttatott hidrolizátum cukortartalmának legalább 98%-át tartalmazó cukoráramot eredményez.
A találmány további tárgya még, egy olyan eljárás kidolgozása, amelyben a sav újrahasznosításának céljából a savat betöményítjük a cukoráramtól való elválasztása után. Ez a betöményítés előnyösen elpárologtatós formájában történik.
A találmány további tárgya, egy továbbfejlesztett eljárás kidolgozása a cellulózok és hemicellulózok alkohollá történő alakítására koncentrált savas hidrolízissel. Az erjesztési eljárás során a megmaradó sav semlegesítése és a fémionok eltávolítása céljából a cukros folyadék pH-ját beállítjuk. A pH-t előnyösen kálcium-hidroxiddal vagy kalcium-oxiddal vagy ilyen jellegű bázissal 11-es körüli pH értékre állítjuk be és körülbelül 4,5 pH értékig savval visszatitráljuk. Majd a mikroorganizmusok elszaparodásának céljából, például magnéziumot, nitrogént, kálium-foszfátot, nyomelemeket és vitaminokat tartalmazó tápanyagokat adagolunk. A cukoroldatot hasznos, erjesztett termékek előállításában jól ismert mikroorganizmussal keverjük el. Ilyen hasznos, erjesztett termék például az etanol, a n-butanol, az izopropil-alkohol, az ecetsav, a glicerin, a vajsav, a laktonsav, a 2,3-butándiol, a propionsav, az itakonsav, a citromsav, a fumársav és az aceton.
Jelen találmányban az erjesztést 3-5 napig folytatjuk, miközben előnyösen folyamatosan eltávolítjuk az illékony, erjesztett termékeket széndioxidnak egy hűtött kondenzoszlopon keresztül történő visszavezetésével. 3-4 nap múlva az erjesztett termékeket összegyűjtjük a kondenzoszlopból és desztilláljuk. Az élesztőt előnyösen egy centrifugában elválasztjuk az erjesztett termékektől és az újrahasznosítás céljából visszavezetjük.
A jelen találmány szerinti erjesztési eljárásban alkalmazott mikroorganizmusokat például a következő élesztők közül választjuk ki: a Candida kefyr, a Pichia stipitis, a Sac11
charomyces cerevisiae csökkent légzésü fajtái, a Hansenula anomala, a Hansenula iadinii, a Hansenula fabianii és Pachysolen tannophilus. Ezeket az élesztőket előnyösen pentóz oldaton szaporítjuk 1-2 hét közötti ideig a fermentációs eljárásban történő alkalmazásuk előtt. Lehet a mikroorganizmus olyan baktérium mint amilyenek a Clostridium, az Acetobacter, a Lactobacillus, az Asperqillis, a Propionibacteria fajok és a Zymomonas mobilis.
A találmány még további tárgya, egy eljárás kidolgozása a kovasav eltávolítására és feldolgozására, olyan biomasszából, mint amilyen a rizs szalma és a gyapot magtalanító hulladéka, amely nagy mennyiségű kovasavat tartalmaz. Ebben az eljárásban az első hidrolízis után megmaradó szilárd anyagot, előnyösen 5 tömeg% - 10 tömeg% koncentrációjú nátriumhidroxiddal kezeljük és egy extraktumot kapunk. Az extraktum pH-ját körülbelül 10-es értékre csökkentjük, előnyösen egy sav hozzáadásával, mint például a sósav vagy a kénsav. Ezzel kicsapjuk kovasavat. A kovasavat ezután, előnyösen szűréssel eltávolítjuk. A kovasavat ezután oxidáló szerrel, mint amilyen a NaOCl kezelhetjük a kovasav elszíneződésének csökkentése céljából. A kovasavat szilika géllé, nátrium-, és káliumszilikáttá alakíthatjuk tovább. A maradék extraktumot ezután előnyösen visszavezetjük, miközben NaOH-ot adunk hozzá, úgy, hogy végső koncentrációja 5 tömeg% és 10 tömeg% közötti legyen. Majd az extraktumot az új szilárd anyagokhoz adjuk, ezen szilárd anyagok nátrium-hidroxidos kezelését megelőzően.
A jelen találmány további aspektusai világossá válnak, a találmány ezt követő leírására vonatkozó tudomány általános gyakorlatához képest.
Az ábrák rövid leírása
Az 1. ábrán a jelen találmány szerinti eljárás kristálymentesítés és hidrolízis lépéseit mutatjuk be sematikusan ábrázolva.
A 2. ábra a jelen találmány szerinti módszer elválasztási, erjesztés! és a sav betöményítési lépéseit mutatjuk be sematikusan ábrázolva.
A 3. ábrán a találmány szerinti eljárás kovasav feldolgozásának lépéseit mutatjuk be sematikusan ábrázolva.
A találmány részletes leírása
Bevezetés
A jelen találmány célja egy továbbfejlesztett eljárás kidolgozása cukrok előállítására cellulózt, hemicellulózt tartalmazó biomasszákból koncentrált kénsav felhasználásával. A cukrok felhasználhatók mind állati, vagy emberifogyasztásra, mind kémiai alapanyagként cukorszármazékok, mint például cukorészterek készítésére, mind erjesztési alapanyagként etanol vagy más termékek mint például butanol, propanol, aceton, etil-acetát és egyéb más vegyianyagok előállításához, amelyekhez meghatározott anyagcserét követő mikroorganizmusokat alkalmazhatunk.
A jelen találmány szerinti, cukrok biomasszából történő előállítását szolgáló eljárás csökkenti a hulladékanyagok
vagy a keletkezett szennyvizek mennyiségét. Az eljárásunk szerint minden vizes áramot újra felhasználunk és minden szilárd anyagot eladható vagy hasznos termékké alakítunk át. A felhasznált sav nagy mennyiségét feljavítjuk újrahasznosítás céljából. Abban az esetben, amikor a biomassza sok kovasavat tartalmaz az eljárás szerint, melléktermékként kovasav gélt, nátrium-szilikátot, kálium-szilikátot is elő tudunk állítani. Az eljárás erjesztést tartalmazó részében a természetben előforduló mikroorganizmusok felhasználásával, mindkét, a C5 és a Cö cukrok erjesztését egymás mellett tudjuk teljessé tenni. A biomassza hidrolízise következtében kapott magas cukorkitermelés, a továbbiakban szükségtelenné teszi az erjesztést megelőzően a cukoráramok betöményítését.
A jelen találmány jellemzői közé tartozik még, hogy annak hatásosságához és gazdasági megvalósíthatóságához az alkalmazott atmoszférikus nyomás és viszonylag alacsony hőmérséklet is hozzájárul. Az eljárásban nem keletkezik furfurol és más hasonló nem kívánatos melléktermékek, amelyek mérgezők és fékezik az erjesztési folyamatot. A jelen találmány szerinti eljárás szükségtelenné teszi különleges és drága szerkezeti anyagok, mint például a tantál acél alkalmazását.
Mintahogy a későbbiekben teljes részletességgel kifejtjük, a jelen találmány tárgyát képezi egy hatékony, költségcsökkentő eljárás, amely mezőgazdasági hulladékanyagok hidrolízisével hasznos vegyianyagokat termel, miközben nem vagy alig keletkezik hulladék szennyvíz vagy anyag.
♦ **·
A jelen találmány szerinti eljárást a következő példák illusztrálják.
Kristálymentesítés
A jelen találmány szerinti eljárásban használt alapanyagokból olyan keveréket készítünk, amelynek cellulóz és hemicellulóz tartalma legalább 65 tömeg%, még előnyösebben 75 tömeg%. Az eljárásban, egy nem kötelező első lépésként, adott esetben a biomasszát mossuk, hogy eltávolítsuk a durva szemetet és szennyeződéseket. Az 1. ábra szerint, a felhasznált biomassza egyik példájaként az 1 rizsszalmát, 2 vízzel mossuk. Előnyösen a jelen találmány szerinti módszerben különböző alapanyagokat használhatunk, amely alapanyagok közé tartozó rizsszalma, a magas kovasav tartalma miatt sokkal több nehézséggel jár mint más alapanyag. Meg kell jegyeznünk, a jelen találmány alapelve nem korlátozódik semmilyen konkrét biomassza típushoz sem, és az anyagok széles választékára szándékozunk alkalmazni. A rizsszalmát csupán csak a természetben előforduló irányadó példának szánjuk.
A mosás befejezése után az elhasznált vizet a 4 ülepítő medencébe vezetjük, hogy összegyűljön a szemét és más üledék a 6 fenéken, amely után az 5 vezetéken keresztül újra felhasználjuk az eljárás előtti, következő adag rizsszalma mosására.
A megtisztított rizsszalmát adott esetben a 8 szárítóval szárítjuk, előnyösen megközelítőleg 10% nedvességtartalomig. A szárítás után az anyagot a 7 darálóval 0,075 mm és 7 mm közötti méretre daráljuk. Előnyösen, 3 mm és 7 mm közötti
• · 4 részecske méretre és, hogy az átlagos részecske méret 5 mm legyen. Szükséges megjegyeznünk, hogy néhány anyag esetében ezen két lépés sorrendjét meg kell fordítani. Ezek azok az anyagok, amelyeket nedvesen darálhatunk egy megfelelő eszközzel, például hidropulperrel, majd ezt követően száríthatunk.
A rizsszalma ezzel elő van készítve a kristálymentesítési lépésre. A jelen találmány szerinti eljárásban a cellulóz és/vagy hemicellulóz tartalmú alapanyagokat először a 25 tömeg% és 90 tömeg% közötti koncentrációjú 9 tömény kénsavval keverjük a kristálymentesítés véghezvitelére. A felhasznált sav előnyös koncentrációja 70 tömeg% és 77 tömeg% közötti. A savat olyan arányban adagoljuk, hogy a tiszta sav tömege, valamint a cellulózos és hemicellulózos anyagok tömege legalább 1:1 arányban legyen. Előnyösen, az elérendő arány 1,25:1. A savnak a biomasszához való hozzáadása a 10 sűrű gél kialakulását eredményezi. Előnyösen, az alapanyagoknak ez az összekeverése a cellulóz és hemicellulóz láncok közötti kötések felszakadásához vezet, lehetővé téve így a hosszú cellulóz láncok hidrolízisét.
A kristálymentesítést 80°C-nál nem magasabb, előnyösen 60-80°C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. Amennyiben a kristálymentesítés alatt a hőmérséklet meghaladja a 80°C-t a C5 cukrok nagy mennyisége elvész a későbbi hidrolízisben. A jelen találmány szerinti eljárás megvalósítása során olyan körülményeket alkalmazunk, amelyek a korábbi hidrolízis lépésben képződött reaktívabb cukrokat konzerválják. A kristálymentesítési lépés megvéd az idő előtti hidrolízistől és • » ·
·· .· ’· ·· ·· ···< *«,· .
az abból következő nagyfokú cukordegradációtól. A kristálymentesítést a következő 1-3. példákban mutajuk be.
