JPS6038000A - Continuous hydrolytic method and apparatus of cellulose material - Google Patents

Continuous hydrolytic method and apparatus of cellulose material

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JPS6038000A
JPS6038000A JP14042784A JP14042784A JPS6038000A JP S6038000 A JPS6038000 A JP S6038000A JP 14042784 A JP14042784 A JP 14042784A JP 14042784 A JP14042784 A JP 14042784A JP S6038000 A JPS6038000 A JP S6038000A
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JP
Japan
Prior art keywords
reaction vessel
acid solution
cellulosic material
sugar
solution
Prior art date
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Pending
Application number
JP14042784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
アラン・エム・ネーブス
バリー・オー・ストツクス
ジエームズ・エツチ・レイノルズ
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BAIOMASU INTERN Inc
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BAIOMASU INTERN Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1発明の分野 本発明はセルロース系月料の加水分解法および装置に関
する。特に、本発明(・エアルコール発醇力;可能な糖
を生成させるためにセルロース系材料Iを連続的に加水
分解する向流法および装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for hydrolyzing cellulosic molybdenum. In particular, the present invention relates to a countercurrent process and apparatus for the continuous hydrolysis of cellulosic material I to produce alcohol-enriching sugars.

2背景技術 セルロース系材料を酸で加水分解して糖を回収するため
のいろいろな方法が開発されている。生成しTこ糖はい
ろいろな目的に、例えばアルコールの製造におけろ発酵
基質として、動物用aij 24として、あるいは細密
製造用原料として用いること力号できる。セルロース系
材料を酸で力11水分解して糖を生成させる従来法とし
て、(1)単純ノくフチ法i2]/(−コレ−ジョンバ
ッチ法、(3)並流連続法およヒ(4)ノ<−コレージ
ョン連続法カ6 ’;)。
2. Background Art Various methods have been developed for recovering sugar by hydrolyzing cellulosic materials with acids. The produced T-sucrose can be used for various purposes, such as as a fermentation substrate in the production of alcohol, as an animal Aij 24, or as a raw material for micromanufacturing. Conventional methods for producing sugar by hydrolyzing cellulosic materials with acids include (1) simple cross-section method i2]/(-collesion batch method, (3) co-current continuous method and 4) ノ<-Collesion continuity method 6';).

いろいろなセルロース系材料は化学構造および組成が少
しずつ異なるけれども、それらを1主としてリグニン、
リグニン結合結晶性セルロースお上びヘミセルロースか
う成る。ヘミセルロース(工弱酸で処理することによっ
て容易に分離および力日水分解することができるが、残
りのリグニン結合セルロースは分離および加水分解のた
めにヘミセル1コースの場合よりはるかに激しい処理全
必要とする。
Although various cellulosic materials have slightly different chemical structures and compositions, they are mainly composed of lignin,
It consists of lignin-bound crystalline cellulose and hemicellulose. Although hemicellulose can be easily separated and hydrolyzed by treatment with mild acids, the remaining lignin-bound cellulose requires much more vigorous treatment for separation and hydrolysis than for one course of hemicells. .

ヘミセルロースの加水分解生成物は主としてペントース
糖(例えば、キシロース、アラビノースおよびリボース
)およびヘキソース糖(例えば、マンノースおよびガラ
クトース)の形をしている。
Hydrolysis products of hemicellulose are primarily in the form of pentose sugars (eg xylose, arabinose and ribose) and hexose sugars (eg mannose and galactose).

他方、結晶性セルロースを加水分解すると、主として加
水分解されないま\のリグニンを持つグルコースが固形
で生成する。
On the other hand, when crystalline cellulose is hydrolyzed, glucose containing mainly unhydrolyzed lignin is produced in solid form.

セルロース系祠料を酸で加水分解して糖を回収する従来
法には重要な問題があった。1つの主たる問題はセルロ
ース系材料中のヘミセルロースとセルロースが糖に加水
分解されるや否や、酸が糖に作用し続けてそれらを分解
し、望ましくない廃生成物を生成さぜることである。一
般に、ペントース糖は初めフルフラールに、次いでギ酸
および高分子縮合生成物に分解され,ヘキソース糖は初
めヒドロキシメチルフルフラールに、次いでレブリン酸
、ギ酸および高分子縮合生成物に分解される。
The conventional method of recovering sugar by hydrolyzing cellulose-based abrasive materials with acid has had important problems. One major problem is that once the hemicellulose and cellulose in cellulosic materials are hydrolyzed to sugars, acids continue to act on the sugars, breaking them down and producing undesirable waste products. Generally, pentose sugars are first degraded to furfural and then to formic acid and polymeric condensation products, and hexose sugars are initially degraded to hydroxymethylfurfural and then to levulinic acid, formic acid and polymeric condensation products.

酸加水分解の反応速度は次の式(1)に従って進む。The reaction rate of acid hydrolysis proceeds according to the following equation (1).

式(1)において、tは経過時間を表わし、aoは時間
Oのときにセルロース系材料中に存在しているセルロー
スの量を表わし、aは時間tにおいて残留しているセル
ロースの量ヲ表わしm klはセルロース加水分解反応
の一次反応速度定数を表わし、そしてeは自然対数系の
底で、約2.71828の数値を持つ。
In formula (1), t represents the elapsed time, ao represents the amount of cellulose present in the cellulose material at time O, and a represents the amount of cellulose remaining at time t. kl represents the first-order reaction rate constant of the cellulose hydrolysis reaction, and e is the base of the natural logarithm system and has a value of about 2.71828.

加水分解反応によっていったん糖ができると、それは直
ちに分解を受ける。糖の分解速度は次の式(2)に従う
Once a sugar is formed through a hydrolysis reaction, it immediately undergoes degradation. The decomposition rate of sugar follows the following equation (2).

%式%(21 式(2)において、tは経過時間を表わし、boは時間
0のときの糖の存在量を表わし、bは時間tにおいて残
留している糖の玲ヲ表わし、k2は糖分解反応の一次速
度定数であり、そしてeは自然対数系の底であって、約
2.71828の数値を持 ・つ。
% formula % (21 In formula (2), t represents the elapsed time, bo represents the amount of sugar present at time 0, b represents the amount of sugar remaining at time t, and k2 represents the amount of sugar remaining at time t. is the first-order rate constant of the decomposition reaction, and e is the base of the natural logarithm system and has a numerical value of approximately 2.71828.

加水分解および分解の両速度定数に1およびk。1 and k for both hydrolysis and decomposition rate constants.

ば、与えられた温度および酸濃度についてはそれぞれ決
っている。温度または酸濃度が高くなると、それにつれ
てに、お上びに2 も大きくなる。しかし、重要なこと
には、加水分解の速度定数に、の値の方が温度まだは濃
度が高くなると分解の速度定数に2の値よりかなり急速
に大きくなることである。かくして、加水分解は高いに
1値における方が好適である。
For example, for a given temperature and acid concentration, each is fixed. As the temperature or acid concentration increases, so does 2. Importantly, however, the value of the rate constant for hydrolysis increases much more rapidly with increasing temperature and concentration than the value of the rate constant for decomposition. Thus, hydrolysis at a high value of 1 is preferred.

従来法の典形的な単純バッチ法においては、ある量のセ
ルロ−ス系材料が容器に入れられ、仁の容器にある量の
熱酸が導入される。酸はセルロース系材料を糖に加水分
解させ、容器内容物ks却して反応を止め、そして糖溶
液を残留リグニンから分離、回収する。
In a typical conventional simple batch process, an amount of cellulosic material is placed in a container and an amount of hot acid is introduced into the kernel container. The acid hydrolyzes the cellulosic material to sugars, quenches the vessel contents, and separates and recovers the sugar solution from residual lignin.

上記で議論した加水分解反応と分解反応の競争速度に照
して、従来法の単純バッチ法の反応容器内のセルロース
原材料中の脣在的に有効な糖の最大回収率は約50〜5
5チに限られていた。工業的方法では、実際の回収率は
通常それよりかなり低い。これは、単純バッチ法の場合
、生成した糖がセルロース原材料と同じ時間反応容器に
残っているからである。このように、セルロース系桐材
に熱酸を実質的時間作用させ、酸で加水分解されたセル
ロース系材料の量を最大にすることが必要であるが、こ
の時間中に生成した糖の多くは分解し、そのため総回収
率が低くなるのである。
In light of the competitive rates of hydrolysis and decomposition reactions discussed above, the maximum recovery of potentially available sugars in the cellulosic feedstock in the conventional simple batch reaction vessel is approximately 50 to 50%.
It was limited to 5 chi. In industrial processes, the actual recovery is usually much lower. This is because, in the case of a simple batch process, the produced sugar remains in the reaction vessel for the same amount of time as the cellulosic raw material. Thus, although it is necessary to expose cellulosic paulownia wood to hot acid for a substantial period of time to maximize the amount of cellulosic material hydrolyzed by the acid, much of the sugar produced during this time is decomposes, resulting in a low total recovery rate.

従来法の典形的なパーコレ−ションバッチ法においては
、あ7;)量のセルロース系相料を容器に入れ、容器を
通して、熱酸溶液をしみ込ませて糖の生成につれてその
糖を取り出す。糖が生成するにつれてそれを連続的に除
去すると糖の分解は少なくなるけれども、連続的に流れ
ている酸溶液中の糖濃度は相対的に低い。
In a typical percolation batch process of the prior art, an amount of cellulosic phase material is placed in a container and a hot acid solution is permeated through the container to remove sugar as it is formed. Although the continuous removal of sugar as it forms reduces sugar breakdown, the sugar concentration in a continuously flowing acid solution is relatively low.

