JP7100925B2 - フルフラールの調製方法 - Google Patents
フルフラールの調製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7100925B2 JP7100925B2 JP2021503063A JP2021503063A JP7100925B2 JP 7100925 B2 JP7100925 B2 JP 7100925B2 JP 2021503063 A JP2021503063 A JP 2021503063A JP 2021503063 A JP2021503063 A JP 2021503063A JP 7100925 B2 JP7100925 B2 JP 7100925B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acetic acid
- acid
- vapor
- furfural
- sugar solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D307/38—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
- C07D307/40—Radicals substituted by oxygen atoms
- C07D307/46—Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
- C07D307/48—Furfural
- C07D307/50—Preparation from natural products
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Furan Compounds (AREA)
Description
(1)植物原料と-SO3H官能基を含む酸とを混合して前処理を行うステップと、
(2)ステップ(1)で前処理して得た材料と有機酸とを混合し、蒸煮後に固液分離し、ヘミセルロース糖液を取得するステップと、
(3)反応釜の上部からステップ(2)で得たヘミセルロース糖液を導入するとともに、反応釜の下部から酢酸蒸気を通入し、糖液と酢酸蒸気とを逆流接触して反応させてフルフラール蒸気を生成し、反応が終了した後、反応釜の上部からフルフラール蒸気を導出し、冷却後にフルフラールを含む溶液を取得するステップと、
を含むフルフラールの調製方法を提供する。
(1)植物原料と-SO3H官能基を含む酸とを混合して前処理を0.5~1h行うステップであって、前記-SO3H官能基を含む酸はメタンスルホン酸および/またはエチルスルホン酸であるステップと、
(2)1:(5~25)の固液質量比に従ってステップ(1)で前処理して得た材料と質量濃度が50%~95%の有機酸とを混合し、90~150℃で0.1~1.5h蒸煮した後に固液分離し、ヘミセルロース糖液を取得するステップであって、前記有機酸は、ギ酸、酢酸、または酪酸のうちの少なくとも1種であるステップと、
(3)ステップ(2)で得たヘミセルロース糖液を160~200℃に加熱した後、それを複数層の棚段を含む反応釜の上部から反応釜に導入するとともに、反応釜の下部から質量濃度が10%~20%で、温度が230~280℃の酢酸蒸気を通入し、糖液と酢酸蒸気とを逆流接触して反応させてフルフラール蒸気を生成し、フルフラールの生成量が完全反応の40%~60%に達すると、フルフラール蒸気を導出するとともに、ヘミセルロース糖液および酢酸蒸気を補充して反応を続け、導出したフルフラール蒸気を冷却した後にフルフラールを含む溶液を取得し、それを精留した後、得た留出液に酢酸が含まれ、それを加熱して酢酸蒸気を形成してフルフラールの調製フローに使用するステップと、
を含む。
(1)本発明は、まず、-SO3H官能基を含む酸を用いて常温で植物原料を前処理し、その後、有機酸を用いて蒸煮してヘミセルロース内のペントサンを加水分解してペントースを生成し、前処理後に、ヘミセルロース内のペントサンの加水分解率が99%以上に達することができ、原料中の有価物の効率的な使用を実現し、生産コストを低減する。
(2)本発明は、フルフラール蒸気をバッチで半連続的に放出するフローを採用し、調製反応をより徹底させ、フルフラールの収率が65%~75%に達し、関連技術における一度に放出するプロセスと比べて30%程度向上させ、該方法は、同様に持続的かつ安定した生産に寄与し、生産フローの効率を向上させる。
(3)本発明は、留出液を加熱して酢酸蒸気を形成した後、更にフルフラールの調製に用いることで、留出液の処理費用が省かれるとともに、原料利用率を向上させる。
(1)常温でトウモロコシの穂軸をメタンスルホン酸に浸漬して前処理を0.5h行い、その後、1:25の固液質量比で前処理を経て得た材料と質量濃度が50%のギ酸とを混合し、150℃に昇温して0.5h蒸煮し、得たスラリーを濾過した後、ヘミセルロース糖液を取得した。
(1)常温でバガスをエチルスルホン酸に浸漬して前処理を1h行い、その後、1:5の固液質量比で前処理を経て得た材料と質量濃度が95%の酢酸とを混合し、90℃に昇温して1.5h蒸煮し、得たスラリーを濾過した後、ヘミセルロース糖液を取得した。
(1)常温で竹をエチルスルホン酸に浸漬して前処理を0.8h行い、その後、1:15の固液質量比で前処理を経て得た材料と質量濃度が70%の酪酸とを混合し、100℃に昇温して1h蒸煮し、得たスラリーを濾過した後、ヘミセルロース糖液を取得した。
(1)常温でトウモロコシの藁をメタンスルホン酸とエチルスルホン酸との混合液に浸漬して前処理を0.7h行い、その後、1:20の固液質量比で前処理を経て得た材料と質量濃度が60%の酢酸とを混合し、95℃に昇温して1h蒸煮し、得たスラリーを濾過した後、ヘミセルロース糖液を取得した。