1. példa
50,01 g, 75 tömeg% cellulózt és hemicellulózt tartalmazó rizsszalmát mértünk le, majd 66,82 g 77 tömeg%-os H2SC>4-val kevertünk össze. A rizsszalmát lassan adagoltuk a H2SO4~hoz úgy, hogy minden további betöltés után volt még feleslegben folyadék. A hőmérsékletet 80°C alatt tartottuk. Az utolsó rizsszalma részlet beadagolása után kapott kocsonyás masszát alaposan megkevertük.
2. példa
50,04 g rizsszalmát lemértünk, majd 98,91 g 77 tömeg%-os H2SO4~val kevertünk össze. A rizsszalmát lassan adagoltuk a H2S04~hoz úgy, hogy minden további betöltés után volt még feleslegben folyadék. A hőmérsékletet 80°C alatt tartottuk. Az utolsó rizsszalma részlet beadagolása után kapott kocsonyás masszát alaposan megkevertük.
3. példa
Fagallyak és újságpapír keverékéből 100,00 g-ot kimérve 167,63 g 77 tömeg%-os H2SO4-val kevertünk össze. A fagallyak
3-7 mm-es méretre voltak összedarálva és ebből 40 g-ot kevertünk össze 60 g, megközelítőleg 6 mm-es darabokra tépett újságpapírral. A keveréket lassan adagoltuk a H2SO4~ba úgy, hogy minden további betöltés után volt még feleslegben folyadék. A hőmérsékletet 80°C alatt tartottuk. Az utolsó gally és papír részlet beadagolása után a kocsonyás keveréket alaposan megkevertük.
···· tv
Első hidrolízis
A kristálymentesítési lépés után előnyösen 20 tömeg% és 30 tömeg% közötti koncentrációra, előnyösen a visszaforgatott 11 vízzel, a keverékben lévő koncentrált savat felhígítjuk. A keveréket ezután 80 és 100°C közötti hőmérsékletre melegítjük, hogy végbemenjen a 12 hidrolízis. A hidrolízist 40 és 480 perc közötti időtartam alatt hajtjuk végre a hőmérséklet, valamint az alapanyagok cellulóz és hemicellulóz tartalmának függvényében. Amennyiben meghaladjuk a kívánatos időt, a hexózok és pentózok degradációjának foka is meghaladja a képződésük fokát. A cukor kitermelésének csökkenése miatt, nagyon fontos az első hidrolízises lépést egy idő után megszakítani és eltávolítani a cukrokat, majd egy második hidrolízisben konvertálni cukorrá a maradék cellulózt és hemicellulózt. A hidrolízis után a savas-, cukros-oldatot elválasztjuk a maradék szilárd anyagtól, előnyösen a 15 prés segítségével. A hidrolízist az alábbi 4-6 példákban mutatjuk be.
4. példa
Az 1. példában nyert kocsonyás masszához 54,67 g vizet adtunk, hogy a teljes keverékben 30 tömeg%-ra csökkentsük a sav koncentrációját a hidrolízishez. A mintát 100°C-ra 60 percig melegítettük. A melegítés közben egy kevés viz elpárolgott. A kocsonyás masszát kipréseltük és így 93 g folyadékot nyertünk, amelyben 17,1 tömeg%-ban cukrok és 35,52 tömeg%-ban sav volt.
5. példa
Miután a 2. példában nyert kocsonyás masszát alaposan megkevertük, 104,56 g vizet adtunk hozzá, hogy a teljes keverékben 30 tömeg%-ra csökkentsük a sav koncentrációját. A mintát 100°C-ra 60 percig melegítettük. A kocsonyás masszát kipréseltük és így 188,9 g folyadékot nyertünk, amelyben 16,5 tömeg%-ban cukrok és 34,23 tömeg%-ban sav volt.
6. példa
Miután a 3. példában nyert kocsonyás masszát alaposan megkevertük, 162,62; g vizet adtunk hozzá a hidrolízis miatt, hogy a teljes keverékben 30 tömeg%-ra csökkentsük a sav koncentrációját. A mintát 100°C-ra 60 percig melegítettük. A melegítés közben egy kevés viz elpárolgott. A kocsonyás masszát kipréseltük és így 214,3 g folyadékot nyertünk, amelyben 17,6 tömeg%-ban cukrok és 36,85 tömeg%-ban sav volt.
A préselés után kinyert, szilárdanyagot tartalmazó pogácsát 170 g vízzel mostuk és újból préseltük és így
16,3 tömeg%-ban savat és 8,92 tömeg%-ban cukrokat tartalmazó folyadékot nyertünk, amelyet a későbbi mosáshoz használtunk fel növelve a cukor kitermelését.
A kovasav feldolgozása
A jelen találmánynak, előnyösen szintén tárgya egy, nagy mennyiségű kovasavat tartalmazó anyagok kezelése. Ezt az eljárást a 3. ábrán mutatjuk be. Az első hidrolízis után megmaradó 14 préselt szilárd anyagokat 5 tömeg%-10 tömeg%-os 16 nátrium-hidroxiddal kezelhetjük, hogy kiextraháljuk a 18 kovasat. Az eljárásnak ez a lépése opcionális és akkor al19 kalmazzuk, amikor a biomassza nagy mennyiségű kovasavat tartalmaz, például mikor rizsszalmából vagy a gyapot magtalanítás utáni hulladékából indulunk ki. A 16 nátriumhidroxiddal történő kezelés utáni szilárd anyagot 16A fűtóeszközzel először melegítjük és azután 17 préssel préseljük és vízzel mossuk, hogy a 18 folyadékot kiextraháljuk. Ezt a folyadékot kezeljük a 19A savval a pH csökkentésére és a 21 csapadék képzésére, amelyet leválasztunk, előnyösen a 22 szűrő segítségével. A szűrőben levő anyagot a 19B fehérítővel fehérítjük és így egy olyan anyagot nyerünk, amely tiszta szilikagél. Ezt a szilikagélt továbbkezelhetjük, nátrium-szilikátot, kálium-szilikátot, vagy más hasznos anyagot előállítva. A kovasav extrakcióját az alábbi 7-9. példákban részletezzük.
7. példa
A fenti 1. példában képződött rizsszalma hidrolis pogácsából 499,75 g-ot lemértünk, miután a kipréselt cukorhidrolizátumot 659,8 g 5 tömeg%-os NAOH oldattal kezeltük. A keveréket 80°C-ra melegítettük 90 percig. A pogácsát préseltük és vízzel mostuk. A teljes kiextrahált folyadék pHja 12 volt. A pH-nak 10-es értékre csökkentése céljából a folyadékot koncentrált HCl-lel kezeltük. A képződött világos, pelyhes csapadékot szűrővel leválasztottuk. A szűrőben az anyagot, 11 tömeg%-os NaOCl oldat hozzáadásával fehérítettük egy kifehérített anyagot kinyerve, amely tiszta szilikagél. Az anyagot a szűrőről, kívánt nedvesség! szintig szárítással kovasavként nyertük ki.
• · • ·
8. példa
A 7. példa szerint elkészített szilikagél szürőpogácsát NaOH pellettel kezelve nátrium-szilikátot állítottunk elő. A nátrium-szilikát oldat FT-IR spektroszkópiai analízise kimutatta, hogy a kQvasav visszanyerése a pogácsából nagyobb mint 85%-os.
9. példa
A 7. példa szerint elkészített szilikagél szűrőpogácsát KOH pellettel kezelve kálium-szilikátot állítottunk elő, kvantitatív kitermeléssel.
Második kristálymentesítés és hidrolízis
A jelen találmány szerinti módszer alkalmazásával előállított cukor kitermelésének növelése céljából, a találmányunk még egy további megvalósítása egy második kristálymentesítési és hidrolizálási lépést tartalmaz. A szilárd anyagokat, amelyek az első hidrolizálás után, vagy a nátrium-hidroxiddal történő kovasav extrakció után maradtak a 23 szárítóban megszárítjuk. A 24 száraz anyagokat 25 tömeg% és 90 tömeg% közötti koncentrációjú 25 koncentrált kénsavval elkeverjük, hogy elvégezzük a második kristálymentesítést. A sav koncentrációja előnyösen 70 tömeg% és 77 tömeg% közötti. Nem szükséges az anyagot ugyanolyan hosszú ideig kristálymentesíteni, mint először. Tény, hogy a második kristálymentesítés csak néhány perc rövidségé is lehet, ami szükséges a sav és a szilárd anyag elkeveréséhez. Ez a második kritálymentesítés a 26 sűrű gélt eredményezi.
A koncentrált savat ezután felhígítjuk, előnyösen 20 tömeg% és 30 tömeg% közötti koncentrációra, előnyösen a 27 visszaforgatott vizet felhasználva. A keveréket ezután felmelegítjük a második hidrolízis végrehajtása céljából. Az így kapott 28 gélt kipréseljük ezzel megkapjuk a 30 második savas, cukros folyadékot és a két hidrolizálási lépésből származó áramokat összekeverjük. A megmaradt, ligninben gazdag szilárd anyagokat összegyűjtjük és adott esetben 29 üzemanyag céljából pelletizáljuk. A ligninben gazdag pogácsa pelletizálása előnyösen segít csökkenteni a találmány szerinti eljárásban keletkező hulladékot.
A második kristálymentesítési és hidrolizálási lépést az alábbi 10. és 11. példában mutatjuk be.
10. példa
A rizsszalma első hidrolízise utáni préselésében kialakított pogácsát összegyűjtöttük és 10%-os nedvességtartalomig szárítottuk. A 41 tömeg% cellulóz tartalmú és 50,03 g tömegű pogácsát 33,28 g 77 tömeg%-os H2SO4~val elkevertük, így elérve, hogy a tiszta sav és a cellulóz tömegaránya 1,25:1 volt. A pogácsát lassan adagoltuk a savhoz és addig kevertük míg egy sűrű gél alakult ki. A tiszta sav koncentrációja a keverékben 30,75 tömeg% volt, így 17,00 g vizet adtunk hozzá, hogy a kívánt végső tiszta sav koncentráció 25,5 tömeg% legyen. A keveréket ezután felmelegítettük 100°Cra 50 percig. Lehűtés után a gélt kipréseltük, kinyerve 31,45 g folyadékot, amely 18,2 tömeg% cukrot és 21,1 tömeg% savat tartalmazott. A préselés után maradó, a szilárd anyagokat • · · tartalmazó pogácsát 25 g vízzel mostuk. Ezzel egy olyan oldatot kaptunk, amely 15,4 tömeg% cukrot és 19,7 tömeg% savat tartalmazott.
A kipréselt pogácsát 10 tömeg% víztartalomig szárítottuk. Ezen pogácsák fütőértéke 8600 BTU volt fontonként (435,6 g) . Ez a fűtőanyag, amely elsődlegesen lignin, feltáratlan cukorral, néhány degradált cukor termékkel és néhány elreagálatlan cellulózzal rendkívül jól égett és a visszamaradó hamu 7 tömeg% kovasavat tartalmazott.