かくシて、従来のパーコレーションバッチ法においては
、総糖についてより高い回収率を達成するには、生成し
た糖溶液のうち相対的に低濃度のものは犠牲にしなけれ
ばならない。低糖濃度は次の使用のために1例えば糖溶
液を発酵法での基質として1史用してアルコール、例え
ばエタノールを製造する場合に、あるいは糖蜜製造用の
原料として使用する場舒に、希薄糖溶液を濃縮するのに
長い時間と実質的なコストがか\るので極めて望ましく
な、いものである。
Thus, in conventional percolation batch processes, relatively low concentrations of the produced sugar solution must be sacrificed to achieve higher recoveries for total sugar. Low sugar concentration is required for diluted sugar, for example when the sugar solution is used as a substrate in a fermentation process to produce alcohol, e.g. ethanol, or when used as a raw material for the production of molasses. The lengthy time and substantial cost involved in concentrating the solution is highly undesirable.

従来法の典形的な並流連続法においては、ある量のセル
ロース系材料とある量の熱酸が連続的に流動している流
れの中で一緒に混合される。反応は適当な時間の経過後
混合物を冷却し、あるいは酸を中和して停止させ、生成
した糖溶液を残留リグニン固形物から分離する。残念な
がら、並流連続法も従来法の単純バッチ法と実質的に同
じ問題が避けられない。すなわち、反応容器中の酸/糖
溶液の滞留時間はこれらの方法においてセルロース固形
物の滞留時間と同じであるから、これらの方法を用いて
のセルロース系材料中の潜在的に有効な糖の最大回収率
は一般的には単純バッチ法における回収率より決してよ
くはなかった。
In a typical co-current continuous process of the prior art, an amount of cellulosic material and an amount of hot acid are mixed together in a continuously flowing stream. The reaction is stopped after a suitable period of time by cooling the mixture or neutralizing the acid, and the resulting sugar solution is separated from the residual lignin solids. Unfortunately, the co-current continuous method suffers from essentially the same problems as the conventional simple batch method. That is, since the residence time of the acid/sugar solution in the reaction vessel is the same as the residence time of the cellulose solids in these methods, the maximum amount of potentially available sugar in the cellulosic material using these methods is Recovery rates were generally no better than those in simple batch methods.

従来法の典形的なパーコレーション連続法にお1△イ1
.−+−1+λ魯小ふ!レローブ玄物盾ル勾典fス七そ
しである量の熱酸を速やかにその容器1u:連続式で導
入する。この従来のパーコレーション連続法もまた従来
のパーコレーションバッチ法と実質的に同じ問題から避
けられない。すなわち、固体セルロース系材料の滞留時
間はこのような連続流動系においては酸溶液の滞留時間
より実質的に長いから、糖をそれらが生成したときに除
去することによってセルロース系材料中の有効な全糖に
より高い回収率が達成される。しかしながら、これらの
方法は不幸にもその連続流動酸溶液中の糖濃度を相対的
に低くする。
1△I1 to the conventional continuous percolation method
.. −+−1+λLu Xiaofu! Immediately introduce a certain amount of hot acid into the container in a continuous manner. This conventional percolation continuous method is also subject to essentially the same problems as the conventional percolation batch method. That is, since the residence time of the solid cellulosic material is substantially longer than the residence time of the acid solution in such continuous flow systems, removing the sugars as they form eliminates the effective total concentration in the cellulosic material. High recoveries are achieved with sugar. However, these methods unfortunately result in relatively low sugar concentrations in the continuous flowing acid solution.

高い全糖回収率を達成し、なおかつ生成した糖溶液に許
容できる糖濃度を維持する試みにおいて、エル・シー・
ワーレース(L、C,Walace )に付与されたア
メリカ特許第2,681,871号に開示されるものの
ような向流加水分解法が開発された。
In an attempt to achieve high total sugar recovery while still maintaining an acceptable sugar concentration in the produced sugar solution, L.C.
Countercurrent hydrolysis processes have been developed, such as that disclosed in U.S. Pat. No. 2,681,871 to L.C. Wallace.

このワーレースの向流加水分解法においてId、、セル
ロース系材料と酸は互いに接触するように連続的に、か
つ向流で容器に導入される。生成糖溶液は容器の一端か
ら連続的に抜き出され、−万残ったリグニン固形物は他
端から抜き取られる。このワーレースの連続向流法は時
間を短縮し、容器内の生成した糖は酸に暴露され、それ
によって糖の分解度を低下させる。さらに、セルロース
系材料を容器に連続導入すると他の従来法で達成された
糖濃度よりも高糖1度が生成糖溶液に達成された。
In the Warlace countercurrent hydrolysis process, the cellulosic material and the acid are introduced into a vessel continuously and countercurrently into contact with each other. The resulting sugar solution is continuously withdrawn from one end of the vessel and the remaining lignin solids are withdrawn from the other end. This continuous countercurrent process of Warlace reduces the time and exposes the produced sugars in the vessel to acid, thereby reducing the degree of sugar degradation. Furthermore, continuous introduction of the cellulosic material into the vessel achieved a higher sugar concentration in the produced sugar solution than that achieved with other conventional methods.

かくして、エル°シー・ワーレスによって開発された連
続向流加水分解法は従来法で遭遇した問題の幾つかを解
決した。それにも係わらず、多くの臨界的パラメーター
(例えば、有効糖の回収率および回収糖溶液の糖濃度)
はこのような従来の向流法では最大にならなかった。
Thus, the continuous countercurrent hydrolysis process developed by L. C. Wallace solved some of the problems encountered with conventional methods. Nevertheless, many critical parameters (e.g. recovery of available sugar and sugar concentration of the recovered sugar solution)
could not be maximized using this conventional countercurrent method.

明らかに、セルロース系材料内の有効糖の最大t’を回
収するセルロース系材料の加水分解法を開発するのが望
寸しい。さらに、セルロース系材料の加水分解法で回収
される糖溶液に高い糖濃度を保持することが非常に望捷
しい。
Clearly, it would be desirable to develop a process for hydrolyzing cellulosic materials that recovers the maximum t' of available sugars within the cellulosic material. Furthermore, it is highly desirable to maintain a high sugar concentration in the sugar solution recovered from cellulosic material hydrolysis processes.

かくして、この技術分野において必要とされているもの
は、連続向流法の利点が、重要なパラメーター、例えば
何効な糖の回収率および回収糖溶液の糖濃度を最適にし
つつ、保時される方法と装置であることがわかるだろう
。このような装置と方法が本明細−瞥に開示され、かつ
特許請求される。
Thus, what is needed in the art is a method that combines the advantages of continuous countercurrent flow while optimizing important parameters such as effective sugar recovery and sugar concentration of the recovered sugar solution. It will be seen that the method and apparatus. Such devices and methods are disclosed and claimed herein.

発明の要約と目的 本発明(riミセルロース材料を連続的に加水分解する
向流法とその装置に関し、その特徴i4最大の糖回収率
と回収糖溶液中に最大の糖濃度が借られることである。
SUMMARY AND OBJECTIVES OF THE INVENTION The present invention relates to a countercurrent method and apparatus for continuously hydrolyzing ri-micellulose materials, and its features i4 Maximum sugar recovery rate and maximum sugar concentration in the recovered sugar solution. be.

セルロース系材料は反応容器の上端部に連続的に導入し
、一方熱酸溶液はセルロース系材料と回流接触するよう
に反応容器の底端部に連続善人する。向流で流れる酸溶
液はセルロース系材料中のセルロース(ヘミセルロース
を含む)を加水分解する工9に作用して糖C容液とリグ
ニンを生成させる。糖溶液は反応容器の上端部から連続
除去し、またリグニンは底端部から連続除去する。
The cellulosic material is continuously introduced into the top end of the reaction vessel, while the hot acid solution is continuously introduced into the bottom end of the reaction vessel so as to be in circulating contact with the cellulosic material. The acid solution flowing countercurrently acts on the step 9 that hydrolyzes cellulose (including hemicellulose) in the cellulosic material to produce a sugar C solution and lignin. The sugar solution is continuously removed from the top end of the reaction vessel, and the lignin is continuously removed from the bottom end.

セルロース系材料は反応容器内で床を形成しているが、
その比密度は約10ボ/ド/立方フィト乃至約30ボン
ド/立方フイトの1匝囲に制御ず4)。
The cellulosic material forms the bed within the reaction vessel;
Its specific density is controlled within a range of about 10 bods/cubic ft to about 30 bods/cubic ft 4).

1つの好ましい態様において、床の密度は、セルロース
系材料を反応容器に導入するに先き立ってセルロース系
材料の粒子サイズを減少させることKよって制御する。
In one preferred embodiment, the density of the bed is controlled by reducing the particle size of the cellulosic material prior to introducing it into the reaction vessel.

もう1つの好ましい態様において、セルロース系物質の
比密度は反応容器内で床を形成しているセルロース系材
料を機械的に圧縮することによって制御する。セルロー
ス系材料の比密度を上げることによって反応容器内の糖
溶液の滞留時間は減少する。これについては後記する。
In another preferred embodiment, the specific density of the cellulosic material is controlled by mechanically compressing the cellulosic material forming the bed within the reaction vessel. By increasing the specific density of the cellulosic material, the residence time of the sugar solution within the reaction vessel is decreased. This will be discussed later.

反応容器内で生成した糖溶液の滞留時間は反応容器内に
含捷れる液体の容量を蒸気で置換することによ2て更に
最小限に抑えることができる。このような蒸気置換は反
応容器にガスを散大(5parge )することによっ
て、あゐいは反応容器内の熱酸溶液の一部をフラッシン
グ(flashing )することによって達成するこ
とができる。更に、反応容器内の液体容量の蒸気置換は
、この方法において糖回収率を最大にするだめに行われ
るセルロース系材料の比密度の制御工程の代りに、ある
いはその工程と協同して行ってもよい。
The residence time of the sugar solution produced within the reaction vessel can be further minimized by replacing the volume of liquid contained within the reaction vessel with steam. Such vapor displacement can be accomplished by parging gas into the reaction vessel or by flashing a portion of the hot acid solution within the reaction vessel. Additionally, vapor displacement of the liquid volume within the reaction vessel may be performed in place of or in conjunction with the step of controlling the specific density of the cellulosic material to maximize sugar recovery in this method. good.