(1)常温で樹皮をメタンスルホン酸に浸漬して前処理を0.6h行い、その後、1:12の固液質量比で前処理を経て得た材料と質量濃度が75%の酢酸とを混合し、110℃に昇温して1h蒸煮し、得たスラリーを濾過した後、ヘミセルロース糖液を取得した。
実施例1と比べ、前処理のステップを除去した以外は実施例1の条件と全く同じであった。即ち、有機酸を直接使用して植物原料を蒸煮した。
実施例1と比べ、ステップ(2)におけるフルフラールが完全に反応してからフルフラール蒸気を導出した以外は実施例1のステップおよび条件と全く同じであった。
実施例1と比べ、ステップ(1)の前処理におけるメタンスルホン酸を塩酸に置き換えた以外は実施例1のステップおよび条件と全く同じであった。
実施例1と比べ、ステップ(1)の前処理におけるメタンスルホン酸を酢酸に置き換えた以外は実施例1のステップおよび条件と全く同じであった。
Claims (14)
- (1)植物原料と-SO3H官能基を含む酸とを混合して前処理を行うステップと、
(2)ステップ(1)で前処理して得た材料と有機酸とを混合し、蒸煮後に固液分離し、ヘミセルロース糖液を取得するステップと、
(3)反応釜の上部からステップ(2)で得たヘミセルロース糖液を導入するとともに、反応釜の下部から酢酸蒸気を通入し、糖液と酢酸蒸気とを逆流接触して反応させてフルフラール蒸気を生成し、フルフラールの生成量が完全反応の40%~60%に達すると、反応釜の上部からフルフラール蒸気を導出するとともに、ヘミセルロース糖液および酢酸蒸気を補充して反応を続け、導出したフルフラール蒸気を冷却した後にフルフラールを含む溶液を取得するステップと、
を含む、フルフラールの調製方法。 - ステップ(1)に記載の-SO3H官能基を含む酸はメタンスルホン酸および/またはエチルスルホン酸である、請求項1に記載の方法。
- ステップ(1)に記載の前処理の時間は0.5~1hである、請求項1又は2に記載の方法。
- ステップ(2)に記載の有機酸はギ酸、酢酸、または酪酸のうちの少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2)に記載の蒸煮の温度は90~150℃である、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2)に記載の蒸煮の時間は0.1~1.5hである、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2)に記載の前処理で得た材料と有機酸との固液質量比は1:(5~25)である、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(2)に記載の有機酸の質量濃度は50%~95%である、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(3)に記載の反応釜は、複数層の棚段を含む反応釜である、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(3)に記載のヘミセルロース糖液は、反応釜に入る際の温度が160~200℃である、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(3)に記載の酢酸蒸気の温度は230~280℃である、請求項1~10のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(3)に記載の酢酸蒸気における酢酸の質量濃度は10%~20%である、請求項1~11のいずれか1項に記載の方法。
- ステップ(3)で得たフルフラールを含む溶液を精留した後、得た留出液に酢酸が含まれ、それを加熱して酢酸蒸気を形成してフルフラールの調製フローに使用する、請求項1~12のいずれか1項に記載の方法。
- (1)植物原料と-SO3H官能基を含む酸とを混合して前処理を0.5~1h行うステップであって、前記-SO3H官能基を含む酸はメタンスルホン酸および/またはエチルスルホン酸であるステップと、
(2)1:(5~25)の固液質量比に従ってステップ(1)で前処理して得た材料と質量濃度が50%~95%の有機酸とを混合し、90~150℃で0.1~1.5h蒸煮した後に固液分離し、ヘミセルロース糖液を取得するステップであって、前記有機酸は、ギ酸、酢酸、または酪酸のうちの少なくとも1種であるステップと、
(3)ステップ(2)で得たヘミセルロース糖液を160~200℃に加熱した後、それを複数層の棚段を含む反応釜の上部から反応釜に導入するとともに、反応釜の下部から質量濃度が10%~20%で、温度が230~280℃の酢酸蒸気を通入し、糖液と酢酸蒸気とを逆流接触して反応させてフルフラール蒸気を生成し、フルフラールの生成量が完全反応の40%~60%に達すると、フルフラール蒸気を導出するとともに、ヘミセルロース糖液および酢酸蒸気を補充して反応を続け、導出したフルフラール蒸気を冷却した後にフルフラールを含む溶液を取得し、それを精留した後、得た留出液に酢酸が含まれ、それを加熱して酢酸蒸気を形成してフルフラールの調製フローに使用するステップと、
を含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910237443.5 | 2019-03-27 | ||
CN201910237443.5A CN109748895B (zh) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 一种糠醛的制备方法 |
PCT/CN2019/108189 WO2020192053A1 (zh) | 2019-03-27 | 2019-09-26 | 一种糠醛的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021535901A JP2021535901A (ja) | 2021-12-23 |
JP7100925B2 true JP7100925B2 (ja) | 2022-07-14 |