11. példa
A 7. példa szerint előállított, a kovasav eltávolítás! eljárás után megmaradó, rizsszalma hidrolízises pogácsát, amely 500 g volt, 77 tömeg%-os H2SO4~val elkevertük, úgy, hogy a tiszta sav és a cellulóz tömegaránya 1,25 legyen az 1-hez. A pogácsát lassan adagoltuk a savhoz és addig kevertük míg egy sűrű gél alakult ki. Ezután tiszta vizet adtunk hozzá, hogy a végső tiszta sav koncentrációja 25,5 tömeg% legyen. A keveréket 100°C-ra melegítettük fel 50 percig. Hűtés után a gélt kipréseltük egy cukor és sav tartalmú folyadékot kinyerve. A szilárd anyagokat tartalmazó pogácsát a préselés után vízzel mostuk egy második, cukor és sav tartalmú oldatot nyerve.
A kipréselt pogácsát 10 tömeg% nedvességtartalomig szárítottuk. A pogácsa fűtóértéke 8600 BTU volt fontonként (435,6 g). Ez a fűtőanyag, amely elsődlegesen lignin, feltáratlan cukorral, néhány degradált cukor termékkel és
néhány elreagálatlan cellulózzal rendkívül jól égett és a visszamaradó hamu 1 tömeg% kovasavat tartalmazott.
A sav és a cukor szétválasztása
A jelen találmány további tárgya egy továbbfejlesztett eljárás kidolgozása a cellulózos és hemicellulőzos anyag savas hidrolíziséből nyert hidrolizátumban levő sav és cukor elválasztására. A 2. ábra magyarázataként, a 31 savas-cukros áramot egy olyan elválasztó egységen keresztül dolgozzuk tovább, amely egységben erősen savas polisztirol-divinil-benzol gyantaágy van. A gyanta előnyösen divinil-benzollal van térhálósítva, előnyösen 6 tömeg% és 8 tömeg% közötti divinilbenzol koncentrációban és kénsavval van kezelve úgy, hogy a gyantaágy erős sav kapacitása legalább 2 meq/g legyen. Ilyen gyanták a kereskedelemben beszerezhetők és ide tartozik a DONEX 40166, beszerezhető a DOW Chemical-től, Finex GS-16, beszerezhető Finex-től, Finnország, Purolite PCR-771, beszerezhető a purolite Inc.-töl, Bala Cynwyd PA és IR-118, beszerezhető a Rohm and Haas-tól. Egy különösen előnyös megvalósításban a Dow Chemical-től beszerezhető DOW XFS 43281.01 típusú gyantát alkalmazzuk. A gyanta előnyösen 200 és 500 mikrométer átmérőjű gyöngy. A gyantaágyon lehetséges folyadékáramlási sebesség előnyösen 2-5 méter óránként és a gyantaágy előnyösen 0,6 és 0,9 g/ml közötti sűrűségű dugószerű ágy. A gyantaágyat, előnyösen 40-60°C közötti hőmérsékletre szükséges fűteni. Magasabb hőmérsékletet is alkalmazhatunk, de az a gyantaágy idő előtti degradációját
·· ·· * · · * ·« ·· * · · · ·· ·· eredményezi. Alacsonyabb hőmérséklet az elválasztásban okoz kisebb hatékonyságot.
A cukor adszorbeálódik az oszlopon, ahogy a savas oldat mozog a 32 által. Mihelyt a sav eluálódott, a gyantát adott esetben tisztíthatjuk lényegében oxigénmentes gázzal, amely előnyösen 0,1 ppm-nél kevesebb oxigént tartalmaz. Ez a gáz kinyomja a gyantából a maradék savat így tisztább elválasztást biztosítva.
A savas folyadék eltávolítása után a gyantát lényegében oxigénmentes 34 vízzel átmossuk. A viz oldott oxigéntartalma előnyösen 0,5 ppm alatt van és még előnyösebben 0,1 ppm alatt. Ez a mosás egy olyan 33 cukoráram előállítását eredményez, amely az elválasztó egységbe juttatott hidrolizátumban levő cukrok legalább 98%-át tartalmazza.
Az elválasztási eljárás eredményeképpen három áramot gyűjtünk össze: a savas áramot, a cukros áramot és a kevert, savas-cukros áramot, amelyet visszavezetünk egy második elválasztási lépésen keresztül. A 32 savas áramot betöményítjük és visszavezetjük újrahasznosítás céljából, ahogy azt a továbbiakban részletesebben kifejtjük. A 33 cukros áramot, amely előnyösen legalább 15 tömeg% cukrot és kevesebb mint 3 tömeg% savat tartalmaz, ezután kívánt esetben erjesztjük. A cukor tisztasága a cukor áram nemvizes komponenseinek aránya alapján meghatározható. Ennek megfelelően bármely 83,3% feletti tisztaságú cukor (100X15/18) alkalmas a fermentációra.
Az a cukor áram, amely még éppen 3 tömeg%-ban tartalmaz savat nem okoz problémát a további feldolgozás során. Azon25 bán, az elválasztás során a savval, a cukor jelentős részének elvesztése csökkentheti az eljárás összes előnyét.
Egy példaszerű, ideális eljárásban, 100 g vizet kellene csak használnunk 100 g minta oldat eluálására egy elválasztó oszlopról, amely minta oldat 30 g savat, 15 g cukrot és 55 g vizet tartalmaz. Ebben a tökéletes elválasztási esetben, a cukor áram 15 g cukrot és 85 g vizet tartalmazna. így jutna 30 g sav és 70 g viz (100+55-85) a sav visszaalakítására ugyanolyan, 30 tömeg%-os koncentrációban, mint az eredeti oldat volt.
Azonban, egy tipikus eluálás 100 g fent ismertetett minta oldatához körülbelül 200 g vizet kell az oszlopba juttatnunk. A cukor áram annak ellenére 15 tömeg%-os, hogy most a sav áram 170 g (200+55-85) vizet és 30 g savat tartalmaz, 15 tömeg%-os sav koncentrációt eredményezve. Ez alapján, ha a sav áram 95%-os tisztaságú lenne, 15 tömeg%-os savkoncentrációval, minden savas eluálással megközelítőleg 1,5 g lenne a cukorveszteség. Amennyiben a cukor áram 15 tömeg%-os koncentráció mellett 95%-os tisztaságú lenne, minden egyes savas eluálással csak 0,75 g lenne a savveszteség. Ezt a különbséget az a tény okozza, hogy savas folyadék kétszer annyi anyagot tartalmaz. így, savas folyadék tisztasága fontosabb faktor, mint a cukros folyadék tisztasága.
A sav és a cukrok elválasztását részletesebben az alábbi 12-19. példákban fejtjük ki.
12. példa
Egy, a cellulózos és hemicellulózos anyagok hidrolízisével előállított savas-cukros áramot választottunk szét úgy, hogy egy 50 cm átmérőjű 1,2 1-es üveg oszlopon folyattuk át, amely oszlop a Purolite, Inc.-nál beszerezhető PCR-771 jelű erősen savas ioncserélő gyantával volt töltve. Az oszlopot 60°C-on tartottuk 70 ml/perc térfogatsebesség mellett, amely lineáris áramlási sebességre átszámítva kölülbelül 0,8 m/óra. Három áramot gyűjtöttünk össze, a savas, a cukros és egy kevert áramot egy másik gyantaágyra való visszavezetés céljából. A sav áram 96,8 %-os tisztaságú (sav és viz összege) volt. A cukor áram 86,8 %-os tisztaságú (cukor és viz összege). Mindent összevetve, a sav visszanyerés 97,3%-os, míg a cukor visszanyerés 95,5%-os volt.
13. példa
A cellulózos és hemicellulózos anyagok savas hidrolízisével előállított hidrolizátum folyadék egy részét úgy választottuk szét, hogy egy 50 cm átmérőjű 1,2 l-es üveg oszlopon folyattuk át, amely oszlop a Purolite, Inc.-nál beszerezhető PCR-771 jelű erősen savas ioncserélő gyantával volt töltve. Az oszlopot 40°C-on tartottuk 70 ml/perc térfogatsebesség mellett. Három áramot gyűjtöttünk össze, a savas, a cukros és egy kevert áramot egy másik gyantaágyra való visszavezetés céljából. A savas áram 95,1 %-os tisztaságú (sav és viz összege) volt. A cukros áram 93,1 %-os tisztaságú (cukor és viz összege). Mindent összevetve, a sav • · • ·
visszanyerés 98,6%-os, míg a cukor visszanyerés 90,6%-os volt.
14. példa
Egy 34,23 tömeg% H2SO4~t és 16,5 tömeg% cukrot tartalmazó hidrolízis folyadékot úgy választottunk szét, hogy egy 50 cm átmérőjű 1,2 1-es üveg oszlopon folyattuk át, amely oszlop a Purolite, Inc.-nál beszerezhető PCR-771 jelű erősen savas ioncserélő gyantával volt töltve. Az oszlopot 60°C-on tartottuk 70 ml/perc térfogatsebesség mellett. Három áramot gyűjtöttünk össze, a savas, a cukros és egy kevert áramot egy másik gyantaágyra való visszavezetés céljából. A savas áram 96,47%-os tisztaságú (sav és viz összege) volt. A cukros folyadék 92,73%-os tisztaságú (cukor és viz összege). Mindent összevetve, a sav visszanyerés 97,9%-os, míg acukor visszanyerés 95,0%-os volt.
15. példa
Újságpapír hidrolíziséből nyert hidrolizátum folyadék 31,56 tömeg% savat és 22,97 tömeg% cukrot tartalmazott. A folyadékot úgy választottuk szét, hogy egy 50 cm átmérőjű
1,2 1-es üveg oszlopon folyattuk át, amely oszlop a Purolite, Inc.-nál beszerezhető PCR-771 jelű erősen savas ioncserélő gyantával volt töltve. Az oszlopot 40°C-on tartottuk 70 ml/perc térfogatsebesség mellett. Három áaramot gyűjtöttünk össze, a savas, a cukros és egy kevert áramot egy másik gyantaágyra való visszavezetés céljából. A savas áram 96,7 %os tisztaságú (sav és viz összege) volt. A cukros 90,9 %-os tisztaságú (cukor és viz összege). Mindent összevetve, a sav
visszanyerés 99,5%-os, míg a cukor visszanyerés 96,7%-os volt.
16. példa
Újságpapír hidrolíziséből nyert hidrolizátum folyadék 31,56 tömeg% savat és 22,97 tömeg% cukrot tartalmazott. A folyadék egy részét úgy választottuk szét, hogy egy 50 cm átmérőjű 1,2 1-es üveg oszlopon folyattuk át, amely oszlop a Finex, Finland-nál beszerezhető Finex GS-16 jelű erősen savas ioncserélő gyantával volt töltve. Az oszlopot 60°C-on tartottuk 70 ml/perc térfogatsebesség mellett. A folyadék egy második részét szintén szétválasztottuk egy 50 cm átmérőjű
1,2 1-es üveg oszlopon való átfolyatással, amely oszlop Finex GS-16 jelű gyantával volt töltve. Az oszlopot 40°C-on tartottuk 70 ml/perc térfogatsebesség mellett. Mind a két esetben három áramot gyűjtöttünk össze, a savas, a cukros és egy kevert áramot egy másik gyantaágyra való visszavezetés céljából. A savas áram 90 %-os tisztaságú (sav és viz összege) volt. A cukros áram 94 %-os tisztaságú (cukor és viz összege).