かくして、本発明の装置と方法においては、形成糖溶液
の反応容器内滞留時間は反応容器内のセルロース系材料
の比密度を上げるか、まだは反応容器内の液体容量を蒸
気置換するかのいずれかによって、あるいはそれら両者
によって減少する。
Thus, in the apparatus and method of the present invention, the residence time of the forming sugar solution within the reaction vessel is determined by either increasing the specific density of the cellulosic material within the reaction vessel or displacing the liquid volume within the reaction vessel with vapor. or both.

反応容器内の糖溶液の滞留時間を減少させろことによっ
て、糖溶液の酸に対する暴露度は対応して最少になり、
それによって糖生成物の分解も最少になる。
By reducing the residence time of the sugar solution in the reaction vessel, the degree of exposure of the sugar solution to acid is correspondingly minimized,
Decomposition of sugar products is thereby also minimized.

更に、高床密度を維持することは反応容器のスペースを
少なくするもので、そのだめ、l:9小さい反応容器の
使用が可能になり、また生成糖溶液の反応容器内滞留時
間を最少に保つ装置の能力も高める。
Additionally, maintaining a high bed density requires less space in the reaction vessel, thus allowing the use of smaller 1:9 reaction vessels, as well as equipment that keeps the residence time of the product sugar solution in the reaction vessel to a minimum. It also improves the ability of

従って、本発明の1つの目的は、セルロース系材料を連
続的に加水分解する改良された向流装置′Nと方法全提
供することである。
Accordingly, one object of the present invention is to provide an improved countercurrent apparatus and method for continuously hydrolyzing cellulosic materials.

本発明のもう1つの目的は、この方法から回収される糖
溶液に高い濃度度を維持しつつセルロース系材料の有効
糖含量の最大量を回収するセルロ−ス系拐料の連続加水
分解装置および方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a continuous hydrolysis device for cellulose-based materials which recovers the maximum amount of available sugar content of the cellulosic material while maintaining a high concentration in the sugar solution recovered from the process. The purpose is to provide a method.

本発明のさらに他の目的は、反応容器に対して要求され
る大きさが従来法で用いられるものよりも相当に小さい
セルムース系材料の連続加水分解装置と方法を提供する
ことである。
Yet another object of the present invention is to provide an apparatus and method for the continuous hydrolysis of celluose-based materials in which the size requirements for the reaction vessel are considerably smaller than those used in conventional methods.

本発明のさらにもう1つの目的は生成した糖の所望とさ
れない廃生成物への分解を最低にするセルロース系材料
の連続加水分解装置および方法を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide an apparatus and method for the continuous hydrolysis of cellulosic materials that minimizes the degradation of produced sugars into undesired waste products.

本発明の上記の、および他の目的並びに特徴は添附図面
と共に説明される次の記述および特許請求の範囲からさ
らに完全に明らかになるだろう。
These and other objects and features of the invention will become more fully apparent from the following description and claims taken in conjunction with the accompanying drawings.

好捷しい態様の説明 本発明を図面を参照して説明する。図面において、同様
の部分は全体を通じて同様の数字で示される。セルロー
ス系材料を連続的に加水分解する装置の、1つの好まし
い態様を第1図の説明において一般に10で示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will now be described with reference to the drawings. In the drawings, like parts are designated with like numerals throughout. One preferred embodiment of an apparatus for continuously hydrolyzing cellulosic materials is indicated generally at 10 in the description of FIG.

第1図に示されるように、装置10はセルロース系材料
を装置に受け入れるだめの供給入口20を備えている・
。入口20は常用の高圧供給装置(図示せず)、例えば
押出機、テーパー付きスクリューフィード、ラムフィー
ダー、ロックホッパー、圧縮オーガー、これらの組み合
せ、まだは他の任意、適当な高圧供給装置と連通してい
る。高圧供給装置はセルロース系材料を反応容器24を
通して移動させるだめの、必要な原動力を与えろ。
As shown in FIG. 1, the apparatus 10 includes a feed inlet 20 for receiving cellulosic material into the apparatus.
. Inlet 20 communicates with conventional high pressure feed equipment (not shown), such as extruders, tapered screw feeds, ram feeders, lock hoppers, compression augers, combinations thereof, or any other suitable high pressure feed equipment. ing. A high pressure feeder provides the necessary motive force to move the cellulosic material through the reaction vessel 24.

供給入口2 ’(]はセルロース供供給料を反応容器2
4に加圧導入するものである。容器24内には2つの制
限格子28および34が取り伺けられている。制限格子
28および34は第1図および第2図に示されるように
配置されているのが好ましい。後記において更に詳しく
検討されるように、制限格子28および34は反応容器
24内のセルロース系材料を圧縮するのに役tつ。
Supply inlet 2' () is used to feed cellulose feed into reaction vessel 2.
4 under pressure. Two restriction gratings 28 and 34 extend into the container 24. Preferably, restriction gratings 28 and 34 are arranged as shown in FIGS. 1 and 2. As discussed in more detail below, restriction grids 28 and 34 serve to compress the cellulosic material within reaction vessel 24.

容器24は巣に酸溶液を容器に注入するだめの入口30
を備え、そして好ましくは酸溶液を容器24から抜き出
し、かつ酸溶液を入口30経由で容器24に再循環させ
て戻すための出口32を備えている。
The container 24 has a reservoir inlet 30 for injecting the acid solution into the container.
and preferably an outlet 32 for withdrawing the acid solution from the container 24 and recycling the acid solution back to the container 24 via the inlet 30.

出口38を反応容器24の底端部に形成してリグニンを
容器24がら取り出せるようにし、そして出口38から
リグニンを出口導管36に受ける。
An outlet 38 is formed at the bottom end of the reaction vessel 24 to allow lignin to be removed from the vessel 24 and receives lignin from the outlet 38 into the outlet conduit 36.

パルスバルブ37を出口導管36に設け、導管を通るリ
グニンの流れを制御できるようにする。
A pulse valve 37 is provided in the outlet conduit 36 to allow control of the flow of lignin through the conduit.

もう1つの出口26を反応容器24の上端部に配置して
糖溶液を容器24から取り出せるようにする。出口26
にはパルプ27が設けられ、出口を通る糖溶液の流れを
制御できるようにする。装置10内には円錐形状のスク
リーン22を配置して糖溶液が出口26を出る前にその
溶液を1過するのが好ましい。
Another outlet 26 is located at the upper end of the reaction vessel 24 to allow sugar solution to be removed from the vessel 24. exit 26
is provided with a pulp 27 to allow control of the flow of sugar solution through the outlet. Preferably, a conical screen 22 is disposed within the apparatus 10 to pass through the sugar solution before it exits the outlet 26.

第1図に説明される好ましい態様の操作およびセルロー
ス系材料を連続加水分解する方法の1つの好ましい態様
を以下で説明する。第1図を参照して説明すると、処理
すべきセルロース原料材料(例えば、コーンかす、フオ
レストリー(forestry)飼料ロツ) (fee
d lot )、穀類、都市ごみまたは工業廃棄物)は
入口20全通して装置10に。
The operation of the preferred embodiment illustrated in FIG. 1 and one preferred embodiment of the method for continuously hydrolyzing cellulosic materials is described below. Referring to FIG. 1, the cellulosic raw material to be treated (e.g., corn meal, forestry feed lot) (fee
d lot), grain, municipal waste or industrial waste) is passed through the entire inlet 20 to the device 10.

そして反応容器24に連続導入する。Then, it is continuously introduced into the reaction vessel 24.

セルロース系材料が反応容器24に入ると、容器内にセ
ルロース系材料の床(図示せ)゛)゛が容器24内に形
成される。制限格子28に到達すると、セルロース系材
料の流れは実質的に遅くなり、そのためセルロース系材
料はコンパクトになる。制限格子34はセルロース系材
料の流れを更に遅延させ、更に圧縮させる。
When the cellulosic material enters the reaction vessel 24, a bed (shown) of cellulosic material is formed within the vessel 24. Upon reaching the restricting grid 28, the flow of the cellulosic material slows down substantially so that the cellulosic material becomes compact. Restriction grid 34 further retards the flow of cellulosic material and causes further compaction.

本発明によれば、セルロース系拐料に所望とされる圧縮
度を達成するのに任意数の制限格子を用いることができ
本ことが分るだろう。更に、セルロース系材料を圧縮す
る作用ヲ要する上方制限格子28は、所望によっては、
制限格子34なしで単独使用することもできるだろう。
In accordance with the present invention, it will be appreciated that any number of confinement grids may be used to achieve the desired degree of compaction of the cellulosic material. Additionally, the upper limiting grid 28, which acts to compress the cellulosic material, may optionally be
It could also be used alone without the restriction grid 34.

しかしながら、現在のところ好ましい第1図および第2
図の態様においては、2つの制限格子が用いられている
However, currently preferred figures 1 and 2
In the illustrated embodiment, two restriction grids are used.

この好ましい態様において、下方制限格子34はセルロ
ース系材料の床を更に圧縮するように作用するばかりで
なく、床の下部境界となり、かつその床を通して酸が一
様に流れるのを促進する作用さえ奏する。
In this preferred embodiment, the lower restriction grid 34 not only acts to further compress the bed of cellulosic material, but also acts to act as a lower boundary for the bed and to even facilitate the uniform flow of acid through the bed. .

制限格子28および34について第1図および第2図に
示される配置以外の配置も可能であることが分るだろう
。それぞれの格子28および34について適当な設計態
様を選択する際には、所望とされる圧縮度およびセルロ
ース系材料の床を通しての酸の均一流れの促進のような
因子を考慮1−なければならない。
It will be appreciated that arrangements other than those shown in FIGS. 1 and 2 for restriction grids 28 and 34 are possible. In selecting the appropriate design for each grid 28 and 34, factors such as the desired degree of compaction and promotion of uniform flow of acid through the bed of cellulosic material must be considered.

酸溶液は出口26の方に上向きに流れるように入口30
を通して反応容器24に注入する。硫酸(H2SO4)
が本発明で用いられる現在のところでは好ましい酸であ
るけれども、他の適当な酸がセルロース系材料の加水分
解を達成するのにこの技術分野で周知であり、かくして
これらも粗い得ることが痣められるだろう。例えば、塩
化水素酸(IC]、)、フッ化水素#(HF)およびリ
ン酸(H,、PO,)も使用することができる。
The acid solution flows upwardly toward the outlet 26 at the inlet 30.
The liquid is injected into the reaction vessel 24 through the tube. Sulfuric acid (H2SO4)
Although is the presently preferred acid for use in the present invention, other suitable acids are well known in the art for achieving hydrolysis of cellulosic materials, and thus these too may result in rough and bruising. It will be done. For example, hydrochloric acid (IC), hydrogen fluoride (HF) and phosphoric acid (H, PO,) can also be used.

上方に流れる酸溶液は下方に流れるセルロース系月利と
向流方式で出合う。セル白−ス系拐料と酸溶液とが接触
すると、セルロース系材料は加水分解され、糖溶液を形
成する一方、リグニンは廃生成物として残留する。糖溶
液は酸溶液と共に容器24を上方に運ばれ、出口26に
おいて容器金山る。スクリーン22は容器を出る糖溶液
をr過し、かつ容器24内のセルロース系材料の床に対
するバリヤーとなるように作用する。
The upwardly flowing acid solution meets the downwardly flowing cellulosic solution in a countercurrent manner. When the cellulosic material and the acid solution come into contact, the cellulosic material is hydrolyzed to form a sugar solution while the lignin remains as a waste product. The sugar solution is conveyed upwardly through the container 24 together with the acid solution and at the outlet 26 is discharged into the container. Screen 22 filters the sugar solution exiting the vessel and acts as a barrier to the bed of cellulosic material within vessel 24.

反応容器24内の酸溶液を更に攪拌することが望まれる
場合は、酸溶液の一部を出口32から抜き取り、入口3
0全通して容器24に続いて再注入するために再循環す
ればよい。酸溶液のこのような再循環はリグニンが容器
24を出る領域に乱流部を与える作用をする。このよう
な乱流部はセルロース系材料の床を通って上方に向う酸
の流れを均一にする際に有用である。
If further agitation of the acid solution in reaction vessel 24 is desired, a portion of the acid solution is withdrawn from outlet 32 and added to inlet 3.
0 may be recirculated for subsequent reinjection into container 24. Such recirculation of acid solution serves to provide turbulence in the area where lignin exits vessel 24. Such turbulence is useful in uniformizing the flow of acid upward through the bed of cellulosic material.

セルロース系材料が加水分解されると、リグニンの廃生
成物は容器24に入ってくるセルロース系材料の連続作
用で制限格子34を通って押し出される。リグニンは次
いで乱流混合部で懸濁され。
Once the cellulosic material is hydrolyzed, the lignin waste product is forced through the restriction grid 34 by the continuous action of the cellulosic material entering the vessel 24. The lignin is then suspended in a turbulent mixing section.

そして出口38を通つ−て容器24を出、出口導管36
に入る。出口導管36を通るリグニンの流れは周期的に
開閉するパルスバルブ37を通すことによって制御する
ことができる。
and exits container 24 through outlet 38 and outlet conduit 36.
to go into. The flow of lignin through the outlet conduit 36 can be controlled by passing a pulse valve 37 that opens and closes periodically.

容器24内の圧力は所定の点まで上げ、次いでパルスパ
ルプ37を開けることによって開放する。
The pressure within the container 24 is raised to a predetermined point and then released by opening the pulse pulp 37.

この圧力の解放は容器24内のセルロース系材料の床に
衝撃を加え、あるいは床を震動させるのに役立ち、かく
してセルロース系材料による容器の望ましくない詰りあ
るいは妨害を防ぐのに役立つ。
This pressure release serves to impact or vibrate the bed of cellulosic material within container 24, thus helping to prevent undesirable clogging or obstruction of the container by cellulosic material.

このような圧力の解放後、パルスバルブ37を再び閉じ
、そして圧力を再び容器24内に確立させる。パルスパ
ルプ37の周期的開閉は所望のように調整することがで
きる。
After such pressure release, pulse valve 37 is closed again and pressure is reestablished within vessel 24. The periodic opening and closing of the pulse pulp 37 can be adjusted as desired.

所望によっては、リグニンと共に残っている酸はリグニ
ンから分離し、酸用人口3oに再循環さぜることが′で
きる。更に、所望によっては、リグニンは次の燃料ある
いは化学原料としての使用のために洗浄、乾燥すること
ができる。
If desired, the acid remaining with the lignin can be separated from the lignin and recycled to the acid port 3o. Additionally, if desired, the lignin can be washed and dried for subsequent use as a fuel or chemical feedstock.

本発明の新規な装置と方法を用いると、セルロース系月
利中の有効糖の最大回収率が達成され、また更に、回収
された糖溶液中の糖濃度も相対的に高レベルに維持され
、かつ廃生成物に分解される糖の量も最低′に抑えられ
る。以下において(に詳細に説明されるように、このよ
うな結果はセルロース系材料の床の圧縮によって、お工
び/または液体の反応容器24内における滞留時間(従
って、糖溶液の滞留時間)を最小にすることによつ。
Using the novel apparatus and method of the present invention, maximum recovery of available sugars in cellulosic molybdenum is achieved, and further, the sugar concentration in the recovered sugar solution is also maintained at a relatively high level; Moreover, the amount of sugar decomposed into waste products is also kept to a minimum. As will be explained in detail below, such a result can be achieved by compressing the bed of cellulosic material and/or increasing the residence time of the liquid (and thus the residence time of the sugar solution) within the reaction vessel 24. By minimizing.

て得られる。can be obtained.

セルロース系原材料中の潜在的有効糖の(ロ)収の程度
は反応容器内の固体セルロース系材料のF(It留待時
間左右される。加水分解反応について約7の半減期の固
体滞留時間がセルロース系月利をほとんど100%加水
分解糖生成物に転化するのに十分である。もちろん、加
水分解反応の半減期はいろいろな反応慢性、例えば温度
および酸濃度に依存する。固体の滞留時間は次のように
定義することができる。
The degree of potential available sugar yield in the cellulosic feedstock depends on the F(It) retention time of the solid cellulosic material in the reaction vessel. This is sufficient to convert almost 100% of the hydrolyzed sugar product into the hydrolyzed sugar product.Of course, the half-life of the hydrolysis reaction depends on various reaction chronicities, such as temperature and acid concentration.The residence time of the solid is It can be defined as:

固体の流町 反応容器金山る糖溶液中の糖濃度は主として固体セルロ
ース系材料の液体酸溶液に対するフローレーシオ(fl
ow ratio )に依存する。高い固体/液体フロ
ーレーシオは高糖濃度をもたらすが、逆に低い固体/液
体フローレーシオはそれに対応1゜て得られる糖溶液に
低い糖濃度を生む。
The sugar concentration in the solid Nagamachi reaction vessel Kanayama sugar solution is mainly determined by the flow ratio (fl) of the solid cellulose material to the liquid acid solution.
ow ratio). A high solid/liquid flow ratio results in a high sugar concentration, whereas a low solid/liquid flow ratio results in a correspondingly low sugar concentration in the resulting sugar solution.

糖溶液に高糖濃度を達成する競争因子は糖分解の因子で
ある。糖溶液の反応容器内滞留時間は容器内の糖の分解
者を決定する。糖溶液の容器内滞留時間を減少させると
、分解量はそれに対応して減少する。かくして、糖溶液
の分解を最小限に抑えつつ回収糖溶液の糖濃度全維持に
するために、固体/液体のフローレーシオ全適度に高い
レベルに保持し、かつ糖溶液の反応容器内滞留時間を容
器中の液体糖溶液の有効容量を少なくすることによって
最低にする。
Competing factors to achieve high sugar concentrations in sugar solutions are factors of glycolysis. The residence time of the sugar solution in the reaction vessel determines the decomposers of the sugar in the vessel. When the residence time of the sugar solution in the container is reduced, the amount of degradation is correspondingly reduced. Thus, in order to maintain the full sugar concentration of the recovered sugar solution while minimizing degradation of the sugar solution, the overall solid/liquid flow ratio is maintained at a reasonably high level and the residence time of the sugar solution within the reaction vessel is maintained at a moderately high level. Minimize by reducing the effective volume of liquid sugar solution in the liquid sugar solution.

液体(糖(容器を含む)の反応容器内滞留時間は次のよ
うに定義される。
The residence time of the liquid (sugar (including the container) in the reaction vessel is defined as follows.

生成した糖溶液中に予かしめ選択された糖濃度全維持す
るために、流体流量は選択された固体の流量と糖の回収
率とによって決まる一定値に保つ必要がある。糖濃度は
かくして次のように定義することができる。
In order to maintain the preselected sugar concentration in the produced sugar solution, the fluid flow rate must be maintained at a constant value determined by the selected solids flow rate and sugar recovery. Sugar concentration can thus be defined as:

ただし、 糠重量=固体重量×固体中の糖分率× 糖の回収率X時間 (6) かくして、液体流量を固定すると、液体滞留時間は反応
容器内の有効液体容量を減少させることによって式(4
)に従って単調に減少させることができる。本発明は容
器内の固体セルロース系材料を圧縮することによって、
および7寸たは反応容器内の液体を、蒸気で置換するこ
とによって容器内液体容量に減少を達成する。
However, bran weight = solid weight × sugar content in solid × sugar recovery rate
) can be monotonically decreased according to By compressing the solid cellulosic material within the container, the present invention
and a reduction in the liquid volume in the vessel by replacing the liquid in the vessel or reaction vessel with steam.

反応容器内のセルロース系材料を凪縮することによって
、反応容器の必要容積が所定固体滞留時間に対して小さ
くされ(式(3)全参照)、それによって任意の所定時
間における反応容器内の糖溶液の容重が少なくなる。か
くして、反応容器内のセルロース系材料の床を圧縮する
ことは、容器内の糖溶液の滞留時間を減少させる効果を
持ち、それによって糖の分解が最小限に抑えられ、かつ
反応容器の必要サイズが小さくなる。
By quenching the cellulosic material in the reaction vessel, the required volume of the reaction vessel is reduced for a given solids residence time (see Equation (3) in its entirety), thereby reducing the amount of sugar in the reaction vessel at any given time. The volume of the solution decreases. Thus, compacting the bed of cellulosic material within the reaction vessel has the effect of reducing the residence time of the sugar solution within the vessel, thereby minimizing sugar degradation and reducing the required size of the reaction vessel. becomes smaller.

本発明の装置と方法によるセルロース系材料の圧縮は幾
つかの方法で達成することができる。前記のように、制
限格子28および34はセルロース系相料ρ流れを制限
することによってセルロース系材料を圧縮するために設
けられる。
Compression of cellulosic materials by the apparatus and method of the present invention can be accomplished in several ways. As mentioned above, restriction grids 28 and 34 are provided to compress the cellulosic material by restricting the flow of cellulosic phase ρ.

もう1つの好ましい態様において、セルロース系材料の
圧縮はセルロース系材料を装置10に導入するに先き立
ってセルロース系材料の粒子サイズ倉小さくすることに
よって達成される。粒径減少はセルロース系材料の床が
向流で流れる酸溶液によって圧縮されるように床′f:
横断して実質的な/ 圧力降下を引き起す。この態様において、セルロース系
材料はまずスチームで、約200℃乃至約320℃の範
囲の温度で約250ボンド/平方インチ(psi)乃至
約1500 psiの範囲内の第一圧力に約1分乃至約
30分間加圧される。セルロース系材料の粒子サイズを
次に実質的に小さくし、そして加圧されたセルロース系
材料を大気圧のような実質的に低圧の第二圧力に供する
ことによってセルロース系材料の内部構造を崩壊させる
。粒子サイズの減少度は圧力条件と滞留時間に依存する
。ある圧力および時間条件での粒子サイズの減少度を後
記第1表に示す。
In another preferred embodiment, compaction of the cellulosic material is accomplished by reducing the particle size of the cellulosic material prior to introducing the cellulosic material into the apparatus 10. Particle size reduction occurs as the bed of cellulosic material is compressed by the countercurrently flowing acid solution:
causing a substantial/pressure drop across. In this embodiment, the cellulosic material is first steamed to a first pressure in the range of about 250 bonds per square inch (psi) to about 1500 psi at a temperature in the range of about 200°C to about 320°C for about 1 minute to about Pressure is applied for 30 minutes. The particle size of the cellulosic material is then substantially reduced and the internal structure of the cellulosic material is disrupted by subjecting the pressurized cellulosic material to a second pressure that is substantially low, such as atmospheric pressure. . The degree of particle size reduction depends on pressure conditions and residence time. The degree of particle size reduction under certain pressure and time conditions is shown in Table 1 below.

現在最も好ましい態様においては、セルロース系材料は
約250℃乃至約270℃の範囲の温度において約60
0 psi乃至約800 psiの範囲の第一圧力にス
チームで約1分乃至約15分間加圧され、その後大気圧
に供される。このような粒子サイズ減少法は、例えば1
980年10月20日に「アルコールの製造方法」の名
称で出願されたアメリカ特許出願第195,326号明
tl+Ill書に開示されている。この特許出願を本発
明に引用、参照するものとする。
In the presently most preferred embodiment, the cellulosic material is about 60°C at a temperature in the range of about 250°C to about 270°C.
Steam is applied to a first pressure ranging from 0 psi to about 800 psi for about 1 minute to about 15 minutes, and then subjected to atmospheric pressure. Such particle size reduction methods include e.g.
It is disclosed in US patent application Ser. This patent application is incorporated herein by reference.

上記特許出願の粒子サイズ減少法の小規模モデルは、セ
ルロース系材料(この場合、のこ屑)ラスチームで約4
00〜800 psiの圧力に約1〜10分間加圧Lf
fいてそのセルロース系月別を大気用に供することによ
って行われ/ζ。得られた生成物の粒子サイズ分布を以
下の第一1表に示″4′。
A small-scale model of the particle size reduction method in the above patent application uses a cellulosic material (in this case, sawdust) last steam of approximately 4.
Apply pressure Lf to a pressure of 00 to 800 psi for approximately 1 to 10 minutes.
This is done by subjecting the cellulosic material to atmospheric air. The particle size distribution of the product obtained is shown in Table 1 below.

(比較のために、未処理のこ屑の粒子サイズ分布も第1
表に示す。) 本発明によりセルロース系月利を圧縮するのに他の手段
も可能であることは認められるだろう。
(For comparison, the particle size distribution of untreated sawdust is also
Shown in the table. ) It will be appreciated that other means of compressing cellulosic monthly yields are possible in accordance with the present invention.

例えば、制限格子2−8および34以外の池の制限・4
置を反応器内に配置し、反応容器内のセルロース系月利
の流れを制限することができ、かくしてセルロース系材
料の圧縮を達成することができる。
For example, pond limits 4 other than limit grids 2-8 and 34.
A reactor can be placed within the reactor to restrict the flow of cellulosic material within the reaction vessel, thus achieving compaction of the cellulosic material.

本発明によりセルロース系材料全圧縮するのに1つ寸た
けそれ以上の前記態様を単独で、tたは組合せて用い、
反応容器内のセルロース系月利に必要な圧縮密度を達成
することもできることを認められるべきである。
Using one or more of the above embodiments, alone or in combination, for total compaction of cellulosic materials according to the invention;
It should be appreciated that it is also possible to achieve the compacted density required for cellulosic mass production within the reaction vessel.

本発明における1つの重要な制御因子はかくしてセルロ
ース系月利の圧縮密度である。本発明の新規な装置と方
法において、前記の好ましい結果を得るためには反応容
器内のセルロース系材料の床密度は約10ボンド/立方
フィト乃至約30ポンド/立方フイl−(10〜301
bθ/ft8)の範囲となるように制御する必要がある
ことが見い出された。
One important controlling factor in the present invention is thus the compaction density of the cellulosic molybdenum. In the novel apparatus and method of the present invention, the bed density of cellulosic material within the reaction vessel is from about 10 bonds/cubic phyto to about 30 pounds/cubic filtrate to achieve the aforementioned preferred results.
It has been found that it is necessary to control the temperature within the range of bθ/ft8).

前記のように、液体の滞留時間の最低化は圧縮によって
ばかりでなく、反応容器内の液体の蒸気置換によっても
達成することができる。反応容器内の液体を蒸気置換す
ると、容器内の有効液体容計は減少l2、そのため液体
の滞留時間が短かくなり、かくしてセルロース系月利の
圧縮と同様の効果が得られる。このような蒸気置換は、
(1)不活性ガス(例えば、二酸化炭素)を反応容器内
の液体に散大する、すなわちスバージング(sparg
ing )する、および(2)反応容器内の熱液体の一
部をフラッシングして除く方法を含めて、多くの方法で
達成することができる。
As mentioned above, minimizing the residence time of the liquid can be achieved not only by compression, but also by vapor displacement of the liquid within the reaction vessel. When the liquid in the reaction vessel is replaced with vapor, the effective liquid volume in the vessel decreases l2, thereby shortening the residence time of the liquid, thus producing an effect similar to cellulosic monthly rate compression. Such steam displacement is
(1) Expanding, or sparging, an inert gas (e.g., carbon dioxide) into the liquid in the reaction vessel.
(2) flushing away a portion of the hot liquid within the reaction vessel.

現在のところ好ましい1つの態様において、二酸化炭素
ガスを酸用人口30または酸用出1」32から反応容器
24に約01:1乃至約20:1の範囲の気/液容量比
で散大する。出口26から糖溶液と共に回収される二酸
化炭素ガスは、所望によっては、入口30または出口3
2に再循環し、戻してもよい。
In one presently preferred embodiment, carbon dioxide gas is expanded from the acid port 30 or acid port 1'' 32 into the reaction vessel 24 at a gas/liquid volume ratio ranging from about 0.1:1 to about 20:1. . The carbon dioxide gas recovered along with the sugar solution from outlet 26 is optionally transferred to inlet 30 or outlet 3.
2 and may be recycled back.

蒸気置換を反応容器内の熱酸溶液(糖溶液を含む)の一
部をフラッシングすることによって達成する場合、フラ
ッシングは反応容器内の圧力を制御することによって達
成される。この態様において、反応容器24内の熱酸水
溶液を、酸溶液のフラッシュポイント(flash p
oint; )以下、に下げて反応容器内に泡ができ始
める圧力に暴露する。
When vapor displacement is accomplished by flushing a portion of the hot acid solution (including the sugar solution) within the reaction vessel, flushing is accomplished by controlling the pressure within the reaction vessel. In this embodiment, the hot acid aqueous solution in reaction vessel 24 is directed to a flash point of the acid solution.
oint; ) and then exposed to a pressure at which bubbles begin to form in the reaction vessel.