Family
ID=66409293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021503063A Active JP7100925B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-09-26 | フルフラールの調製方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11358943B2 (ja) |
JP (1) | JP7100925B2 (ja) |
CN (1) | CN109748895B (ja) |
WO (1) | WO2020192053A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3733655B1 (en) * | 2017-12-06 | 2022-11-16 | ECO Biomass Technology Company Limited | System and method for continuously preparing furfural using lignocellulosic raw material |
CN109748895B (zh) * | 2019-03-27 | 2023-01-13 | 广州楹鼎生物科技有限公司 | 一种糠醛的制备方法 |
CN115819380B (zh) * | 2022-11-16 | 2024-06-11 | 安徽金禾化学材料研究所有限公司 | 一种中性气爆-so3超声耦合预处理玉米芯催化制备糠醛的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2739086A (en) | 1952-06-14 | 1956-03-20 | Tennessee Coal & Iron Division | Method and apparatus for hydrolyzing cellulosic materials |
CN104557810A (zh) | 2013-10-24 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种采用撞击流反应器由戊糖溶液生产糠醛的方法 |
JP2016534707A (ja) | 2013-10-02 | 2016-11-10 | ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアBasf Se | セルロース含有バイオマスを加工する方法 |
JP2017505105A (ja) | 2013-12-11 | 2017-02-16 | ヴェルサリス ソシエタ ペル アチオニ | バイオマスからの糖の製造方法 |
CN107445926A (zh) | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种气液两相流木糖脱水制备糠醛的方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10158120A1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-06-18 | Ties Karstens | Verfahren zum Abtrennen von Xylose aus xylanreichen Lignocellulosen, insbesondere Holz |
IT1391099B1 (it) * | 2008-08-06 | 2011-11-18 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
EP2513080B1 (en) * | 2009-12-16 | 2015-07-29 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for producing furfural from lignocellulosic biomass material |
CN102659723B (zh) | 2012-04-27 | 2016-02-03 | 北京博能康成科技有限公司 | 用高粗纤维植物农副产品制备糠醛的方法 |
CN103193737B (zh) * | 2013-03-29 | 2015-01-28 | 山东龙力生物科技股份有限公司 | 植物材料制备糠醛并联产木质素和纤维乙醇的方法 |
EP3180320B1 (en) * | 2014-08-14 | 2021-01-13 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Process for preparing furfural from biomass |
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 |
CN109748895B (zh) * | 2019-03-27 | 2023-01-13 | 广州楹鼎生物科技有限公司 | 一种糠醛的制备方法 |
-
2019
- 2019-03-27 CN CN201910237443.5A patent/CN109748895B/zh active Active
- 2019-09-26 WO PCT/CN2019/108189 patent/WO2020192053A1/zh active Application Filing
- 2019-09-26 JP JP2021503063A patent/JP7100925B2/ja active Active