17. példa
Egy 15 tömeg% cukrot és 30 tömeg% savat tartalmazó hidrolizátumot választottunk szét, egy 50 cm átmérőjű, 1,2 1es, egy a DOW Chemical-nél beszerezhető DOW XFS43281.01 jelű gyantával töltött oszlop alkalmazásával. Az oszlopot 60°C-on tartottuk 65 ml/perc térfogatsebesség mellett. A hidrolizátum beadagolása után az oszlopot, forralt és visszahútött vízzel eluáltuk. A savas áram 97,0 %-os tisztaságú és a cukros áram tisztasága 97,2 %-os volt. A savas és vizes fázis között a duzzadás nagysága a gyantán 2,48% volt.
Ugyanannak a hidrolizátumnak az oszlopra való második adagolását eluálás követte, hogy visszanyerjünk lényegében minden savat és cukrot, 99,1%-os hatásfokkal, a cukrot
97.2 %-os, a savat 92,3 %-os tisztaságban. Az eluálási sebesség az elválasztás alatt 65 ml/perc volt.
18. példa
Az Advanced Separation Technologies, Inc. által gyártott AST LC1000 jelű forgó gyantaágyas berendezést alkalmaztunk a cukor-sav keverék szétválasztására. A berendezés 20 gyantaoszlopból állt, mindegyik oszlopnak 2 1-es volt az ágytérfogata. Az oszlopokat Finex GS-16 gyantával töltöttük meg és 60°C-on tartottuk. Egynek az üzemideje 8 óra volt, miközben a tápfolyadék 14,89 tömeg% cukort és 23,79 tömeg% savat tartalmazott. Az eluciós sebesség 244 ml/perc volt, 0,12 m/perc vagy 7,3 m/óra lineáris sebességnek felel meg. A cukor termék tisztasága 94,6 %, míg a sav termék tisztasága
92,4 % volt. A cukor 84%-át nyertük vissza, 13,9 tömeg%-os .koncentrációs oldat formájában. A sav 97,5%-át nyertük vissza, 7,5 tömeg%-os koncentrációs oldat formájában.
19. példa
Az Advanced Separation Technologies, Inc. által gyártott AST LC1000 jelű forgó gyantaágyas berendezést, összesen
15.2 1 gyantaágy térfogattal, alkalmaztunk a cukor-sav keverék szétválasztására. Az oszlopokat Purolite PCR-771 gyantával töltöttük meg. A tápfolyadék 12,6 tömeg% cukrot és
18,9 tömeg% savat tartalmazott. Az eluciós áramlási sebesség 117 ml/perc volt. A visszanyert folyadékban a cukor tisztasága 92,4 %-os, a sav tisztasága pedig 92,1 %-os volt miközben az oszlopokat 60°C-on tartottuk.
A sav koncentrációja és visszaforgatása
Az elválasztó egységből visszanyert 32 savoldatot betöményíthetjük és újrafelhasználás céljából visszavezethetjük a jelen találmány szerinti eljárás korábbi fokozataiba. A sav koncentrációja legfeljebb 35 tömeg%, amelyet egy szokásos egylépcsős 36 bepárló alkalmazásával kapunk.
Egy, a Chemitrix-től (Toronto, Ontario, Canada) beszerezhető háromszoros hatású bepárló alkalmazása előnyös, mert 7077 tömeg%-ra megnövelt koncentrációt érünk el. A súrítöben visszanyert 35 vizet felhasználhatjuk eluciós folyadékként az ioncserélő elválasztó egységben.
Erjesztés
A jelen találmány további tárgya egy javított módszer kidolgozása a cellulózos és hemicellulózos anyagok savas hidrolízise után elválasztott cukros áram erjesztésére. A cukros áram, mind a hexóz-, mind a pentózcukrokat tartalmazza. Ezeket a cukrokat adott esetben együtt is lehet erjeszteni a természetben előforduló mikroorganizmusok segítségével. Ezzel előnyösen elkerüljük a cukrok elválasztásának vagy azok egymás utáni erjesztésének szükségességét.
A savas hidrolízis után, az elválasztó egységből visszanyert 33 cukoráram tartalmazhat még nagy mennyiségű, maradék savat. Ezt a savat először semlegesíteni kell 37
bázissal, előnyösen oltott mésszel, 10 és 12 közötti pH értékig. Ez a magas pH azzal az előnnyel jár, hogy eltávolítja az összes fémiont, amelyek megakadályozhatják a következő eljárási lépéseket. A mikroorganizmusok növekedésének megkönnyítésére a 40 tápanyagokat, mint például magnéziumot, nitrogént, kálium-foszfátot és vitaminokat ezután adjuk a folyadékhoz.
A találmányunknak egy fontos célkitűzése, hogy mind a két 39 cukrot a C5 és a C& cukrot kívánt esetben együtt tudjuk erjeszteni. Felismertük, hogy egy bizonyos módon tenyésztett 43 élesztők hatásosak ebben a kettős erjesztésben. Úgy találtuk, hogy a Candida kefir, a Pichia stipitis, a Saccharomvces cerevisiae csökkent légzésű fajtái és még nagyon sok más nagyon jól dolgozik 25-32 °C-on feltéve, hogy mielőtt a kevert cukrokhoz alkalmaztuk, előzőleg pentóz oldatokon szaporítottuk 1-2 héten keresztül.
Amennyiben a hexózokat különválasztva akarjuk erjeszteni, abból a célból, hogy a pentózokat más célra visszanyerjük, használhatjuk az ismert glükóz élesztőket, mint például a Saccharomvces cerevisiae, a Kluveromyces shehatae (annak a shehatae, a lignosa és az insectosa variációi). Van baktérium, amely szintén hasznos erjesztett termékeket termel és szintén alkalmazhatunk a jelen találmány szerinti eljárásban. Ez a baktérium a Clostridium faj és a Zymomonas mobilis. Azokban esetekben, amelyekben az élesztő vagy a bektériumos erjesztés lelassulása elnyomja az etanol vagy más illékony termék képződését folyamatosan eltávolítjuk ezen termékeket az erjesztési lépések során képződő széndioxidnak egy hűtött, kondenzáló oszlopon keresztül a fermentorba való visszavezetésével. Az illékony komponensek kondenzálődnak az oszlopban egy kevés vizzel együtt, majd összegyűjtjük további tisztítás céljából. Az eljárás szintén előnyös a fermentornak a nagyon aktív erjedési folyamatok miatt szükségessé váló hűtésére.
A megközelítőleg 3-4 napig tartó erjesztés teljes befejezését követően az erjesztett termékeket és a mikroorganizmusokat előnyösen a 41 centrifugával választjuk szét. A 43 mikroorganizmusokat visszavezetjük a cukrok következő tételébe. A 44 alkoholos oldatot a 46 desztillációs oszlopba vezetjük további feldolgozás céljából.
Az erjesztés előnyös megoldását az alábbi 20-21. példákban mutatjuk be részletesebben.
20. példa
Az ioncserélő gyantaoszlopokból nyert cukoroldatokat Ca(0H)2-vel összekevertük és semlegesítettük 10 és 11 közötti pH értékig. Az oldatot megszűrtük, hogy elválasszuk a CaSC>4-t (gipszet) és a tiszta, sárgás cukoroldatot. A cukoroldat pH-ját koncentrált foszforsav és kénsav felhasználásával 4,5s pH értékre állítottuk be. A foszforsavat adtuk be először, 0.3 g/l H3PO4~t mérve ki. Ezután betöltöttük a tápoldatot még a teljes semlegesítés előtt amig az oldat még steril volt a magas pH miatt. A tápoldat 0,07 g/l MgS04-ot, 0,2 g/l KNO3ot, 0,5 g/l karbamidot, 1,0 g/l élesztő kivonatot, 0,1 mg/1 FeNaEDTA-t, 0,01 mg/1 H3BO3-at, 0,04 mg/1 MnSO4 ’ H20-ot, 0,02 mg/1 ZnSO4 ' 7H2O, 0,003 g/l Kl-ot, • ·
Mg/l Na2MoC>4 ' 2H20-ot, 0,1 Mg/l CUSO4 ’ 5H20-ot és 0,1 Mg/l C0CI2 ’ 6H20-ot tartalmazott.
Az oldatot egy előzetesen 5 tömeg%-os xylózos közegben tenyésztett a Candida kefyr-t (ATCC 8619), Pichia stipiti-t (NRRL Y-7124), Hansenula anomala-t (ATCC 42398), Hansenula anomala-t (ATCC 8168), Hansenula fabianii-t (ATCC 16755), Hansenula jadinii-t (ATCC 18201) vagy Saccharomyces cerevisiae csökkent légzésű fajtáit tartalmazó fermentorba tápláltuk. A fermentorban, a 2 l-es erjesztő térfogat megközelítőleg 100 ml-ét elfoglaló élesztő “krém” legalább 20 g élesztőt tartalmazott. Megközelítőleg 200 ml oldatot adtunk a fermentorba. Az adagolást három napig minden nap megimételtük. Az élesztő mindkét cukrot, a C6 és a C5 cukrot erjesztette az oldatban.
21. példa
Az ioncserélő gyantaoszlopokból nyert cukoroldatokat Ca(0H)2~vel összekevertük és semlegesítettük 10 és 11 közötti pH értékig. Az oldatot megszűrtük, hogy elválasszuk a CaSO4~t (gipszet) és és a tiszta, sárgás cukoroldatot. A cukoroldat pH-ját koncentrált foszforsav és kénsav felhasználásával 4,5s pH értékre állítottuk be. A foszforsavat adtuk be először, 0.3 g/1 H3PO4~t mérve ki. Ezután, még a teljes semlegesítés előtt amig az oldat még steril volt a magas pH miatt betöltöttük a tápoldatot. A tápoldat 0,07 g/1 MgS04-ot, 0,2 g/1 KNC>3-ot, 1,0 g/1 (NH4) 2SC>3-ot, 1,0 g/1 élesztő kivonatot, 5,0 mg/1 FeS04~ot, 1,0 mg/1 H3BO3-at, 5,0 mg/1 MnSCM ’ 2H2Oot, 10 Mg/1 CUSO4 ’ 4H2Ű-ot és 20 Mg/1 C0CI2 ‘ 6H20-ot,
Mg/l biotint, 0,25 Mg/l piridoxin HCl-t, 1,5 Mg/l i-inozitolt, 2,0 Mg/l Ca pantotenátot, 5,0 Mg/l tiamin HCl-t és 25 Mg/l peptont tartalmazott.
Az oldatot egy előzetesen 5 tömeg%-os xylózos közegben tenyésztett a Candida kefyr-t (ATCC 8619), Pichia stípiti-t (NRRL Y-7124), Hansenula anomala-t (ATCC 42398), Hansenula anomala-t (ATCC 8168), Hansenula fabianii-t (ATCC 16755), Hansenula -jadinii-t (ATCC 18201) vagy Saccharomyces cerevisiae csökkent légzésű fajtáit tartalmazó fermentorba tápláltuk. A fermentorban, a 2 1-es erjesztő térfogat megközelítőleg 100 ml-ét elfoglaló élesztő “krém” legalább 20 g élesztőt tartalmazott. Megközelítőleg 200 ml oldatot adtunk a fermentorba. Az adagolást három napig minden nap megimételtük. Az élesztő mindkét cukrot, a C6 és a C5 cukrot erjesztette az oldatban.
Adott esetben a H3BO3 adagolása elhagyható. Amennyiben inkább baktériumos közeget alkalmazunk mint élesztőt az erjesztéshez a H3BO3 adagolását célszerű elkerülni, mert a bór mérgező a baktériumra.
A találmányunk bemutatására megadott példákkal nem kívánjuk találmányunk terjedelmét a konkrét példákra korlátozni. Ennek megfelelően a találmány terjedelmét csak az igénypontokban szándékozunk meghatározni.
Claims (6)
1. Eljárás, cellulózt és hemicellulózt tartalmazó anyagokból cukrok előállítására, azzal jellemezve, hogy az anyagokat 25-90 tömeg%-os savoldattal keverjük össze, amellyel legalább részben kristálymentesítjük az. anyagokat és egy szilárd anyagokból és egy folyadékrészböl álló gélt alakítunk ki;
az így kapott gélt 20 tömeg% és 30 tömeg% közötti koncentrációjú savval hígítjuk és melegítjük, miáltal részlegesen elhidrolizáljuk a kiindulási anyagok cellulóz és hemicellulóz tartalmát;
a folyadékrészt elválasztjuk a szilárd anyagtól és így egy első folyadékot nyerünk, amely cukrokat és savat tartalmaz ;
az elválasztott szilárd anyagot 25-90 tömeg%-os savval elkeverjük, miáltal tovább kristálymentesítjük a szilárd anyagot egy második gélt kialakítva, amely egy második szilárd anyagból és egy második folyadékrészböl áll;
a második gélt 20 tömeg% és 30 tömeg% közötti koncentrációjú savval felhígítjuk és melegítjük, miáltal a második gélben levő cellulóz és hemicellulóz maradékot tovább hidrolizáljuk;
a második folyadékrészt elválasztjuk a második szilárd anyagtól és így egy olyan második folyadékot nyerünk, amely cukrokat és savat tartalmaz;
az első és a második folyadékban levő cukrokat elválasztjuk a savtól egy olyan harmadik folyadék előállítása cél• · jából, amely összesen legalább 15 tömeg% cukrot és legfeljebb
3 tömeg% savat tartalmaz.
2.
Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az alapanyagokat mossuk.
Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az alapanyagokat szárítjuk.
4.
Az 3. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az alapanyagokat 10 %-os nedvességtartalomig szárítjuk.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a cellulóz- és hemicellulóz-tartalmú anyagokat részecskékre aprítjuk.
6.
Az 5. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a részecskék mérete
0,075 mm és
7 mm közötti.
Az 6. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az átlagos részecskeméret 5 mm.
Az 5. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az anyagok aprítását a daráló, a szecskavágó vagy a kalapácsos-malom valamelyikével végezzük.
9. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy savként kénsavat alkalmazunk.
10. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a melegítést 80 és 100 °C között folytatjuk.
11. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a melegítést 40 és 480 perc közötti ideig folytatjuk.
12. Az 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a melegítést 100 °C-on 40-110 perc közötti ideig folytatjuk .
• ·
13. Az 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a melegítést 90 °C-on 80-220 perc közötti ideig folytatjuk.
14. Az 11. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a melegítést 80 °C-on 160-480 perc közötti ideig folytatjuk .
15. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a hidrolízist atmoszférikus nyomáson hajtjuk végre.
16. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kristálymentesítéshez használt sav koncentrációja 70 tömeg% és 77 tömeg% közötti.
17. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a savas oldatot olyan mennyiségben adagoljuk, hogy a tiszta sav tömegaránya a cellulózos és hemicellulózos anyagokhoz viszonyítva legalább 1:1 legyen.
18. Az 17. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a savas oldatot olyan mennyiségben adagoljuk, hogy a tiszta sav tömegaránya a cellulózos és hemicellulózos anyagokhoz viszonyítva 1,25:1 legyen.
19. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az alapanyagok 50 tömeg% és 85 tömeg% között tartalmaznak cellulóz és hemicellulózt.
20. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a folyadékrészt a szilárd anyagtól a gél préselésével választjuk el.
21. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a második szilárd anyagot pelletizáljuk.
• · · · · 4 ·· • «
22. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az első és második folyadék részt egyesítjük a cukor és a sav elválasztása előtt.
23. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az elválasztást egy ioncserélő egységben végezzük, amelyben a cukor adszobeálódik az erősen savas gyantán.
24. Az 23. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az ioncserélő egység egy térhálósított polisztirol kationcserélö gyantaágy.
25. Az 23. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta divinil-benzollal van térhálósítva és erősen savas gyanta kialakítása céljából kénsavval van kezelve.
26. Az 25. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a divinil-benzol 6 tömeg% és 8 tömeg% közötti koncentrációban van.
27. Az 23. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantát vinil-benzil-klorid és divinil-benzol polimerizálásával állítjuk elő.
28. Az 27. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a divinil-benzol 6 tömeg% és 8 tömeg% közötti koncentrációban van.
29. Az 23. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta 200 és 500 μπι közötti átmérőjű gyöngy.
30. Az 24. igénypont szerinti eljárás azzal -jellemezve, hogy a folyadékot 2 és 5 m/óra közötti lineáris folyadékáramlási sebességgel folyatjuk át a gyantaágyon.
31. Az 24. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantaágyat 40 és 60 °C közötti hőmérsékletre melegítjük.
32. Az 24. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta ágy 0,6 g/ml és 0,9 g/ml közötti sűrűségű dugószerű ágy.
33. Az 23. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta legalább 2 meq/g erősségű savkapacitással rendelkezik.
34. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az elválasztási lépés utáni savat újrafelhasználás céljából betöményítjük.
35. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a cukrokat előkészítjük az erjesztéshez és a cukrokat erjesztéssel alkohollá alakítjuk át.
36. Az 35. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az erjesztés során a cukrok pH-ját beállítjuk az összes sav semlegesítése és a fémionok eltávolítása céljából;
a mikroorganizmusok elszaporodása céljából tápanyagot adagolunk;
a cukrokat olyan élesztővel keverjük össze, amelyet a következő csoportból választunk ki: Candida kefyr, Pichia stipitis, Saccharomyces cerevisiae csökkent légzésű fajtái, Hansenula anomala, Hansenula jadinii, Hansenula fabianii és Pachysolen tannophilus és ezeket az élesztőket pentóz oldaton szaporítottuk 1-2 hét közötti időtartamig;
az erjesztést 3-5 nap közötti időtartamig folytatjuk;
széndioxidnak egy hűtött kondenzoszlopon keresztül történő visszavezetésével folyamatosan eltávolítjuk az illékony erjesztett termékeket;
az erjesztett termékeket a kondenzoszlopból összegyűjtjük;
a megmaradó erjesztett termékekből elválasztjuk az élesztőt; és a megmaradó erjesztett termékeket desztilláljuk.
37. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a szilárd anyagot egy extraktum képzése céljából NaOH val kezeljük;
az extraktum pH-ját kovasav előállítása céljából
10-es pH értékre csökkentjük; és kovasav eltávolítása céljából az extraktumot szűrjük.
38. Az 37. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a pH csökkentését HCl-val végezzük.
39. Az 37. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kovasav elszíneződésének csökkentése céljából a kovasavat oxidálószerrel kezeljük.
40. Az 39. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az oxidálószer NaOCl.
41. Az 37. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kovasav eltávolításának céljából a szűrés után megmaradó extraktumhoz 5 tömeg% és 10 tömeg% közötti végső koncentrátumban NaOH-ot adunk és a kapott oldatot újra felhasználjuk a 37. igénypont szerinti extrakciós lépéshez.
42. Az 37. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a szűrés után megmaradó extraktumot a kidobás előtt semlegesítjük .
43. Az 37. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kovasavból szilikagélt, kovasavat, és nátrium-szilikátot állítunk elő.
44. Eljárás cellulóz- és hemicellulóz-tartalmú anyag savas hidrolíziséből nyert hexóz és pentóz cukrok keverékének erjesztésére azzal jellemezve, hogy a maradék sav semlegesítése és a fémionok eltávolítása céljából a cukrok pH-ját beállítjuk;
mikroorganizmusok elszaporodása céljából tápanyagokat adagolunk;
hexóz cukorból hasznos erjesztett termék előállítása céljából a cukrokat olyan mikroorganizmussal keverjük, amelyet 1 és 2 hét közötti időtartamig pentóz oldatban szaporítottunk;
az erjesztési folyamatot 3-5 napig folytatjuk;
széndioxidnak egy hűtött kondenzoszlopon keresztül történő visszavezetésével folyamatosan eltávolítjuk az illékony erjesztett termékeket;
• · az erjesztett termékeket a kondenzoszlopból összegyűjtjük;
az élesztőt elválasztjuk a megmaradó erjesztett termékektől; és a maradék erjesztett termékeket desztilláljuk.
45. Az 44. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a mikroorganizmus a következők csoportjából kiválasztott élesztő: Candida kefyr, Pichia stipitis, Saccharomyces cerevisiae csökkent légzésü fajtái, Hansenula anomala, Hansenula jadinii, Hansenula fabianii és Pachysolen tannophilus.
46. Az 44. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a mikroorganizmus a következők csoportjából kiválasztott baktérium: Clostridium, Acetobacter, Lactobacillus, Asperqillis, Propionibacteria fajok és a Zymomonas mobilis.
47. Az 44. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a pH beállítását úgy végezzük, hogy bázis hozzáadásával a pH-t ll-es értékre állítjuk és savas visszatitrálással a pH-t 4,5-es értékre állítjuk.
48. Az 47. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a bázis a kálcium-hidroxid és/vagy kálciumoxid.
49. Az 44. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a tápanyagok magnéziumot, nitrogént, kálium-foszfátot, nyomelemeket és/vagy vitaminokat tartalmaznak.
50. Az 44. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a hasznos erjesztett termékek etilalkohol, n-butanol, izopropil-alkohol, ecetsav, glicerin, vajsav, laktonsav, ···· «·
2,3-butándiol, propionsav, itakonsav, citromsav, fumársav és/vagy aceton.
51. Eljárás sav és cukrok elválasztására cellulóz- és hemicellulóz-tartalmú anyagok savas hidrolíziséből származó folyadékokból azzal jellemezve, hogy a folyadékokat egy térhálósított polisztirol kationcserélö gyantaágyat tartalmazó ioncserélő egységbe vezetjük, ahol a cukor adszorbeálódik a gyantán és egy olyan saváram keletkezik, amely kevesebb cukrot tartalmaz mint 2 tömeg%.
52. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantát divinil-benzollal térhálósítjuk és erősen savas gyanta kialakítása céljából erős savval kezeljük.
53. Az 52.
igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantában a divinil-benzol koncentrációja
6 tömeg% és
8 tömeg% között van.
Az 51.
igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantát vinil-benzil-kloridnak divinil-benzollal történő polimerizálásával és nátriumszulfitos kezelésével állítjuk elő.
55. Az 54. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantában a. divinil-benzol koncentrációja 6 tömeg% és 8 tömeg% között van.
56. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta 200 és 500 μιη közötti átmérőjű gyöngy.
57. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a folyadékot átlagosan 2 és 5 m/óra közötti lineáris áramlási sebességgel vezetjük a gyantaágyon keresztül.
58. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyantaágyat 40 és 60 °C közötti hőmérsékletre melegítjük.
59. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta legalább 2 meq/g erősségű savkapacitással rendelkezik.
60. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a gyanta ágy 0,6 g/ml és 0,9 g/ml közötti sűrűségű dugószerű ágy.
61. Az 51. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy az elválasztóegységbe vezetett folyadék cukortartalmának legalább 98%-át tartalmazó cukoráram előállítása céljából a gyantát oxigénmentes vízzel mossuk.
62. Az 61. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy abból a célból, hogy kinyomjuk a savat a gyantából a mosási lépés előtt a gyantát oxigénmentes gázzal tisztítjuk.
63. Eljárás szilikátok eltávolítására cellulóz- és hemicellulóz-tartalmú anyagok savas hidroliziséből származó szilárd anyagokból azzal jellemezve, hogy egy extraktum előállítása céljából a szilárd anyagokat NaOH-val kezeljük;
kovasav előállítása céljából az extraktum pH-ját csökkentjük; és az extraktumból eltávolítjuk a kovasavat.
64. Az 63. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kovasavat az extraktum szűrésével távolítjuk el.
65. Az 63. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a pH csökkentését HCl-val vagy H2SO4~val végezzük.
66. Az 63. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a kovasav elszíneződésének csökkentése céljából a kova-
hogy a szilárd anyag NaOH-os kezelését megelőzően az extraktumnak a szilárd anyaghoz való hozzáadásával az extraktumot visszavezetjük.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/038,628 US5562777A (en) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU9502775D0 HU9502775D0 (en) | 1995-11-28 |
HUT72177A true HUT72177A (en) | 1996-03-28 |
Family
ID=21900992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU9502775A HUT72177A (en) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Method of producing sugars using stong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (4) | US5562777A (hu) |
EP (3) | EP0964061A3 (hu) |
AT (1) | ATE207969T1 (hu) |
AU (1) | AU681136B2 (hu) |
BG (1) | BG100071A (hu) |
BR (1) | BR9405906A (hu) |
CA (1) | CA2158430C (hu) |
CZ (1) | CZ292059B6 (hu) |
DE (1) | DE69428889D1 (hu) |
ES (1) | ES2166776T3 (hu) |
HU (1) | HUT72177A (hu) |
NZ (1) | NZ263730A (hu) |
PL (2) | PL180367B1 (hu) |
RO (1) | RO114806B1 (hu) |
RU (1) | RU2144087C1 (hu) |
SK (1) | SK120595A3 (hu) |
UA (1) | UA34477C2 (hu) |
WO (1) | WO1994023071A1 (hu) |
Families Citing this family (147)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5782982A (en) * | 1993-03-26 | 1998-07-21 | Arkenol, Inc. | Method of removing silica or silicates from solids resulting from the strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
US5597714A (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
US5562777A (en) * | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
US5571703A (en) * | 1993-12-23 | 1996-11-05 | Controlled Environmental Systems Corporation | Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process |
WO1996040970A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Arkenol, Inc. | Method of strong acid hydrolysis |
US5711817A (en) * | 1996-05-01 | 1998-01-27 | Eau-Viron Incorporated | Method for the continuous conversion of cellulosic material to sugar |
US5892107A (en) * | 1996-11-08 | 1999-04-06 | Arkenol, Inc. | Method for the production of levulinic acid |
US5849984A (en) * | 1997-05-14 | 1998-12-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method and system for treating waste nitrocellulose |
US5968362A (en) | 1997-08-04 | 1999-10-19 | Controlled Enviromental Systems Corporation | Method for the separation of acid from sugars |
US5868851A (en) * | 1997-08-11 | 1999-02-09 | Lightner; Gene E. | Process for production of solid glucose |
US5876505A (en) * | 1998-01-13 | 1999-03-02 | Thermo Fibergen, Inc. | Method of producing glucose from papermaking sludge using concentrated or dilute acid hydrolysis |
CN100575331C (zh) * | 1999-03-11 | 2009-12-30 | 齐凯姆公司 | 一种生产乙醇的方法 |
US7074603B2 (en) * | 1999-03-11 | 2006-07-11 | Zeachem, Inc. | Process for producing ethanol from corn dry milling |
US6409841B1 (en) * | 1999-11-02 | 2002-06-25 | Waste Energy Integrated Systems, Llc. | Process for the production of organic products from diverse biomass sources |
FI20002148A (fi) * | 2000-09-29 | 2002-03-30 | Xyrofin Oy | Menetelmä tuotteiden talteenottamiseksi |
BR0114715A (pt) * | 2000-10-21 | 2004-10-19 | Bp Chemical Ltd | Processo para a hidratação de olefinas |
CA2454823A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Arkenol, Inc. | Separation of xylose and glucose |
US20030154975A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-08-21 | Lightner Gene E. | Separation of sugars derived from a biomass |
DE10158120A1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-06-18 | Ties Karstens | Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz |
KR100919844B1 (ko) * | 2002-03-13 | 2009-09-30 | 더블유. 알. 그레이스 앤드 캄파니-콘 | 선별된 감수성 조성물 |
US6953574B2 (en) * | 2002-06-21 | 2005-10-11 | Technology Commercialization, Inc. | Method for producing a fermented hydrolyzed medium containing microorganisms |
GB0218012D0 (en) | 2002-08-05 | 2002-09-11 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Production of a fermentation product |
US7378549B2 (en) * | 2004-01-26 | 2008-05-27 | Shell Oil Company | Process for the reactive extractive extraction of levulinic acid |
CN1938257A (zh) * | 2004-01-29 | 2007-03-28 | 齐凯姆公司 | 有机酸的回收 |
JP2007532587A (ja) * | 2004-04-13 | 2007-11-15 | アイオゲン エナジー コーポレイション | リグノセルロース処理における無機塩回収方法 |
EP1778853A4 (en) * | 2004-07-16 | 2011-09-28 | Iogen Energy Corp | METHOD OF OBTAINING A CELLULOSE BIOMASS SUGAR PRODUCT CIRCULAR |
GB2416776A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-08 | British Sugar Plc | Enhancement of the fermentability of carbohydrate substrates by chromatographic purification |
EP1690828A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-16 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Recovery of sulphuric acid |
EP1690980A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-16 | Agrotechnology and Food Innovations B.V. | Process and apparatus for conversion of biomass |
US7501062B2 (en) * | 2005-02-22 | 2009-03-10 | Shell Oil Company | Process for permeation enhanced reactive extraction of levulinic acid |
WO2006099029A2 (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College | Chemical oxidation for cellulose separation |
WO2006132762A2 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Biomass-derived grinding aids |
EP1852493A1 (en) | 2006-05-05 | 2007-11-07 | BIOeCON International Holding N.V. | Hydrothermal treatment of carbon-based energy carrier material |
NZ575879A (en) * | 2006-09-01 | 2012-09-28 | Ra Energy Corp | Advanced biorefinery process |
US7670813B2 (en) * | 2006-10-25 | 2010-03-02 | Iogen Energy Corporation | Inorganic salt recovery during processing of lignocellulosic feedstocks |
US7815876B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
WO2008076423A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | University Of Maryland | Process for rapid anaerobic digestion of biomass using microbes and the production of biofuels therefrom |
US8247200B2 (en) * | 2007-01-25 | 2012-08-21 | Iogen Energy Corporation | Method of obtaining inorganic salt and acetate salt from cellulosic biomass |
US8329436B2 (en) * | 2007-02-09 | 2012-12-11 | Zeachem, Inc. | Method of making propanol and ethanol from plant material by biological conversion and gasification |
BRPI0811326A2 (pt) * | 2007-06-13 | 2014-12-30 | Lesperance Bertrand | "processo de recuperação de descarte de silagem, instalação, sistema e produto" |
DE102007037341A1 (de) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Green Sugar Gmbh | Trocknungsverfahren innerhalb der sauren Hydrolyse von pflanzlichen Biomassen |
JP4240138B1 (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 植物系繊維材料の糖化分離方法 |
CN101157445A (zh) * | 2007-09-18 | 2008-04-09 | 陈培豪 | 植物纤维素原料浓酸水解液中硫酸的回收方法 |
AU2009212131A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Zeachem Inc. | Indirect production of butanol and hexanol |
US8268600B2 (en) * | 2008-03-05 | 2012-09-18 | Council Of Scientific & Industrial Research | Strain and a novel process for ethanol production from lignocellulosic biomass at high temperature |
US7931784B2 (en) * | 2008-04-30 | 2011-04-26 | Xyleco, Inc. | Processing biomass and petroleum containing materials |
EP2274435A4 (en) * | 2008-05-07 | 2012-06-20 | Zeachem Inc | RECOVERING ORGANIC ACIDS |
CN101285106B (zh) * | 2008-06-10 | 2010-08-18 | 南京工业大学 | 一种高效水解木质纤维素类生物质同时制备多组分糖液及木质素的方法 |
US20100151547A1 (en) * | 2008-06-12 | 2010-06-17 | Daniel Platz | System and Apparatus for Increasing Ethanol Production Efficiency |
EP2303825B1 (en) | 2008-06-17 | 2016-11-09 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Chemical transformation of lignocellulosic biomass into fuels and chemicals |
TWI386367B (zh) * | 2008-07-03 | 2013-02-21 | Schweitzer Biotech Company Ltd | A method of preparing silicon-containing product from a plant |
US20100024810A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Decrystallization of cellulosic biomass with an acid mixture comprising phosphoric and sulfuric acids |
US9193979B2 (en) | 2008-11-11 | 2015-11-24 | Richard Allen Kohn | Process for producing lower alkyl alcohols from cellulosic biomass using microorganisms |
IT1394398B1 (it) | 2008-12-18 | 2012-06-15 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
US8192854B2 (en) * | 2009-02-06 | 2012-06-05 | Ut-Battelle, Llc | Microbial fuel cell treatment of ethanol fermentation process water |
EP2896700B1 (en) | 2009-03-03 | 2017-08-02 | POET Research, Inc. | Fermentation system for producing ethanol from xylose |
BRPI1014723B1 (pt) | 2009-04-28 | 2018-12-26 | Heli Inovatio Hb | processo para hidrólise de celulose |
FR2945543B1 (fr) * | 2009-05-15 | 2011-05-06 | Inst Francais Du Petrole | Procede de production d'alcools et/ou de solvants a partir de biomasse lignocellulosique avec recyclage acide des residus solides |
IT1394721B1 (it) | 2009-06-10 | 2012-07-13 | Polimeri Europa Spa | Processo per l'alchilazione di benzene con etanolo o miscele di etanolo ed etilene |
WO2010144871A2 (en) | 2009-06-13 | 2010-12-16 | Rennovia, Inc. | Production of glutaric acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
US8501989B2 (en) * | 2009-06-13 | 2013-08-06 | Rennovia, Inc. | Production of adipic acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
US8669397B2 (en) | 2009-06-13 | 2014-03-11 | Rennovia, Inc. | Production of adipic acid and derivatives from carbohydrate-containing materials |
US9234413B2 (en) | 2009-06-25 | 2016-01-12 | Shell Oil Company | Water injection systems and methods |
BRPI1011588A2 (pt) * | 2009-07-01 | 2017-05-16 | Wisconsin Alumni Res Found | hidrólise de biomassa |
CN102596800B (zh) | 2009-08-11 | 2015-03-04 | Fp创新研究中心 | 来自纳米晶体纤维素制备过程的废液流的分离 |
US11319558B2 (en) | 2009-10-28 | 2022-05-03 | Province Brands | Pichia stipitis strain, methods of using the same, and method of isolating a pichia stipitis strain |
US8383864B2 (en) * | 2009-12-08 | 2013-02-26 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for the conversion of cellulose and related carbohydrate materials to low-molecular-weight compounds |
US8686192B2 (en) | 2009-12-08 | 2014-04-01 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method for the conversion of cellulose and related carbohydrate materials to low-molecular-weight compounds |
IT1397885B1 (it) | 2009-12-23 | 2013-02-04 | Polimeri Europa Spa | Processo per preparare etilbenzene. |
IT1397886B1 (it) | 2009-12-23 | 2013-02-04 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di componenti di carburanti per autotrazione. |
CN102115994B (zh) * | 2010-01-06 | 2012-08-29 | 安琪酵母股份有限公司 | 一种木质纤维素原料的处理方法 |
NZ601416A (en) | 2010-01-20 | 2013-07-26 | Xyleco Inc | Processes for saccharifying or liquifying a material, e.g., a cellulosic or lignocellulosic feedstock, by converting the cellulosic portion of the material to low molecular weight sugars, e.g., using an enzyme. |
RU2541033C2 (ru) * | 2010-02-03 | 2015-02-10 | Арчер Дэниелс Мидлэнд Компани | Усовершенствованный процесс фракционирования лигноцеллюлозной биомассы |
US8669393B2 (en) * | 2010-03-05 | 2014-03-11 | Rennovia, Inc. | Adipic acid compositions |
WO2011116320A1 (en) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Poet Research, Inc. | System for treatment of biomass to facilitate the production of ethanol |
WO2011116317A1 (en) | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Poet Research, Inc. | System for the treatment of biomass |
TWI409333B (zh) * | 2010-05-07 | 2013-09-21 | Univ Feng Chia | 用於微生物醱酵之木質纖維素料源處理方法 |
US9770705B2 (en) | 2010-06-11 | 2017-09-26 | Rennovia Inc. | Oxidation catalysts |
CN103201395B (zh) | 2010-06-26 | 2016-03-02 | 威尔迪亚有限公司 | 糖混合物及其生产和使用方法 |
IL206678A0 (en) | 2010-06-28 | 2010-12-30 | Hcl Cleantech Ltd | A method for the production of fermentable sugars |
IL207329A0 (en) | 2010-08-01 | 2010-12-30 | Robert Jansen | A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition |
US9469859B1 (en) | 2010-08-12 | 2016-10-18 | Poet Research, Inc. | Method for treatment of biomass |
NL1038175C2 (en) | 2010-08-19 | 2012-02-21 | Danvos B V | A process for the conversion of biomass of plant origen, and a combustion process. |
IL207945A0 (en) | 2010-09-02 | 2010-12-30 | Robert Jansen | Method for the production of carbohydrates |
US9376693B2 (en) * | 2010-09-29 | 2016-06-28 | Beta Renewables S.P.A. | Pre-treated biomass having enhanced enzyme accessibility |
WO2012061596A1 (en) | 2010-11-05 | 2012-05-10 | Shell Oil Company | Treating biomass to produce materials useful for biofuels |
PT106039A (pt) | 2010-12-09 | 2012-10-26 | Hcl Cleantech Ltd | Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas |
CN103547677B (zh) | 2011-01-18 | 2016-10-12 | 波特研究公司 | 用于生物质水解的体系和方法 |
CA2825336A1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Poet Research, Inc. | Systems and methods for improving fermentation |
RU2577901C2 (ru) * | 2011-02-18 | 2016-03-20 | Торэй Индастриз, Инк. | Способ производства сахарного раствора |
WO2012137201A1 (en) | 2011-04-07 | 2012-10-11 | Hcl Cleantech Ltd. | Lignocellulose conversion processes and products |
US8835141B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-09-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Methods for integrated conversion of lignocellulosic material to sugars or biofuels and nano-cellulose |
MX2014000245A (es) | 2011-07-07 | 2014-09-15 | Poet Res Inc | Sistemas y metodos para la recirculacion de acido. |
WO2013055785A1 (en) | 2011-10-10 | 2013-04-18 | Virdia Ltd | Sugar compositions |
CN102603514B (zh) * | 2012-02-09 | 2015-07-15 | 李先栓 | 一种利用农作物秸秆制备葡萄糖酸钠的工艺 |
WO2013138153A1 (en) | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Archer Daniels Midland Company | Process for making sugar and/or sugar alcohol dehydration products |
EP2825519B1 (en) | 2012-03-12 | 2019-01-09 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing levulinic acid from lignocellulosis biomass |
US9187790B2 (en) | 2012-03-25 | 2015-11-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Saccharification of lignocellulosic biomass |
EP2847202B1 (en) | 2012-05-03 | 2019-04-17 | Virdia, Inc. | Methods for treating lignocellulosic materials |
US9493851B2 (en) | 2012-05-03 | 2016-11-15 | Virdia, Inc. | Methods for treating lignocellulosic materials |
PL2847344T3 (pl) | 2012-05-07 | 2020-01-31 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Ciągły lub półciągły proces obróbki biomasy |
RU2543661C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2015-03-10 | Открытое акционерное общество "Восточно-Сибирский комбинат биотехнологий" (ОАО "ВСКБТ") | Способ производства сахаров из целлюлозосодержащего сырья |
ITMI20121343A1 (it) | 2012-07-31 | 2014-02-01 | Eni Spa | Composizioni utili come carburanti comprendenti derivati della glicerina |
ITMI20122006A1 (it) | 2012-11-26 | 2014-05-27 | Eni Spa | Composizioni utili come carburanti comprendenti composti ossigenati idrofobici |
WO2014087016A1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-12 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the production of a biomass hydrolysate |
US20140366870A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-12-18 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Methods for recovering and recycling salt byproducts in biorefinery processes |
NZ706072A (en) | 2013-03-08 | 2018-12-21 | Xyleco Inc | Equipment protecting enclosures |
US9255187B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-02-09 | Synergy Horizon Limited | Method for production of dry hydrolytic lignin |
TWI476203B (zh) | 2013-03-18 | 2015-03-11 | Ind Tech Res Inst | 醣類的分離方法 |
CN103436568B (zh) * | 2013-07-31 | 2015-01-07 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种藻渣降解液及其制备方法和应用 |
US9403734B2 (en) * | 2013-09-18 | 2016-08-02 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing organic acids and organic acid degradation compounds from biomass |
EP3046900B1 (en) | 2013-09-18 | 2019-07-31 | Georgia-Pacific LLC | Method for producing levulinic acid from sludge and lignocellulosic biomass |
US20150101377A1 (en) | 2013-10-10 | 2015-04-16 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lignocellulosic biomass fermentation process co-product ash for land applications |
US9725363B2 (en) | 2013-10-10 | 2017-08-08 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lignocellulosic biomass fermentation process co-product fuel for cement kiln |
US20150101751A1 (en) | 2013-10-10 | 2015-04-16 | E I Du Pont De Nemours And Company | Lignocellulosic biomass fermentation process syrup binder and adhesive |
ITMI20132069A1 (it) | 2013-12-11 | 2015-06-12 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
EP2931906A4 (en) | 2014-02-20 | 2016-07-13 | Archer Daniels Midland Co | PROCESS FOR PRODUCING FURFURAL |
CA2941083C (en) * | 2014-03-21 | 2020-07-28 | Iogen Energy Corporation | Method for processing a cellulosic feedstock at high consistency |
GB201406366D0 (en) | 2014-04-09 | 2014-05-21 | Plaxica Ltd | Biomass processing method |
CN103949238B (zh) * | 2014-05-13 | 2016-11-16 | 农业部环境保护科研监测所 | 果糖一步水热合成碳微球固体酸用于催化纤维素水解 |
CA2954308C (en) | 2014-08-14 | 2023-03-14 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Closed-loop production of furfural from biomass |
CN106536495A (zh) | 2014-08-14 | 2017-03-22 | 国际壳牌研究有限公司 | 从生物质制备糠醛的方法 |
CN106536496A (zh) | 2014-08-14 | 2017-03-22 | 国际壳牌研究有限公司 | 从生物质制备糠醛的方法 |
US10087160B2 (en) | 2014-08-14 | 2018-10-02 | Shell Oil Company | Process for the manufacture of furural and furfural derivatives |
US10253009B2 (en) | 2014-08-14 | 2019-04-09 | Shell Oil Company | One-step production of furfural from biomass |
MY179239A (en) | 2014-09-19 | 2020-11-02 | Xyleco Inc | Saccharides and saccharide compositions and mixtures |
CN112226466A (zh) | 2015-01-07 | 2021-01-15 | 威尔迪亚公司 | 萃取和转化半纤维素糖的方法 |
US20160262389A1 (en) | 2015-03-12 | 2016-09-15 | E I Du Pont De Nemours And Company | Co-products of lignocellulosic biomass process for landscape application |
US9945000B2 (en) | 2015-04-21 | 2018-04-17 | Fpinnovations | Method for recovering an acid from acid/sugar solutions |
EP3303639B1 (en) | 2015-05-27 | 2020-08-05 | Virdia, Inc. | Integrated methods for treating lignocellulosic material |
MY186792A (en) | 2016-02-04 | 2021-08-20 | Ind Tech Res Inst | Method for separating hydrolysis product of biomass |
US10006166B2 (en) | 2016-02-05 | 2018-06-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Integrating the production of carboxylated cellulose nanofibrils and cellulose nanocrystals using recyclable organic acids |
US10487066B2 (en) | 2016-02-17 | 2019-11-26 | Toray Industries, Inc. | Method of producing sugar alcohol |
RU2740758C2 (ru) | 2016-05-03 | 2021-01-20 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Растворители на основе лигнина и способы их получения |
WO2018053058A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-22 | Danisco Us Inc. | Lignocellulosic biomass fermentation-based processes |
CA3039603A1 (en) | 2016-11-01 | 2018-05-11 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the recovery of furfural |
BR112019008819B1 (pt) | 2016-11-01 | 2022-12-27 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Processo para a recuperação de furfural |
US10899725B2 (en) | 2016-11-01 | 2021-01-26 | Shell Oil Company | Process for the recovery of furfural |
US10501430B2 (en) | 2016-11-01 | 2019-12-10 | Shell Oil Company | Process for the recovery of furfural |
CN106750584B (zh) * | 2016-11-24 | 2018-04-03 | 吉林大学 | 一种木质素二氧化硅复合改性天然橡胶母料的方法 |
WO2018118815A1 (en) | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Dupont Nutrition Biosciences Aps | Methods of using thermostable serine proteases |
WO2018218295A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | Leaf Research Pty Ltd | Method for extracting silica |
KR102003918B1 (ko) | 2017-11-28 | 2019-10-17 | 한국과학기술연구원 | 에너지 저소비형 당과 산의 분리방법 |
WO2020016638A1 (en) * | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Tapas Chatterjee | Process of obtaining value added products from de-oiled rice bran |
CN108911796A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-11-30 | 中国科学院海洋研究所 | 一种海水硅酸盐肥料及其制备方法 |
BR112021022744A2 (pt) | 2019-05-22 | 2022-01-11 | Shell Int Research | Processo para a produção de furfural |
Family Cites Families (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB792284A (en) * | 1955-06-02 | 1958-03-26 | Dow Chemical Co | Purification of sugar solutions |
US3214293A (en) * | 1961-10-20 | 1965-10-26 | Colonial Sugar Refining Co | Process and apparatus for purifying solutions containing sugars |
US3203760A (en) * | 1962-12-17 | 1965-08-31 | Grace W R & Co | Process for preparing silica gel |
DE1567326A1 (de) * | 1966-03-15 | 1970-04-16 | Boehringer Mannheim Gmbh | Verfahren zur Herstellung von reinen Invertzuckerloesungen aus Melasse |
US3607777A (en) * | 1968-06-18 | 1971-09-21 | Grace W R & Co | Process for preparing microspheroidal desiccant silica gel |
US3794712A (en) * | 1971-10-26 | 1974-02-26 | Nat Petro Chem | Preparation of silica gels |
US4154675A (en) * | 1972-06-02 | 1979-05-15 | Viscose Group Limited | Ion exchange processes using cellulosic materials |
DE2737118A1 (de) * | 1977-08-17 | 1979-03-01 | Projektierung Chem Verfahrenst | Verfahren zur gewinnung von zuckern, gegebenenfalls cellulose und gegebenenfalls lignin aus lignocellulosischen pflanzlichen rohstoffen |
US4266981A (en) * | 1978-03-08 | 1981-05-12 | Purdue Research Corporation | Process for recovering and utilizing cellulose using sulfuric acid |
US4242455A (en) * | 1979-06-25 | 1980-12-30 | National Distillers And Chemical Corp. | Process for the acid hydrolysis of carbohydrate polymers and the continuous fermentation of the sugars _obtained therefrom to provide ethanol |
SU859449A1 (ru) * | 1980-01-24 | 1981-08-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Способ получени растворов сахаров |
CA1173380A (en) * | 1980-02-19 | 1984-08-28 | Michael I. Sherman | Acid hydrolysis of biomass for ethanol production |
ES499625A0 (es) * | 1980-02-23 | 1981-12-16 | Reitter Franz Johann | Procedimiento e instalacion para la hidrolisis continua de hemicelulosas que contienen pentosanas de celulosa. |
US4336335A (en) * | 1980-05-22 | 1982-06-22 | National Distillers & Chemical Corp. | Fermentation process |
US4564595A (en) * | 1980-10-20 | 1986-01-14 | Biomass International Inc. | Alcohol manufacturing process |
US4427584A (en) * | 1981-08-24 | 1984-01-24 | University Of Florida | Conversion of cellulosic fibers to mono-sugars and lignin |
US4556430A (en) * | 1982-09-20 | 1985-12-03 | Trustees Of Dartmouth College | Process for hydrolysis of biomass |
EP0105937B1 (en) * | 1982-10-04 | 1987-11-19 | Baron Howard Steven Strouth | Method of manufacturing alcohol from ligno-cellulose material |
US4668340A (en) * | 1984-03-20 | 1987-05-26 | Kamyr, Inc. | Method of countercurrent acid hydrolysis of comminuted cellulosic fibrous material |
CA1198703A (en) * | 1984-08-02 | 1985-12-31 | Edward A. De Long | Method of producing level off d p microcrystalline cellulose and glucose from lignocellulosic material |
US5188673A (en) * | 1987-05-15 | 1993-02-23 | Clausen Edgar C | Concentrated sulfuric acid process for converting lignocellulosic materials to sugars |
US5135861A (en) * | 1987-07-28 | 1992-08-04 | Pavilon Stanley J | Method for producing ethanol from biomass |
US4880473A (en) * | 1988-04-01 | 1989-11-14 | Canadian Patents & Development Ltd. | Process for the production of fermentable sugars from biomass |
US5084104A (en) * | 1989-12-05 | 1992-01-28 | Cultor, Ltd. | Method for recovering xylose |
US5176832A (en) * | 1991-10-23 | 1993-01-05 | The Dow Chemical Company | Chromatographic separation of sugars using porous gel resins |
US5186673A (en) * | 1992-05-13 | 1993-02-16 | Fogarty A Edward | Removable clothing in combination with a doll |
US5597714A (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
US5562777A (en) * | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
US5407580A (en) * | 1993-09-29 | 1995-04-18 | Tennessee Valley Authority | Process for separating acid-sugar mixtures using ion exclusion chromatography |
US5560827A (en) * | 1995-02-02 | 1996-10-01 | Tennessee Valley Authority | Exclusion chromatographic separation of ionic from nonionic solutes |
-
1993
- 1993-03-26 US US08/038,628 patent/US5562777A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-03-25 AU AU64930/94A patent/AU681136B2/en not_active Expired
- 1994-03-25 DE DE69428889T patent/DE69428889D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 EP EP99201691A patent/EP0964061A3/en not_active Withdrawn
- 1994-03-25 EP EP99201692A patent/EP0964062A3/en not_active Withdrawn
- 1994-03-25 HU HU9502775A patent/HUT72177A/hu unknown
- 1994-03-25 WO PCT/US1994/003298 patent/WO1994023071A1/en active IP Right Grant
- 1994-03-25 RO RO95-01668A patent/RO114806B1/ro unknown
- 1994-03-25 SK SK1205-95A patent/SK120595A3/sk unknown
- 1994-03-25 EP EP94912320A patent/EP0690931B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 BR BR9405906A patent/BR9405906A/pt not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 RU RU95117998A patent/RU2144087C1/ru active
- 1994-03-25 NZ NZ263730A patent/NZ263730A/en not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 ES ES94912320T patent/ES2166776T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 CA CA002158430A patent/CA2158430C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 CZ CZ19952490A patent/CZ292059B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 UA UA95104636A patent/UA34477C2/uk unknown
- 1994-03-25 PL PL94310828A patent/PL180367B1/pl unknown
- 1994-03-25 PL PL94321289A patent/PL177882B1/pl unknown
- 1994-03-25 AT AT94912320T patent/ATE207969T1/de not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-06-06 US US08/467,222 patent/US5620877A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-06 US US08/465,855 patent/US5580389A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-18 BG BG100071A patent/BG100071A/bg unknown
-
1996
- 1996-06-13 US US08/664,184 patent/US5820687A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0964061A3 (en) | 2000-05-17 |
EP0690931A1 (en) | 1996-01-10 |
ATE207969T1 (de) | 2001-11-15 |
SK120595A3 (en) | 1996-06-05 |
AU6493094A (en) | 1994-10-24 |
PL180367B1 (pl) | 2001-01-31 |
EP0690931B1 (en) | 2001-10-31 |
US5620877A (en) | 1997-04-15 |
EP0964061A2 (en) | 1999-12-15 |
UA34477C2 (uk) | 2001-03-15 |
HU9502775D0 (en) | 1995-11-28 |
CZ249095A3 (en) | 1996-02-14 |
BG100071A (bg) | 1996-04-30 |
CA2158430C (en) | 2003-12-16 |
NZ263730A (en) | 1996-11-26 |
US5580389A (en) | 1996-12-03 |
PL310828A1 (en) | 1996-01-08 |
RU2144087C1 (ru) | 2000-01-10 |
AU681136B2 (en) | 1997-08-21 |
BR9405906A (pt) | 1996-01-09 |
RO114806B1 (ro) | 1999-07-30 |
DE69428889D1 (de) | 2001-12-06 |
US5820687A (en) | 1998-10-13 |
ES2166776T3 (es) | 2002-05-01 |
PL177882B1 (pl) | 2000-01-31 |
EP0964062A2 (en) | 1999-12-15 |
EP0964062A3 (en) | 2000-05-17 |
CZ292059B6 (cs) | 2003-07-16 |
CA2158430A1 (en) | 1994-10-13 |
WO1994023071A1 (en) | 1994-10-13 |
US5562777A (en) | 1996-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
HUT72177A (en) | Method of producing sugars using stong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
EP0832276B1 (en) | Method of strong acid hydrolysis | |
US5597714A (en) | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
US5782982A (en) | Method of removing silica or silicates from solids resulting from the strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials | |
EP2118294B1 (en) | Method of producing xylitol using hydrolysate containing xylose and arabinose prepared from byproduct of tropical fruit biomass | |
Dominguez et al. | Dilute acid hemicellulose hydrolysates from corn cobs for xylitol production by yeast | |
EP2027159B1 (en) | A process for the stepwise treatment of lignocellulosic material to produce reactive chemical feedstocks | |
CA2694875C (en) | Cellulase enzyme based method for the production of alcohol and glucose from pretreated lignocellulosic feedstock | |
US4342831A (en) | Fermentable acid hydrolyzates and fermentation process | |
WO2013046624A1 (ja) | セルロース系バイオマスを原料とするエタノール製造方法 | |
CN101186943A (zh) | 利用作物秸秆生产乙醇的方法 | |
CN101220381A (zh) | 利用玉米芯或农林废弃物制备木糖醇的方法 | |
JP2011045277A (ja) | セルロース系エタノール生産システムおよび生産方法 | |
WO2012081112A1 (ja) | 精製乳酸溶液の製造方法 | |
Uryu et al. | Chemo-enzymatic production of fuel ethanol from cellulosic materials utilizing yeast expressing β-glucosidases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
DFD9 | Temporary protection cancelled due to non-payment of fee |