現在のところ好ましい第1図の態様において、このよう
にフラッシングは、反応容器内の圧力を熱酸溶液のフラ
ッシュポイント以下に十分に下げて酸溶液に約05℃乃
至約20℃の温度降下を生むようにバルブ27および3
7を調整することによって達成される。このようなフラ
ッシングは約01=1乃至約10:1の反応容器内気/
液流れ容取比をもたらす。
In the presently preferred embodiment of FIG. 1, this flushing reduces the pressure within the reaction vessel sufficiently below the flash point of the hot acid solution to produce a temperature drop in the acid solution of about 0.5°C to about 20°C. Valve 27 and 3
This is achieved by adjusting 7. Such flushing involves a ratio of about 01=1 to about 10:1 of the reaction vessel air/
Provides a liquid flow-to-volume ratio.

本発明の蒸気置換法は比較的低密度のセルロース系月利
の床に最も有効であることが見い出された。それは高密
度の床は蒸気置換に利用できる液体をほとんど含まない
からである。高密度の床の1易合、反応容器内の液体の
大部分はセルロース系月利の毛細管作用によって保持さ
れる。一方、低密度の床の場合は、そのような毛細管作
用はそれほど強くなく、従って液体はさらに容易に蒸気
で置換できる。
It has been found that the steam displacement method of the present invention is most effective for relatively low density cellulosic beds. This is because a dense bed contains very little liquid available for vapor displacement. In the case of a dense bed, most of the liquid in the reaction vessel is retained by capillary action of the cellulosic solution. On the other hand, in the case of a bed of low density, such capillary action is less strong and the liquid can therefore be more easily replaced by vapor.

再び強調すると、本発明において液体の滞留時間はセル
ロース系材料の床の圧縮、または反応容器内の液体の蒸
気置換のいずれかによって、またはその両者によって短
縮することができる。
Once again, in the present invention the residence time of the liquid can be reduced by either compaction of the bed of cellulosic material or vapor displacement of the liquid within the reaction vessel, or both.

本発明により既に検討した望ましい結果を達成するだめ
の他の好ましい反応条件は、厳密な好ましい反応条件は
処理されるセルロース系供給桐材の性状のような変数に
依存するけれども、大体次の通りである。反応容器内の
温度は、好ましくは約170℃乃至約260℃の範囲に
保持すべきである。現在のところ好ましい範囲は約22
0℃乃至約240℃である。
Other preferred reaction conditions for achieving the desired results previously contemplated by the present invention are generally as follows, although the exact preferred reaction conditions will depend on variables such as the nature of the cellulosic feed paulownia wood being treated. be. The temperature within the reaction vessel should preferably be maintained in the range of about 170°C to about 260°C. Currently the preferred range is about 22
0°C to about 240°C.

1史用されるべき酸は、加水分解に用いられる任意適当
な酸であるが、硫酸が現在好ましく用いられている加水
分解用酸である。酸の濃度は約001重量%乃至約10
重量係とずべきである。現在好ましい範囲は約0.05
11U量係乃至約03.2重量係の酸濃度である。
The acid to be used is any suitable acid used for hydrolysis, with sulfuric acid being the currently preferred hydrolysis acid. The acid concentration ranges from about 0.001% to about 10% by weight.
You should call the weight staff. The currently preferred range is about 0.05
The acid concentration ranges from 11 U parts to about 0.3 parts by weight.

これらの条件下で、反応(1)のに、値は約0.04乃
至約3で、好ましい範囲は約0.1乃至約2である。こ
れらの反応条件下で、反応(2)の対応するk。
Under these conditions, for reaction (1), the value is about 0.04 to about 3, with a preferred range of about 0.1 to about 2. Under these reaction conditions, the corresponding k of reaction (2).

値は約005乃至約1で、またこ\に開示する現在好寸
しいとされる反応条件下では約007乃至約075であ
る。
The value is about 005 to about 1, and under the presently preferred reaction conditions disclosed herein, about 007 to about 075.

またこれらの反応条件下において、この加水分解反応の
半減期は約17.3分乃至約0.23分(現在好ましい
とされる反応条件下では約6.9分乃至約0.35分)
であるが、一方分解反応の半減期に約139分乃至約0
69分(現在好ましいとされる反応条件下では約9.9
分乃至約0,92分)である。更に、これらの好ましい
反応条件においては、この技術分野で現在用いられてい
るものより小さい反応器が本発明の新規な装置および方
法に関連して用いることができる。
Under these reaction conditions, the half-life of this hydrolysis reaction is about 17.3 minutes to about 0.23 minutes (under currently preferred reaction conditions, about 6.9 minutes to about 0.35 minutes).
However, on the other hand, the half-life of the decomposition reaction ranges from about 139 minutes to about 0.
69 minutes (approximately 9.9 minutes under currently preferred reaction conditions)
minutes to approximately 0.92 minutes). Furthermore, at these preferred reaction conditions, reactors smaller than those currently used in the art can be used in conjunction with the novel apparatus and methods of the present invention.

本発明の反応容器の正確な容積は、固体セルロース系月
利の所望とされる供給速度、反応容器内のセルロース系
材料の床密度、お裏びに、の値に依存する。例として、
時間当り1乾燥トンののこ屑を処理するのが望ましいと
すれば、また圧縮重度101bS/ft3をセルロース
系材料の床に維持し、かつ004のに1値を用いるとす
れば、約151立方フイト(ft3)の容積を持つ反応
容器が必要になるだろう。床密度は20 lbs / 
ft ”に、またに1値は30に上げるとすれば、同解
ののと屑を処理するのに約0.81 ft3の反応容器
容積が必要になるだろう。
The exact volume of the reaction vessel of the present invention depends on the desired feed rate of solid cellulosic material, the bed density of the cellulosic material within the reaction vessel, and the value of . As an example,
If it is desired to process 1 dry ton of sawdust per hour, and if a compaction weight of 101 bS/ft3 is maintained in the bed of cellulosic material, and a value of 1 in 004 is used, then approximately 151 cubic ton of sawdust per hour is desired. A reaction vessel with a volume of 3 feet (ft3) will be required. Bed density is 20 lbs/
ft'' and the value is increased to 30, approximately 0.81 ft3 of reactor volume would be required to process the same amount of soybean and waste.

反応容器内に保持される固/液フローレーシオは主とし
て反応容器から取り出される酸溶液中の発酵可能な糖の
所望1度で決まる。例として、酸溶液(フラッシュ冷却
前)に14チの発酵可能糖濃度を達成するのが望ましい
とすれば、その固/液フローレーンオは約1:28とな
り、または各ボンド7分の酸について約0.35ポンド
/分(lbs/分)となるだろう。8%の発酵可能糖濃
度を酸溶液に達成するには、約1=57、または各ボン
ド7分の酸につき約0.181bs/分ののこ屑が必要
となるだろう。
The solid/liquid flow ratio maintained within the reaction vessel is determined primarily by the desired degree of fermentable sugar in the acid solution removed from the reaction vessel. As an example, if it is desired to achieve a fermentable sugar concentration of 14 hours in the acid solution (before flash cooling), then the solid/liquid flow rate will be about 1:28, or about 0 for each bond 7 minutes of acid. This would be .35 pounds per minute (lbs/min). To achieve a fermentable sugar concentration of 8% in the acid solution, about 1=57, or about 0.181 bs/min of sawdust for each bond 7 min of acid would be required.

セルロース系桐材の床の圧縮と反応容器内の液体の蒸気
置換の利点を予想するために、本発明の向流酸加水分解
プロセスのコンピューターモデルが開発された。このモ
デルにより、総有効糖の予想回収率全豹8.8%の糖濃
度について計算した。
A computer model of the countercurrent acid hydrolysis process of the present invention was developed to anticipate the benefits of cellulosic paulownia bed compaction and vapor displacement of liquid in the reaction vessel. With this model, a sugar concentration with an expected recovery of total available sugars of 8.8% was calculated.

いろいろな反応容器つ容積を用いて各種圧縮密度に′つ
いての予想糖回収率を以下の第1表に示す。
The expected sugar recoveries for various compaction densities using various reaction vessel volumes are shown in Table 1 below.

第n 表 10 2.88 69.7 69.6 8.81.5 
1.92 81.28]、2 8.820 1.44 
86.886.7 8.825 1.15 90.1 
90.1 8.8こ\で注目ずべきは、本発明にJ、9
10〜25ボンド/立方フイトのセルロース系桐材の床
内圧縮密度を用いて約70〜90%の糖回収率が得られ
たことである。
Table n 10 2.88 69.7 69.6 8.81.5
1.92 81.28], 2 8.820 1.44
86.886.7 8.825 1.15 90.1
90.1 What should be noted in 8.8 is that the present invention includes J, 9
Sugar recoveries of about 70-90% were obtained using cellulosic paulownia wood in-bed compaction densities of 10-25 bonds/cubic foot.

10−J、bs/ft’の圧縮密度の床を有する反応容
器内の蒸気置換の効果をコンピューターイヒしたモデル
を用いて同様にめた。このコンピューター化モデルの結
果を法王の第1表に示す。
The effect of vapor displacement in a reaction vessel having a bed with a compressed density of 10-J, bs/ft' was similarly determined using a computer-implemented model. The results of this computerized model are shown in Table 1 of the Pope.

第1表 0% 2.88 69.7 69.6 8.810% 
2.88 72.6 72.3 8.815% 2.8
8 73.7 73.7 8.920% 2.88 7
5.5 75.4 8.8上記第■表かられかるように
、このコンピューター化モデルについて反応容器容積の
20%を本発明により蒸気で置換するとき、糖回収率に
70係より少し小さい鎮から75係より少し大きいf直
までの増加が予想された。
Table 1 0% 2.88 69.7 69.6 8.810%
2.88 72.6 72.3 8.815% 2.8
8 73.7 73.7 8.920% 2.88 7
5.5 75.4 8.8 As can be seen from Table 1 above, for this computerized model, when 20% of the reaction vessel volume is replaced with steam according to the present invention, the sugar recovery rate is slightly less than a factor of 70. It was expected that there would be an increase from 75 to f-shift, which is slightly larger than 75.

以上から、本発明の方法と装置はアルコール造プロセス
に用いることができること力玉分カ・るだろう。このよ
うなプロセスにおいて、実際」二いカ・なるセルロース
系原料、例えばとうもろこしかイ、水相’ (fore
stry )、フイードロツl−(feed]、ot)
、穀類、都市とみ、まだは工業廃棄物を用いることがで
きる。セルロース系原料は必要ならば粉砕し、そして本
発明のセルロース系材料の連続加水分解方法および装置
により処理する。加水分解プロセスから回収した糖溶液
は次に任意の適当な方法、例えば以下に述べられる方法
によってアルコールに転化することができる。
From the above, it can be concluded that the method and apparatus of the present invention can be used in alcohol production processes. In such a process, there are actually two cellulosic feedstocks, such as corn or corn, and an aqueous phase.
stry), feedlotsl-(feed], ot)
, cereals, urban and yet still industrial waste can be used. The cellulosic feedstock is comminuted if necessary and processed by the continuous cellulosic material hydrolysis method and apparatus of the present invention. The sugar solution recovered from the hydrolysis process can then be converted to alcohol by any suitable method, such as those described below.

糖溶液をまず塩基、例えば水酸化すトリウム、水酸化カ
ルシウムまたは他の任意、適当な塩基で、典形的に1d
pH約45〜60に中和する。このわずかに酸性のスラ
リは典形的には「ウワート(wort暑」と称される。
The sugar solution is first diluted with a base, such as sodium hydroxide, calcium hydroxide or any other suitable base, typically 1 d.
Neutralize to pH about 45-60. This slightly acidic slurry is typically referred to as "wort".

ウワートが発酵に適当な温度、典形的には約30〜32
℃に冷えた時、ウワートにイース]・菌栄養分を加える
The temperature at which the wort is suitable for fermentation, typically around 30-32
When it cools down to ℃, add yeast] and fungal nutrients to the wort.

冷却されたら直ちにウワートiイースト菌が入っている
発酵容器に導入する。イースト菌はウワ−1・中の糖を
食べて副生物としてエタノニルと二酸化炭素を生成させ
る。二酸化炭素全ガスとじて抜き出し7、一方エタノー
ルは溶液中に止する。典形的な発酵プロセスにおいて、
エタノールと二酸化炭素はそれぞれ約51%および49
チの相対収率で生成する。
Once cooled, immediately introduce it into the fermentation vessel containing the wort i yeast. Yeast eats the sugar in Uwa-1 and produces ethanol and carbon dioxide as byproducts. All the carbon dioxide gas is removed 7, while the ethanol remains in solution. In a typical fermentation process,
Ethanol and carbon dioxide are about 51% and 49% respectively
produced in a relative yield of

発酵が終ったら、エタノール含有消費ウワート全エタノ
ール分離用蒸留塔に送る。水より低い沸点を有するエタ
ノールが蒸留塔の中で消費ウワートから分離されるが、
これは所望の程度に精製することができる。
Once fermentation is complete, the spent wort containing ethanol is sent to a distillation column for separation of total ethanol. Ethanol, which has a lower boiling point than water, is separated from the consumed wort in a distillation column,
This can be purified to the desired degree.

以上の記述から、本発明はセルロース系月利ヲ例えば、
エタノールのようなアルコールの製置に用いることがで
きる糖に連続加水分解する改良されだ向流式装置と方法
全提供することが分るだろう。更に、本発明は、回収さ
れる糖溶液に高い糖濃度を保持しつつ、また生成する糖
の分解を最低限に抑えつつ、セルロース系桐材の有効糖
含晴の飛大命ヲ回収するセルロース系桐材の連続加水分
解装置および方法を提供する。
From the above description, the present invention provides cellulose-based products such as
It will be appreciated that the present invention provides an improved countercurrent apparatus and method for the continuous hydrolysis of sugars that can be used in the production of alcohols such as ethanol. Furthermore, the present invention provides cellulose that recovers the great potential of effective sugar impregnation of cellulosic paulownia wood while maintaining a high sugar concentration in the recovered sugar solution and minimizing the decomposition of the produced sugar. An apparatus and method for continuous hydrolysis of paulownia wood are provided.

本発明は本発明の精神捷たは本質的な特徴から外゛れな
い範囲で他の特定の形態で具体化することができる。従
って、前記の態様はあらゆる点で単なる説明と考えるべ
きであって、限定と考えるべきではない。本発明の範囲
は従って前記特許請求の範囲によって示されるものであ
って、tIJ記記述によるものではない。これら特許請
求の範囲にはそれど同等の意味および範囲に入る全ての
変更が包含されるへきである。
The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the embodiments described above should be considered in all respects merely illustrative and not limiting. The scope of the invention is, therefore, indicated by the following claims, and not by the following description. It is intended that the claims encompass all changes that come within the meaning and range of equivalency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の、セルロース系桐材の連続加水分解装
置および方法の、現在好寸しいとされる態様の、一部1
所面で示される図である、そして第2図は第1図に示す
好ましい態様の制限格子に関する」−から見た平面図で
ある。 20・・・セルロース系物質供給用入口、22・・スク
リーン、24・・・反応容器、26 糖溶液取出用出口
、28.34・・・制限格子、30・・・酸溶液導入用
入口、32・・・酸溶液抜出用量]」、38・・・リグ
ニン取出用出口、 第1頁の続き 優先権主張 [相]198胡4月7日[相]米国(US
)[相]511783@発明者 ジエームズ・エッチ・
 アメリカ合衆国ユ・レイノルズ エル 589
FIG. 1 shows a part 1 of the presently preferred embodiment of the continuous hydrolysis apparatus and method for cellulosic paulownia wood according to the present invention.
2 is a plan view of the preferred embodiment of the restriction grid shown in FIG. 1; FIG. 20... Inlet for cellulosic substance supply, 22... Screen, 24... Reaction vessel, 26 Outlet for sugar solution removal, 28. 34... Limiting grid, 30... Inlet for acid solution introduction, 32 ...Amount of acid solution extracted], 38...Lignin extraction outlet, continued from page 1 Priority claim [Phase] 198 Hu April 7 [Phase] United States (U.S.
) [Phase] 511783 @ Inventor James H.
United States Yu Reynolds L 589

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)セルロース系材料を反応容器の第一端部に連続的
に導入して反応容器内に床を形成し;セルロース系月利
の床の密度を約10ポンド/立方フイト乃至約30ボン
ド/立方フイトの範囲に’+[fll U11〜;酸溶
液を反応容器の第二端部に連続的に導入し、酸溶液がセ
ルロース系月利を加水分解して糖溶液とリグニンを生成
させるように酸溶液をセルロース系材料と向流方式で接
触させ、糖溶液を反応容器の第一端部から取り出し;そ
してリグニンを反応容器の第二端部から取り出す工程か
ら成ることを特徴とするセルロース系材料の連続加水分
解法。 (2)床の密度を、セルロース系材料の反応容器への導
入に先き立ってセルロース系材料の少なくとも一部の粒
子サイズを小さくすることによって制御する特許請求の
範囲第(1)項記載の連続法。 (3)セルロース系材料をスチームで約250psi乃
至約1500 psiの範囲の第一圧力に約1分乃至約
30分間加圧し、そしてセルロース系材料を実質的に減
圧の第二圧力に伺することによってセルロース系材料の
少なくとも一部の構造を破砕する工程から成るスチーム
破砕法によってセルロース系材料の少なくとも一部の粒
子サイズを特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の
連続法。 (4)第二圧力がはソ大気圧である特許請求の範囲第(
3)項記載の連続法。 (51セ/I/ロース系1’f4’eスチームで約60
0psi乃至約800 psiの範囲内の第一圧力に約
1分乃至約15分間加圧する特許請求の範囲第(3)項
記載の連続法。 (6)床を形成するセルロース系月利を圧縮することに
よって比密度を制御する特許請求の範囲第(1)項記載
の連続法。 (7) セルロース系材料を反応容器内に取り付けた格
子で圧縮する特許請求の範囲第(6)項記載の連続法。 (8)反応容器内の酸溶液の容量をその一部をガスで置
換することによって制御する工程を更に含む特許請求の
範囲第(1)項記載の連続法。 (9) セルロース系材料を反応容器の第一端部に連続
的に導入し;酸溶液を反応容器の第二端部に連続的に導
入し、酸溶液がセルロース系材料を加水分解して糖溶液
とリグニンを生成させるように向流方式でセルロース系
材料と接触させ;反応容器内の酸溶液の容量をその一部
をガスで置換することによって制御し;糖溶液を反応容
器の第一端部から取り出し:そしてリグニンを反応容器
の第二端部から取り出す工程から成ることを特徴とする
セルロース系材料の連続加水分解法。 +IO1酸溶液の容量制御工程が反応容器内の酸溶液の
一部を置換するようにガスを酸溶液に散大することから
成る特許請求の範囲第(9)項記載の連続法。 (11) ガス対酸溶液の容量比が約O01:′1乃至
約20:1となるように十分なガスを酸溶液に散大する
特許請求の範囲第10項記載の連続法。 (121酸溶液に散大されるガスが二酸化炭素から成る
特許請求の範囲第+101項記載の連続法。 (13) 酸溶液の容量制御工程が酸溶液の一部をフラ
ッシングして蒸気を形成させ、それによって反応容器内
の酸溶液の一部を置換することから成る特許請求の範囲
第(9)項記載の連続法。 θ滲 蒸気対酸溶液の容量比が約01:1乃至約10:
1である特許請求の範囲第側項記載の連続法。 Q9 反応容器内の温度が約170℃乃至約260℃の
範囲にある特許請求の範囲第(1)項または第(9)項
記載の連続法。 (t6) 酸溶液が約001重量%乃至約10重量の酸
濃度を持つ特許請求の範囲第(1)項または第(9)項
記載の連続法。 αD 酸溶液の酸が硫酸である特許請求の範囲第(1)
項または第(9)記載の連続法。 08 糖溶液を発酵容器に入れ:イースト菌を糖溶液と
混合し、その糖溶液を発酵させてアルコールを生成させ
:そしてアルコールを蒸留塔で蒸留悄製する工程を更に
含む特許請求の範囲第(1)項または第(9)項記載の
連続法。 09 反応容器;セルロース系材料を該反応容器に受け
入れるための、該反応容器の第一端部に配置された第一
の入口手段;セルローズ系材料を約10ポンド/立方フ
イト乃至約30ポンド/立方フイトの範囲の密度まで圧
縮するための手段;酸溶液を該反応容器に受け入れるた
めの、該反応容器の第二端部に配置された第二の人口手
段;糖溶液を該反応容器から取り出すための、該反応容
器の第一端部に配置された第一の出口手段:お↓びリグ
ニンを該反応容器から取り出すための、該反応容器の第
二端部に配置された第二の出口手段から成ることを特徴
とするセルロース系材料の連続加水分解装置。 (20)圧縮手段が反応容器内で、該第−人口手段と該
第二出口手段の間に取り付けられた格子から成る特許請
求の範囲第α9項記載の装置。 (21) セルロース系材料を更に圧縮するために反応
容器内に取り付けられた第二の格子を更に含む特許請求
の範囲第(20項記載の装置。 (2渇 圧縮手段がセルロース系材料を反応容器に導入
するに先き立って該セルロース材料の少なくとも一部の
粒子サイズを小さくする手段から成る特許請求の範囲第
(19項記載の装置。 (23)反応容器内の酸溶液の一部を置換して核酸溶液
の゛容量を制御する手段を(に含む特許請求の範囲第(
19項記載の装置。 (241反応容器:セルロース系材料を反応容器に受け
入れるための、該反応容器の第一の端部に配置された第
一の入口手段;酸溶液を該反応装置に受け入れるための
、該反応容器の第二の端部に配置された第二の入口手段
;糖溶液を該反応容器から取り出すための、該反応容器
の第一端部に配置された第一の出口手段;リグニンを該
反応容器から取り出すための、該反応容器の第二端部に
配置され1こ第二の出口手段;および該反応容器内の酸
溶液の一部全置換して該酸溶液の容量を制御する手段か
ら成ることを特徴とするセルロース系材料の連続加水分
解装置。 (25) 酸溶液の置換手段がガスを反応容器に散大す
る手段から成る特許請求の範囲第1241項記載の装置
。 (26)酸溶液の置換手段が反応容器内の酸溶液の一部
をフラッシングして該反応容器内で蒸気を形成する手段
から成る特許請求の範囲第04j項記・或の装置。 (2′0 反応容器内の圧力を制御して酸M液のフラッ
シングの程度を制御する手段を更に含む特許請求の範囲
第■6)項記載の装置。 c!8)糖溶液を反応容器の第一出口手段から受け取り
、発酵させてアルコール全生成させるための発酵容器お
よび該発酵容器からのアルコールを精製するだめの蒸留
塔を更に含む特許請求の範囲第(1,9)項または第Q
イ)1j1記載の袈1s促。
Claims: (1) a cellulosic material is continuously introduced into a first end of the reaction vessel to form a bed within the reaction vessel; the density of the cellulosic bed is approximately 10 pounds/cubic; An acid solution is continuously introduced into the second end of the reaction vessel to a range of about 30 bonds/cu. contacting the acid solution with the cellulosic material in a countercurrent manner to produce lignin; removing the sugar solution from a first end of the reaction vessel; and removing lignin from a second end of the reaction vessel. Continuous hydrolysis method for cellulose materials. (2) The density of the bed is controlled by reducing the particle size of at least a portion of the cellulosic material prior to introduction of the cellulosic material into the reaction vessel. Continuous method. (3) pressurizing the cellulosic material with steam to a first pressure in the range of about 250 psi to about 1500 psi for about 1 minute to about 30 minutes; and subjecting the cellulosic material to a second pressure of substantially reduced pressure; A continuous method according to claim 2, characterized in that the particle size of at least a portion of the cellulosic material is characterized by a steam fragmentation process comprising the step of fracturing the structure of at least a portion of the cellulosic material. (4) Claim No. 2, wherein the second pressure is atmospheric pressure
Continuous method described in section 3). (Approximately 60% with 51se/I/loin type 1'f4'e steam)
3. The continuous process of claim 3, wherein the first pressure is applied to a pressure in the range of 0 psi to about 800 psi for about 1 minute to about 15 minutes. (6) The continuous method according to claim (1), wherein the specific density is controlled by compressing the cellulosic material forming the bed. (7) A continuous method according to claim (6), in which the cellulosic material is compressed with a grid installed in the reaction vessel. (8) The continuous method according to claim (1), further comprising the step of controlling the volume of the acid solution in the reaction vessel by replacing part of it with gas. (9) Continuously introducing the cellulosic material into the first end of the reaction vessel; continuously introducing the acid solution into the second end of the reaction vessel, and the acid solution hydrolyzing the cellulosic material to form sugars; The solution is contacted with the cellulosic material in a countercurrent manner to produce lignin; the volume of the acid solution in the reaction vessel is controlled by displacing a portion of it with gas; the sugar solution is placed at the first end of the reaction vessel. A process for continuous hydrolysis of cellulosic materials, comprising the steps of: and removing the lignin from a second end of the reaction vessel. 10. The continuous process of claim 9, wherein the +IO1 acid solution volume control step comprises expanding a gas into the acid solution to displace a portion of the acid solution in the reaction vessel. 11. The continuous process of claim 10, wherein sufficient gas is expanded into the acid solution such that the gas to acid solution volume ratio is from about 001:'1 to about 20:1. (121) The continuous method according to claim 101, wherein the gas expanded into the acid solution comprises carbon dioxide. (13) The step of controlling the volume of the acid solution flushes out a portion of the acid solution to form vapor. , thereby displacing a portion of the acid solution in the reaction vessel.
1. The continuous method according to claim 1. Q9: The continuous method according to claim (1) or (9), wherein the temperature in the reaction vessel is in the range of about 170°C to about 260°C. (t6) The continuous process according to claim 1 or 9, wherein the acid solution has an acid concentration of about 0.001% by weight to about 10% by weight. Claim No. (1) in which the acid in the αD acid solution is sulfuric acid
Continuous method as described in paragraph or paragraph (9). 08 Claim 1 further comprising the steps of: putting the sugar solution into a fermentation vessel; mixing yeast with the sugar solution; fermenting the sugar solution to produce alcohol; and distilling the alcohol in a distillation column. ) or the continuous method described in paragraph (9). 09 Reaction vessel; a first inlet means located at a first end of the reaction vessel for receiving cellulosic material into the reaction vessel; from about 10 pounds/cubic foot to about 30 pounds/cubic cellulose-based material; means for compressing the sugar solution to a density in the range of fibers; second artificial means disposed at the second end of the reaction vessel for receiving the acid solution into the reaction vessel; and for removing the sugar solution from the reaction vessel. a first outlet means located at a first end of the reaction vessel for removing lignin from the reaction vessel; and a second outlet means located at a second end of the reaction vessel for removing lignin from the reaction vessel. A continuous hydrolysis device for cellulosic materials, characterized by comprising: 20. The apparatus of claim 9, wherein the compression means comprises a grid mounted within the reaction vessel between the first population means and the second outlet means. (21) The apparatus of claim 20, further comprising a second grid mounted within the reaction vessel for further compressing the cellulosic material. The apparatus of claim 19 comprising means for reducing the particle size of at least a portion of the cellulosic material prior to introduction into the reaction vessel. (23) Displacing a portion of the acid solution in the reaction vessel. Claim No. 1 (including means for controlling the volume of nucleic acid solution)
The device according to item 19. (241 reaction vessel: a first inlet means located at a first end of the reaction vessel for receiving cellulosic material into the reaction vessel; a first inlet means of the reaction vessel for receiving an acid solution into the reaction vessel; a second inlet means located at the second end; a first outlet means located at the first end of the reaction vessel for removing a sugar solution from the reaction vessel; a second outlet means disposed at a second end of the reaction vessel for removal; and means for partially displacing the acid solution in the reaction vessel to control the volume of the acid solution. An apparatus for continuous hydrolysis of cellulosic materials, characterized in that: (25) the apparatus according to claim 1241, wherein the means for displacing the acid solution comprises means for expanding gas into the reaction vessel; (26) the apparatus for continuously hydrolyzing cellulosic materials An apparatus according to claim 04j, wherein the displacement means comprises means for flushing a portion of the acid solution within the reaction vessel to form a vapor within the reaction vessel. The apparatus according to claim 6), further comprising means for controlling the degree of flushing of the acid M solution. c!8) Receiving the sugar solution from the first outlet means of the reaction vessel and fermenting it. Claims (1, 9) or Q.
b) 1s promotion as described in 1j1.
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