- 2019-09-26 US US17/056,927 patent/US11358943B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2739086A (en) | 1952-06-14 | 1956-03-20 | Tennessee Coal & Iron Division | Method and apparatus for hydrolyzing cellulosic materials |
JP2016534707A (ja) | 2013-10-02 | 2016-11-10 | ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアBasf Se | セルロース含有バイオマスを加工する方法 |
CN104557810A (zh) | 2013-10-24 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种采用撞击流反应器由戊糖溶液生产糠醛的方法 |
JP2017505105A (ja) | 2013-12-11 | 2017-02-16 | ヴェルサリス ソシエタ ペル アチオニ | バイオマスからの糖の製造方法 |
CN107445926A (zh) | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种气液两相流木糖脱水制备糠醛的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109748895A (zh) | 2019-05-14 |
US11358943B2 (en) | 2022-06-14 |
CN109748895B (zh) | 2023-01-13 |
JP2021535901A (ja) | 2021-12-23 |
US20210206737A1 (en) | 2021-07-08 |
WO2020192053A1 (zh) | 2020-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7100925B2 (ja) | フルフラールの調製方法 | |
US8901325B2 (en) | Method for producing furfural from lignocellulosic biomass material | |
RU2713659C2 (ru) | Замкнутый способ получения фурфурола из биомасс | |
US10138218B2 (en) | Process for preparing furfural from biomass | |
JPS62111700A (ja) | リグノセルロ−ス植物性原料からグルコ−ス、リグニンおよびセルロ−スを回収する方法 | |
US20150140616A1 (en) | Process for making furfural | |
KR102053293B1 (ko) | 목질계 바이오매스로부터 레불린산을 제조하는 방법 | |
CN101886143B (zh) | 一种超/亚临界水两步水解生物质制备还原糖的方法 | |
CN108530404B (zh) | 一种解聚生物质联产糠醛、纤维素和木质素的方法 | |
CN103193737B (zh) | 植物材料制备糠醛并联产木质素和纤维乙醇的方法 | |
US10253009B2 (en) | One-step production of furfural from biomass | |
CN104292195B (zh) | 一种生物质分级处理后制备糠醛和调变流量制备乙酰丙酸的方法 | |
KR20150091384A (ko) | 바이오매스 가수분해물의 제조 방법 | |
CN114196039A (zh) | 一种解构玉米秸秆木质纤维素提取木质素、纤维素及糖的方法 | |
US20150184259A1 (en) | Processes and apparatus for producing fermentable sugars from biomass by hot-water extraction and enzymatic hydrolysis | |
CN110256601A (zh) | 一种利用木质纤维素类生物质制备左旋葡聚糖的方法 | |
JP5861413B2 (ja) | バイオマスからのフルフラールの連続製造方法 | |
EP2931906A1 (en) | Process for making furfural | |
CN106831342A (zh) | 一种利用农作物秸秆制备木糖醇的方法 | |
CN104292194B (zh) | 一种生物质分级处理后制备糠醛和快速变温法制备乙酰丙酸的方法 | |
US3085038A (en) | Production of cellulose furfural and fodder from agricultural waste | |
CN105503790A (zh) | 以玉米芯玉米秸秆为原料制备糠醛的方法 | |
CN105418556A (zh) | 一种以玉米秸秆为原料制备糠醛的方法 | |
CN109535440B (zh) | 一种处理植物原料的方法 | |
CN116144038B (zh) | 一种一体化多过程耦合制备糠醛、木素磺酸盐和高可降解纤维素的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211021 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220607 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220627 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7100925 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |