NL1035493C2 - Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze. - Google Patents
Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1035493C2 NL1035493C2 NL1035493A NL1035493A NL1035493C2 NL 1035493 C2 NL1035493 C2 NL 1035493C2 NL 1035493 A NL1035493 A NL 1035493A NL 1035493 A NL1035493 A NL 1035493A NL 1035493 C2 NL1035493 C2 NL 1035493C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- acid
- vegetable material
- carbohydrate
- mixture
- treated
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
- A23K10/14—Pretreatment of feeding-stuffs with enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
- A23K10/32—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from hydrolysates of wood or straw
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
- A23K10/37—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from waste material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
- A23K20/10—Organic substances
- A23K20/105—Aliphatic or alicyclic compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K30/00—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs
- A23K30/10—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs of green fodder
- A23K30/15—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs of green fodder using chemicals or microorganisms for ensilaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K30/00—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs
- A23K30/10—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs of green fodder
- A23K30/15—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs of green fodder using chemicals or microorganisms for ensilaging
- A23K30/18—Processes specially adapted for preservation of materials in order to produce animal feeding-stuffs of green fodder using chemicals or microorganisms for ensilaging using microorganisms or enzymes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
- A23K50/10—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals for ruminants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
-
- 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
- C12P19/02—Monosaccharides
-
- 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
- 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
- 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
- C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
- Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Mycology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Birds (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
*
Korte aanduiding: Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze.
BESCHRIJVING
5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal. Tevens heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een oplosbaar of beter verteerbaar gemaakt koolhydraat bevattend plantaardig materiaal. Verder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het enzymatisch behandelen van koolhydraat bevattende 10 plantaardige materialen.
Een dergelijke werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal is bekend uit LU YULIN ET AL: “Biomimetic catalysis for hemicellulose hydrolysis in corn stover” BIOTECHNOLOGY PROGRESS, deel 23, nr. 1, januari 2007 (2007-01), bladzijden 116-123. LU YULIN ET AL beschrijven een 15 werkwijze waarin maïsstengels en -bladeren worden behandeld met maleïnezuur om de vorming van furfural door de afbraak van xylose te voorkomen.
Een dergelijke werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal is bekend uit Lloyd et al. (Bioresource Technology 2005, 96, 1967-1977). Lloyd et al. beschrijven een werkwijze waarin maïsstengels 20 en -bladeren worden behandeld met zwavelzuur onder verwarming gevolgd door een enzymatische behandeling ter verkrijging van suikers.
Een nadeel van deze methode is dat er veel nevenproducten worden gevormd.
Mosier et al. (Biotechnology Progress 2001, 17, 474-480) 25 beschrijven een werkwijze waarin zeer fijn gesuspendeerd cellulose wordt gehydrolyseerd met zwavelzuur of koolzuur of maleïnezuur. Dit voorbeeld betreft zeer zuivere cellulose, zonder storende nevenbestanddelen.
Een nadeel van deze methode voor de behandeling van plantaardige materialen is dat de cellulose eerst zeer fijn moet worden verdeeld en 30 dat storende begeleidende verbindingen zoals andere koolhydraatfracties en lignine, moeten worden verwijderd. Bovendien ontstaan er bij het gebruik van zwavelzuur veel nevenproducten.
Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor de bereiding van een met zuur behandeld plantaardig 1035493 2 materiaal dat geschikt is voor gebruik als of verwerking tot diervoeder eventueel na verdere enzymatische behandeling of dat geschikt is voor verwerking tot biobrandstoffen en bio-chemicaliën na verdere enzymatische behandeling.
Verder is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een 5 werkwijze te verschaffen voor de bereiding van een met zuur behandeld plantaardig materiaal waarbij beperkte hoeveelheden zuur nodig zijn.
Ook is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor de bereiding van een met zuur behandeld plantaardig materiaal waarbij minder nevenproducten worden gevormd.
10 Tevens is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen waarbij als uitgangsmateriaal een vast materiaal kan worden toegepast.
Hiernaast is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een product te verschaffen met een hoge concentratie opgeloste koolhydraten en 15 ontsloten koolhydraten. Verder is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een met zuur behandeld plantaardig materiaal te verschaffen waarin koolhydraten in hoge mate zijn ontsloten voor daaropvolgende enzymatische behandeling.
Verder is het een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een 20 werkwijze te verschaffen voor het enzymatisch behandelen van zuurbehandelde koolhydraat bevattende materialen.
Een of meer van de bovengenoemde doelstellingen worden bereikt door de werkwijze zoals beschreven in de aanhef, omvattende de stappen: (a) het verschaffen van een mengsel van een koolhydraat 25 bevattend plantaardig materiaal, een organisch zuur en, indien nodig, water, (b) het verwarmen van het mengsel verkregen in stap (a) tot een temperatuur van ten minste 120 °C gedurende een bepaalde tijd ter verkrijging van een mengsel omvattende met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal, water, oplosbaar gemaakt koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal en eventueel 30 organisch zuur, (c) het ten minste één maal herhalen van stap (b) waarbij voorafgaand aan stap (b) de stappen (d) en (e) worden uitgevoerd: (d) het afscheiden van het met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal van het mengsel verkregen in stap (b) ter verkrijging van een 3 vloeibare fractie die oplosbaar gemaakt koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal omvat, (e) het toevoegen van aanvullend koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal en eventueel aanvullend organisch zuur aan de vloeibare 5 fractie verkregen in stap (d) waarbij het mengsel dat in de herhaling van stap (b) wordt toegepast, het mengsel is dat wordt verkregen in stap (e).
Vele vezelrijke plantaardige materialen (biomassa) vertegenwoordigen een enorme bron van suikers (sachariden) zoals glucose, xylose, 10 arabinose, en uronzuren, zoals glucuronzuur en galacturonzuur, die hier ook als suikers worden aangemerkt. Deze suikers zijn in gebonden vorm aanwezig in de plantaardige materialen in de vorm van koolhydraten zoals bijvoorbeeld (hemi)cellulose en pectine. In deze vezelige plantaardige materialen is ook lignine aanwezig, een andere vezelige fractie die echter geen koolhydraat is. De suikers 15 waren tot nu toe slechts toepasbaar voor thermische processen zoals bijvoorbeeld verbranding of gasvorming. Deze suikers waren in de gebonden vorm immers niet of minder geschikt voor andere toepassingen, zoals bijvoorbeeld gebruik als diervoeder of als bron voor bio-chemicaliën.
Voorbehandelingen van plantaardig materiaal gevolgd door 20 biologische omzettingen zijn in het verleden bestudeerd. Deze voorbehandelingen variëren van zeer mild tot zeer intensief en hebben de ontsluiting en het oplosbaar maken van koolhydraat bevattende plantaardige materialen tot doel. Met de term ontsloten wordt bedoeld dat zowel de oplosbare koolhydraten als onoplosbare koolhydraten in het plantaardig materiaal vrijkomen en hierdoor goed beschikbaar 25 zijn voor eventuele hydrolyse of andere behandelingen. Deze voorbehandelingen van plantaardig materiaal worden opgevolgd door bestaande biologische processen zoals enzymatische en/of microbiologische omzettings-stappen. Tot dusver waren deze processtappen en de eventuele combinaties daarvan economisch niet uitvoerbaar wegens te hoge kosten, zoals kosten met betrekking tot vergisting, 30 enzymkosten, en kosten voor het verder opwerken van verkregen producten.
Recentelijk is de economische evaluatie van dergelijke processen veranderd van enkel de vergelijking met brandstoffen (verkregen uit olie) naar een geïntegreerde evaluatie. Bij een dergelijke geïntegreerde evaluatie worden de beschikbaarheid en kosten van brandstoffen beoordeeld, rekening houdend met 4 milieukwesties zoals bijvoorbeeld de productie van broeikasgassen.
Methoden voor de voorbehandeling van plantaardige materialen waarbij hoge concentraties van sterke anorganische basen en/of zuren worden toegepast, zoals natronloog of zwavelzuur, zijn kostbaar en brengen verspilling van 5 de toegepaste basen en/of zuren met zich mee. Methoden waarin lage concentraties van sterke anorganische basen en/of zuren worden toegepast in de voorbehandeling van plantaardig materiaal resulteren in producten met een onvolledige ontsluiting en zijn derhalve niet rendabel Bij dergelijke lage concentraties van ontsloten biomassa, is het na afloop van de voorbehandeling 10 noodzakelijk dat additionele concentratiestappen worden uitgevoerd die veel energie en tijd vereisen en derhalve kostbaar zijn.
Een ander nadeel van het gebruik van anorganische zuren en basen resulteert in de vorming van nevenproducten uit suikers tijdens de voorbehandeling. Omdat glucose bijvoorbeeld wordt omgezet in het nevenproduct 15 hydroxy-methylfurfural is dit een bron van verlies van waardevolle glucose.
Dergelijke nevenproducten remmen de werking van gisten en zijn mogelijk schadelijk voor dieren hetgeen onwenselijk is aangezien het de voorkeur verdient dat het voorbehandelde materiaal direct wordt toegepast in de productie van respectievelijk bio-ethanol en diervoeder. De vorming van afbraakproducten van 20 suikers, zoals hydroxymethylfurfural en furfural beperkt niet enkel de opbrengst maar ook de productiviteit bij de bereiding van voer en bij fermentatieve ethanolproductie vanwege een extra vereiste stap van verwijdering van deze nevenproducten.
Bij processen die resulteren in een lage concentratie ontsloten 25 biomassa zullen volgende processen zoals enzymatische of microbiologische behandelingen eveneens resulteren in lage concentratie van de gewenste producten. Voor de winning van bio-ethanol uit dergelijke bewerkte mengsels is het een groot nadeel dat er door de lage concentraties veel energie nodig is. Voor de bereiding van voer zijn deze lage concentraties ook een nadeel omdat dit het voer te 30 veel verdunt waardoor dure droogstappen moeten worden toegepast.
Door de voorbehandeling van het plantaardige materiaal worden de koolhydraten ontsloten voor bijvoorbeeld enzymatische hydrolyse. Door de enzymatische hydrolyse worden ten minste monosachariden verkregen uit de opgeloste en ontsloten koolhydraten om een toepasbaar product te verkrijgen. Er 5 kunnen op een dergelijke wijze echter ook disachariden en oligosachariden worden gewonnen om een toepasbaar product te verkrijgen (hier zal in het algemeen naar mono-, di- en/of oligosacharide worden verwezen met “sacharide”). Het product na enzymatische hydrolyse kan als voer of uitgangsmateriaal voor bio-brandstoffen of 5 chemische producten worden gebruikt.
De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zoals hiervoor beschreven heeft betrekking op een werkwijze voor de voorbehandeling van plantaardig materiaal omvattende de stappen (a) t/m (e). Een processchema is ter illustratie weergegeven in Fig. 1.
10 Figuur 1 is een schematische weergave van het proces volgens de uitvinding.
Stap (a) omvat het verschaffen van een mengsel van plantaardig materiaal, water en een organisch zuur. Optioneel wordt dit mengsel voorgeweekt. In stap (b) wordt dit mengsel verwarmd tot een temperatuur van 120 °C gedurende 15 een bepaalde tijd. Door de verwarmingsstap zijn de koolhydraten in het plantaardige materiaal gedeeltelijk ontsloten en zijn de oplosbaar gemaakte koolhydraten opgelost. Door deze ontsluiting zijn de onoplosbare koolhydraten beschikbaar voor de eventuele volgende processtappen zoals enzymatische of microbiologische verwerking van het plantaardige materiaal.
20 Uit stap (b) wordt een mengsel verkregen omvattende een met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal, water, oplosbaar gemaakt koolhydraat bevattend plantaardig materiaal en eventueel organisch zuur.
Het voordeel van de toepassing van een organisch zuur in plaats van een anorganisch zuur is dat hierdoor minder nevenproducten worden gevormd.
25 Dergelijke nevenproducten kunnen een negatieve werking hebben op de eventuele verdere verwerking van de verkregen producten verkregen volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding, zoals hiervoor beschreven. Ook kunnen deze nevenproducten een negatief effect hebben op de bruikbaarheid van de verkregen producten.
30 Vervolgens wordt het uit stap (b) verkregen mengsel in stap (d) gescheiden. Dit resulteert in twee met organisch zuur behandelde fracties: een vloeibare fractie omvattende oplosbaar gemaakt koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal met een bepaalde koolhydraat-concentratie en een vaste fractie omvattende een met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal. Hiervoor 6 kunnen bekende scheidingsmethoden worden toegepast zoals bijvoorbeeld persen of centrifugeren. De verkregen vaste fractie wordt na een eventuele wasstap bewaard voor eventuele latere verwerking in bijvoorbeeld enzymatische hydrolyse.
De verkregen vloeibare fractie wordt hergebruikt (stap (c)) door 5 hieraan opnieuw plantaardig materiaal toe te voegen in stap (e). Hierbij kan eventueel extra organisch zuur worden toegevoegd om het mengsel op een gewenste pH waarde te stellen. In de onderhavige uitvinding is het organisch zuur onder andere een katalysator voor de hydrolyse van koolhydraten. Doordat het mengsel wordt opgewarmd kan een klein deel van het organisch zuur worden 10 afgebroken. Bovendien kan de vezelfractie zuur binden. Door deze effecten zal het effectieve zuurgehalte afnemen waardoor de pH hoger zal worden ten opzichte van de oorspronkelijke zuuroplossing. Om hiervoor te compenseren kan eventueel zuur worden toegevoegd.
Vervolgens wordt dit mengsel weer verwarmd zoals in stap (b) 15 waarna het mogelijk is om stap (d) weer uit te voeren, wederom ter verkrijging van een vaste en een vloeibare fractie. Deze cyclus van scheiden (stap (d)), toevoegen van plantaardig materiaal en eventueel zuur (stap (e)) en verwarmen (stap (b)) kan, indien gewenst, meerdere malen worden herhaald. Hierbij zal de concentratie van opgeloste koolhydraten in de vloeibare fractie na elke herhaling toenemen.
20 Hogere concentraties van koolhydraten waren met methoden volgens de stand van de techniek niet mogelijk omdat ter verkrijging van een hogere concentratie meer plantaardig materiaal moest worden toegevoegd aan de zure oplossing in de eerste stap. Dit leidde tot een mengsel met hoge viscositeit c.q. een vochtig, maar vast reactiemengsel tijdens de voorbehandeling. Dit belemmerde de 25 menging in het proces waardoor de voorbehandeling niet meer goed kon worden uitgevoerd. De onderhavige uitvinders hebben nu gevonden dat door hergebruik van de vloeibare fractie ter verkrijging van een hogere koolhydraatconcentratie een grotere hoeveelheid aan plantaardig materiaal kan worden verwerkt zonder de nadelige hoge viscositeit c.q. geringe mengbaarheid. Het vaste, onoplosbare 30 gedeelte wordt immers na elke cyclus verwijderd.
Een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat tenminste twee herhalingen en met name drie herhalingen volgens stap (c). Het tenminste twee keer hergebruiken van de vloeibare fractie heeft als resultaat dat de concentratie opgeloste koolhydraten in de I ' 7 vloeibare fractie hoger is dan met één herhaling. Deze tweede herhaling resulteert tevens in een extra hoeveelheid vaste fractie. Door deze tweede herhaling zal er dus een hogere opbrengst koolhydraat per eenheid organisch zuur worden bewerkstelligd. Een meer de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de 5 werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat ten minste drie herhalingen volgens stap (c). Door deze extra herhaling zal de concentratie opgeloste koolhydraten in de vloeibare fractie hoger zijn dan met twee herhalingen. Ook zal er hierdoor een extra vaste fractie worden verkregen. Tevens resulteert herhaling dus in een nog hogere opbrengst koolhydraat per eenheid organisch zuur wat 10 economisch voordelig is.
Uiteraard is het ook mogelijk om een groter aantal herhalingen uit te voeren. Hierbij dient te worden gecontroleerd dat na elke herhaling de viscositeit van de verkregen vloeibare fractie nog zodanig laag is dat het mogelijk is om stap (b) nogmaals uit te voeren. Aldus bepaalt de viscositeit van de vloeibare fractie in 15 feite het aantal herhalingen. Deze viscositeit is in de praktijk de weerstand van het grondstof/water/zuurmengsel tegen mengen. Dit belemmert dus het inmengen van bijvoorbeeld extra zuur. In fysische zin is deze weerstand de energie die wordt gebruikt om een bepaald mengresultaat te verkrijgen. Traditioneel heeft viscositeit vooral betrekking op “stroperigheid” van vloeistoffen, het gaat dan dus om 20 moleculair opgeloste materialen. Maar ook een zeer hoge concentratie aan kleine, vaste deeltjes, vooral als deze vezelig van aard zijn, heeft dit effect. Het aantal herhalingen zal dus tevens afhankelijk zijn van de viscositeit en dus de samenstelling in stap (a).
Het verdient de voorkeur dat de werkwijze volgens de onderhavige 25 uitvinding een aanvullende stap (f) omvat die na stap (c) wordt uitgevoerd. Deze aanvullende stap (f) omvat het samenvoegen van het met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal verkregen in stap (d) (vaste fractie) en het mengsel verkregen in stap (b) (een combinatie van de vaste en vloeibare fractie). Een dergelijk mengsel omvat een hoge concentratie aan opgeloste koolhydraten en 30 een grote hoeveelheid met zuur bewerkt onoplosbaar plantaardig materiaal. Door de zuurbehandeling zijn de onoplosbare koolhydraten in het plantmateriaal grotendeels ontsloten en derhalve beschikbaar voor een eventuele verdere enzymatische behandeling. Door de fracties samen te voegen wordt er bij verdere verwerking een hoger suikergehalte verkregen. Door dit hogere gehalte zijn extra concentratie- 8 stappen overbodig voor de enzymbehandeling. Tevens is door samenvoeging het mengsel beter hanteerbaar bij verdere verwerking en hoeft een enzymatische en/of microbiologische behandeling maar één keer te worden uitgevoerd in plaats van een aantal malen voor de afzonderlijke vaste en vloeibare fractie. Tevens is door de 5 samenvoeging het mengsel beter hanteerbaar bij verdere verwerking.
Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat tussen stap (d) en stap (e) een aanvullende stap (d1). Deze aanvullende stap (d1) omvat het wassen met water van het met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal verkregen in stap (d) ter verkrijging 10 van een tweede vloeibare fractie. Het verdient de voorkeur dat de tweede vloeibare fractie in stap (d1) wordt gecombineerd met de vloeibare fractie verkregen in stap (d). Een dergelijke wasstap en het hergebruik van het waswater geeft een hogere opbrengst aan opgeloste koolhydraten. De opbrengst wordt verhoogd doordat eventuele in de vaste fractie achtergebleven oplosbare koolhydraten uit deze vaste 15 fractie worden gespoeld en aan de vloeibare fractie worden toegevoegd. Het waswater kan tevens een organisch zuur omvatten; hierdoor hoeft eventueel niet apart te worden aangezuurd voorafgaand aan het verwarmen van het mengsel.
Bij voorkeur bezit het toegepaste organische zuur een pKa-waarde van 1,3-5,0. De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat organische zuren met 20 een pKa-waarde van 1,3-5,0 een goede ontsluiting van koolhydraten geven zonder dat hierbij onwenselijk veel schadelijke en onwenselijke nevenproducten worden gevormd zoals bijvoorbeeld furfural en hydroxymethylfurfural. Indien er een zuur wordt gebruikt met een pKa-waarde lager dan 1,3 zullen zich meer nevenproducten vormen. Ligt de pKa-waarde hoger dan 5,0 dan kan de ontsluiting van koolhydraten 25 onwenselijk laag zijn. Enkele voorbeelden van organische zuren met een pKa-waarde van 1,3-5,0 die geschikt zijn voor toepassing in de onderhavige uitvinding worden gegeven in Tabel 1.
30 9
Tabel 1 _Zuur__Formule__gKa_
Vlierenzuur HCOOH 3,8 “\zijnzuur CH3COOH 4,8 5 3ropaanzuur CH3CH2COOH 4,8 3oterzuur C3H7COOH 4,8
Malonzuur [hOOCCH2COOH 2,9 3arnsteenzuur HOOC(CH2)2COOH 4,2
Slutaarzuur HOOC(CH2)3COOH 4,3 10 *\dipinezuur HOOC(CH2)4COOH 4,4
Maleïnezuur :is- HOOC-CH=CH-COOH 2,0 :umaarzuur :rans- HOOC-CH=CH-COOH 3,0
Vlelkzuur CH3CHOHCOOH 3,9 <\ppelzuur CH3CH2CHOHCOOH 3,4 15 ιΛ/ijnsteenzuur CH3CHOHCHOHCOOH 3,0
Citroenzuur CH2CH0HCH2(C00H)3.H20 3,1
Oxaalzuur HOOC-COOH 1,3 <oolzuur_H7C03__3J5_ 20 Hierbij verdient het de voorkeur dat het organisch zuur is gekozen uit de groep bestaande uit fumaarzuur, maleïnezuur, citroenzuur en melkzuur, of een combinatie hiervan. Zuren uit deze groep worden toegepast omdat deze een goede werkzaamheid bezitten en eventueel in voer aanwezig kunnen zijn zonder schadelijk te zijn voor dieren. Tevens hebben fumaarzuur, citroenzuur, melkzuur en 25 mogelijk ook maleïnezuur voeder-waarde voor het dier. Tevens hebben deze zuren geen negatieve uitwerking op ethanolvergisting. Fumaarzuur verdient de voorkeur vanwege zijn goede werkzaam-heid bij de ontsluiting van koolhydraten.
Het verdient verder de voorkeur dat de hoeveelheid organisch zuur in het mengsel van stap (a) ten hoogste 4 mol bedraagt, op basis van een kilogram 30 plantaardig materiaal. In een mengsel met een dergelijk zuurgehalte lossen koolhydraten goed op, worden de koolhydraten in het vaste plantaardige materiaal goed ontsloten en vormen zich minder schadelijke nevenproducten.
Bij voorkeur is het zuurgehalte omgekeerd evenredig met de pKa-waarde van het toegepaste zuur. Oftewel, hoe kleiner de pKa-waarde, hoe lager het 35 zuurgehalte omdat, hoe hoger de pKa-waarde, des te zwakker is het zuur.
Het verdient hierbij de voorkeur dat het zuurgehalte groter is dan 0,5 mol per kilogram plantaardig materiaal indien een organisch zuur met een pKa-waarde van groter dan of gelijk aan 4,0 wordt toegepast. Indien er te weinig zuur met een pKa-waarde groter dan of gelijk aan 4,0 wordt toegevoegd, zal de 10 ontsluiting van het plantmateriaal onvoldoende zijn, wat resulteert in een lagere sacharide opbrengst.
Tevens verdient het de voorkeur dat het zuurgehalte kleiner is dan 0,5 mol per kilogram plantaardig materiaal indien een organisch zuur met een pKa-5 waarde van kleiner dan 4,0 wordt toegepast. Indien er te veel zuur met een pKa-waarde van minder dan 4,0 wordt toegevoegd, zullen er te veel nevenproducten worden gevormd.
In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bezit het mengsel dat in stap (a) wordt verschaft een droge stofgehalte 10 liggend in het gebied van 5 tot 50%. Een dergelijk mengsel geeft goede ontsluiting van het plantaardige materiaal en een hoge concentratie aan opgeloste koolhydraten. Indien het gehalte aan droge stof laag is zal de opbrengst aan opgelost en ontsloten koolhydraat eveneens laag zijn, wat economisch nadelig is. Tevens zijn mengsels met een dergelijk gehalte droge stof goed hanteerbaar in een werkwijze 15 volgens de onderhavige uitvinding. Wanneer het gehalte droge stof boven de 50% is, zal het mengsel moeilijker hanteerbaar zijn. Een goed compromis tussen de voornoemde eigenschappen is door de onderhavige uitvinders gevonden voor een droge stofgehalte in het gebied van 5 tot 50% en dit verdient derhalve de voorkeur. Een met name goed compromis werd gevonden in het gebied van 10 to 40% en dit 20 verdient derhalve de voorkeur.
Het toegepaste plantaardige materiaal heeft bij voorkeur een cellulosegehalte van ten minste 5% (w/w). Materialen met lagere cellulosegehalten kunnen ook worden behandeld, maar plantaardige materialen met een lager gehalte zijn minder rendabel. Verwerking van deze materialen resulteert in een product met 25 een te laag suikergehalte.
Tevens verdient het de voorkeur dat het plantaardige materiaal een cellulosehoudend plantaardige materiaal is. Dit zijn veelal stengels, takken en stammen, wortels, bladeren, restanten van zaden die voor olie- en/of zetmeel-winning worden gebruikt, bijvoorbeeld stro, maïsstengels en -bladeren, gras en 30 combinaties hiervan. Tevens (resten uit) maïs, tarwe, raap- en sojaproducten, hout, jatropha, cassave, oliepalm, en suikerriet. Eveneens restanten van materialen die zijn gebruikt voor de productie van biobrandstoffen of zetmeel, zoals vezelige, koolhydraatrijke reststromen van maïs, gerst en tarweprocessing. Dit plantaardige materiaal bezit een koolhydraatgehalte dat hoog genoeg is om er voldoende suikers 11 uit te winnen om economisch haalbaar te zijn. Het verdient de voorkeur om uit de voornoemde groep te kiezen omdat deze grondstoffen op grote schaal voorhanden zijn als restproducten uit de agrarische en de industriële sector. Traditioneel worden deze producten verkleind door hakselen; dit is met messen machinaal verkleinen tot 5 stukjes van vaak ongeveer 5 mm groot, echter ook andere grootten zijn mogelijk.
De temperatuur in stap (b) ligt bij voorkeur in het gebied van 120-210 °C, en meer bij voorkeur bij 150-180 °C. Bij temperaturen beneden 120 °C hebben organische zuren weinig tot geen effect op de ontsluiting. Bij temperaturen boven 120 °C vormen zich schadelijke nevenproducten. Tevens kan een te hoge 10 temperatuur leiden tot ontleding van het organische zuur. De onderhavige uitvinders hebben gevonden dat een met name goed compromis tussen deze eigenschappen ligt in het gebied van 150-180 °C.
Het verdient de voorkeur dat tijdens stap (b) een druk wordt toegepast tussen 1 en 25 bar, bij voorkeur tussen 4 en 10 bar. Het verwarmen onder 15 verhoogde druk maakt het mogelijk om de hiervoor genoemde temperaturen boven de 100 °C toe te passen, daar het hier een waterig mengsel betreft. Een dergelijke druk kan bijvoorbeeld worden verkregen door verwarming van het mengsel in een gesloten vat. Hierdoor zal de druk stijgen door middel van verwarming en gasvorming. Echter, het vooraf aanbrengen van een verhoogde druk is ook 20 mogelijk.
Verder verdient het de voorkeur dat tijdens stap (b) een druk wordt toegepast tussen 100 en 200 bar indien koolzuur wordt toegepast als zuur. Door de toepassing van een dergelijke hoge druk is koolstofdioxide opgelost in de vloeistoffase en als koolzuur deels gedissocieerd. Door koolzuur onder deze 25 drukken toe te passen wordt bewerkstelligd dat het een pKa-waarde heeft in het hiervoor genoemde pKa-gebied van 1,3-5,0.
Het verwarmen in stap (b) wordt bij voorkeur gedurende 5 tot 60 minuten uitgevoerd. Gedurende deze tijd lost voldoende koolhydraat op en vindt goede ontsluiting plaats. Wanneer stap (b) te kort duurt vindt er onvoldoende 30 ontsluiting plaats en zal de opbrengst laag zijn, wat economisch onvoordelig is. Indien stap (b) te lang duurt zullen er te veel nevenproducten worden gevormd, wat nadelig is. Een tweede nadeel van het te lang uitvoeren van stap (b) is de benodigde energie voor het verwarmen voor langere tijd, wat economisch onvoordelig is. De 12 onderhavige uitvinders hebben een met name goed compromis gevonden tussen 15 tot 30 minuten
Bij voorkeur omvat(ten) stap (a), stap (e) of beide een extra stap (g) waarin het mengsel verkregen na het uitvoeren van stap (a) of (b) gedurende ten 5 hoogste 24 uur wordt voorgeweekt. Door deze optionele voorweekstap dringt het organisch zuur beter door in het plantaardig materiaal hetgeen resulteert in een hoge mate van onsluiting. Door de hoge mate van ontsluiting worden de koolhydraten in het vaste plantaardige materiaal goed ontsloten waardoor een hoge opbrengst aan ontsloten en opgeloste koolhydraten wordt verkregen. Deze hogere 10 mate van ontsluiting is economisch voordelig.
De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een oplosbaar gemaakt koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal verkrijgbaar uit stap (d) of stap (f).
Een dergelijk koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal 15 verkregen uit stap (d) is de vloeibare fractie en heeft een hoge concentratie koolhydraten en bevat weinig nevenproducten. Een dergelijke oplossing is derhalve geschikt voor bijvoorbeeld de enzymatische productie van bio-ethanol of voor toepassing als of in de bereiding van diervoeder.
Een dergelijk koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal 20 verkregen uit stap (d) is tevens de vaste fractie en omvat met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal. Dergelijk materiaal is geschikt om te gebruiken als veevoeder of om enzymatische behandeling te ondergaan ter verkrijging van vrije suikers. Dit wordt mogelijk gemaakt doordat de onoplosbare koolhydraten ontsloten zijn door de zuurbehandeling en dus beschikbaar zijn voor de 25 enzymatische behandeling.
Een dergelijke koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal verkregen uit stap (f) is een mengsel dat geschikt is om te worden gebruikt als diervoeder of om enzymatische behandeling te ondergaan ter verkrijging van vrije suikers. Naast de hoge kooihydraatconcentratie wordt dit mogelijk gemaakt doordat 30 de onoplosbare koolhydraten ontsloten zijn door de zuurbehandeling en dus beschikbaar zijn voor enzymatische behandeling. Een dergelijk mengsel is geschikt voor verdere verwerking tot diervoeder, bio-chemicaliën, en biobrandstoffen, zoals bio-ethanol.
« 13
De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het enzymatisch behandelen van koolhydraat-bevattende materialen verkregen uit de stappen (d) en (f). Deze werkwijze omvat de stappen van: (i) het verschaffen van het met organisch zuur behandeld 5 koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal uit stap (d) of stap (f); optioneel het aanpassen van de pH van het koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal, (ii) het in reactie brengen van het sacharide bevattende materiaal verkregen in stap (i) met een splitsend enzym.
Als enzymen kunnen alle bekende hydrolyserende enzymen worden 10 toegepast en met name enzymen behorende tot de typen: cellulase, hemicellulase en pectinase. De benodigde reactietijd zal afhangen van het gekozen type enzym en de concentratie ervan. Met een dergelijke behandeling kunnen onder andere monosachariden, disachariden of oligosachariden of combinaties hiervan worden verkregen. Indien gewenst kan voorafgaand aan de enzymatische hydrolyse de pH 15 van het verkregen mengsel worden aangepast door toevoeging van extra zuur of base. De gewenste pH kan afhangen van het gekozen enzym welke binnen een bepaald pH-gebied optimaal werkt. Door aanpassing van de pH zal de efficiëntie van de enzymatische hydrolyse hoger zijn.
Een dergelijke enzymatische behandeling leidt tot de toename van 20 vrije oplosbare sachariden. Onder andere door de hoge concentratie aan vrije sachariden en lage concentratie aan nevenproducten is het mengsel geschikt voor verdere verwerking tot diervoeder. Door de hoge concentratie aan vrije sachariden is dit mengsel tevens geschikt voor de fermentatieve productie van bio-ethanol.
Het verdient de voorkeur dat deze enzymatische behandeling 25 aansluitend op de hiervoor besproken werkwijzen volgens de onderhavige uitvinding wordt uitgevoerd. Hierdoor is het mogelijk om in een korte tijd uit plantaardig materiaal een mengsel te verkrijgen met een hoog sacharidegehalte. De korte tijdspanne in combinatie met een laag verbruik aan organisch zuur en het verkregen hoge sacharidegehalte is economisch voordelig.
30 De onderhavige uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van een aantal niet beperkende voorbeelden.
Verdere uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden weergegeven in de conclusies.
14
Voorbeelden.
Voorbeeld 1. Vorming van furfural en hydroxymethylfurfural (HMF) tijdens zure hydrolyse met organische zuren volgens de onderhavige uitvinding en met zwavelzuur. De hydrolyse werd voor ieder zuur uitgevoerd met 70 gram zuur per 5 kilogram stro. De zure hydrolyse werd gedurende 30 minuten uitgevoerd met een drogestofgehalte van 10%. De resultaten worden weergegeven in tabel 2 en 3 waarbij de hoeveelheid furfural (tabel 2) en HMF (tabel 3) wordt uitgedrukt in gram per kilogram stro. De waardes in tabel 2 en 3 tonen duidelijk dat zure hydrolyse met zuren volgens de onderhavige uitvinding minder furfural en HMF oplevert dan met 10 zwavelzuur.
Tabel 2 ~ furfural(q/ka1 temp, °C _fumaarzuur__maleïnezuur__zwavelzuur 15 130 °-2 °·2 1·1 150 1.7 3,1 8,4 170 _7JJ__8J)__15J>_
Tabel 3 20 HMF (g/kqj temp, °C__fumaarzuur__maleïnezuur__zwavelzuur_ 130 0,2 0,2 0,3 150 0,6 0,8 2 170 _U_I 1.3 _1.9 25 1035493
Claims (17)
1. Werkwijze voor het met zuur behandelen van een koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal omvattende de stappen van: 5 (a) het verschaffen van een mengsel van een koolhydraat- bevattend plantaardig materiaal, water en een organisch zuur, (b) het verwarmen van het mengsel verkregen in stap (a) tot een temperatuur van ten minste 120 °C gedurende een bepaalde tijd ter verkrijging van een mengsel omvattende met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal, 10 water, oplosbaar gemaakt koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal en eventueel organisch zuur, (c) het ten minste één maal herhalen van stap (b) waarbij voorafgaand aan stap (b) de stappen (d) en (e) worden uitgevoerd: (d) het afscheiden van het met zuur behandeld onoplosbaar 15 plantaardig materiaal van het mengsel verkregen in stap (b) ter verkrijging van een vloeibare fractie die oplosbaar gemaakt koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal omvat, (e) het toevoegen van aanvullend koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal en eventueel aanvullend organisch zuur aan de vloeibare 20 fractie verkregen in stap (d) waarbij het mengsel dat in de herhaling van stap (b) wordt toegepast, het mengsel is dat wordt verkregen in stap (e).
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aantal herhalingen volgens stap (c) ten minste twee, en bij voorkeur ten minste drie 25 bedraagt.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de werkwijze een aanvullende stap (f) omvat die na stap (c) wordt uitgevoerd: (f) het samenvoegen van het met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal verkregen in stap (d) en het mengsel verkregen in stap (b).
4. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat tussen stap (d) en stap (e) een aanvullende stap (d1) wordt uitgevoerd, V- 4 93 (d1) het wassen van het met zuur behandeld onoplosbaar plantaardig materiaal verkregen in stap (d) met water ter verkrijging van een tweede vloeibare fractie.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tweede 5 vloeibare fractie verkregen in stap (d 1) wordt gecombineerd met de vloeibare fractie verkregen in stap (d).
6. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het organisch zuur een pKa waarde bezit van 1,3-5,0.
7. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat de temperatuur in stap (b) in het gebied ligt van 120-210 °C, bij voorkeur 150-180°C.
8. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de hoeveelheid organisch zuur in het mengsel van stap (a) ten hoogste 4 mol bedraagt, op basis van een kilogram plantaardig materiaal.
9. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het mengsel dat in stap (a) wordt verschaft een droge stof gehalte heeft liggend in het gebied van 5 tot 50 %, bij voorkeur in het gebied van 10 tot 40%.
10. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, 20 met het kenmerk, dat het plantaardige materiaal een cellulosehoudend plantaardige materiaal is.
11. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het organisch zuur wordt gekozen uit de groep bestaande uit fumaarzuur, maleïnezuur, citroenzuur en melkzuur, of een combinatie hiervan en bij 25 voorkeur fumaarzuur.
12. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat tijdens stap (b) een druk wordt toegepast tussen 1 en 25 bar, bij voorkeur tussen 4 en 10 bar.
13. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-10, met het-30 kenmerk, dat tijdens stap (b) een druk wordt toegepast tussen 100 en 200 bar indien koolzuur wordt toegepast als organisch zuur.
14. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het verwarmen in stap (b) gedurende 5 tot 60 minuten wordt uitgevoerd, bij voorkeur 15 tot 30 minuten. (
15. Werkwijze volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat stap (a), stap (e) of beide een extra stap (g) omvat(ten) waarin het mengsel verkregen na het uitvoeren van stap (a) of (e) gedurende ten hoogste 24 uur wordt voorgeweekt.
16. Met zuur behandeld koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal verkrijgbaar uit stap (d) of stap (f).
17. Werkwijze voor het enzymatisch behandelen van het met zuur behandeld koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal uit conclusie 16, omvattende de stappen van: 10 (i) het verschaffen van het met organisch zuur behandeld koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal volgens conclusie 16; optioneel het aanpassen van de pM van het koolhydraat-bevattend plantaardig materiaal, (ii) het in reactie brengen van het materiaal verkregen in stap (i) met ten minste een sacharide afsplitsend enzym. 15 -'55 4 93
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1035493A NL1035493C2 (nl) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze. |
| EP09755074.3A EP2278889B9 (en) | 2008-05-29 | 2009-05-29 | Method for treating vegetable material with acid as well as products obtained with this method |
| PCT/NL2009/000125 WO2009145617A2 (en) | 2008-05-29 | 2009-05-29 | Method for treating vegetable material with acid as well as products obtained with this method |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1035493A NL1035493C2 (nl) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze. |
| NL1035493 | 2008-05-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1035493C2 true NL1035493C2 (nl) | 2009-12-03 |
Family
ID=40254494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1035493A NL1035493C2 (nl) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2278889B9 (nl) |
| NL (1) | NL1035493C2 (nl) |
| WO (1) | WO2009145617A2 (nl) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2489780B1 (en) | 2011-02-16 | 2016-07-13 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Integrated process for the selective fractionation and separation of lignocellulose in its main components |
| CN103814136A (zh) | 2011-09-21 | 2014-05-21 | 国际壳牌研究有限公司 | 通过稀酸预处理来加工木质纤维素材料的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050271770A1 (en) * | 2002-08-05 | 2005-12-08 | Jonathan Hughes | Production of a fermentation product |
-
2008
- 2008-05-29 NL NL1035493A patent/NL1035493C2/nl not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-05-29 WO PCT/NL2009/000125 patent/WO2009145617A2/en active Application Filing
- 2009-05-29 EP EP09755074.3A patent/EP2278889B9/en not_active Not-in-force
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050271770A1 (en) * | 2002-08-05 | 2005-12-08 | Jonathan Hughes | Production of a fermentation product |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| DIEN B S ET AL: "Chemical composition and response to dilute-acid pretreatment and enzymatic saccharification of alfalfa, reed canarygrass, and switchgrass", BIOMASS AND BIOENERGY, PERGAMON, OXFORD, GB, vol. 30, no. 10, 1 October 2006 (2006-10-01), pages 880 - 891, XP025109390, ISSN: 0961-9534, [retrieved on 20061001] * |
| KARIMI K ET AL: "Conversion of rice straw to sugars by dilute-acid hydrolysis", BIOMASS AND BIOENERGY, PERGAMON, OXFORD, GB, vol. 30, no. 3, 1 March 2006 (2006-03-01), pages 247 - 253, XP025109448, ISSN: 0961-9534, [retrieved on 20060301] * |
| LLOYD T A ET AL: "Combined sugar yields for dilute sulfuric acid pretreatment of corn stover followed by enzymatic hydrolysis of the remaining solids", BIORESOURCE TECHNOLOGY, ELSEVIER, GB, vol. 96, no. 18, 1 December 2005 (2005-12-01), pages 1967 - 1977, XP025313205, ISSN: 0960-8524, [retrieved on 20051201] * |
| LU YULIN ET AL: "Biomimetic catalysis for hemicellulose hydrolysis in corn stover", BIOTECHNOLOGY PROGRESS, vol. 23, no. 1, January 2007 (2007-01-01), pages 116 - 123, XP002512196, ISSN: 8756-7938 * |
| MOSIER N ET AL: "Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass", BIORESOURCE TECHNOLOGY, ELSEVIER, GB, vol. 96, no. 6, 1 April 2005 (2005-04-01), pages 673 - 686, XP025313257, ISSN: 0960-8524, [retrieved on 20050401] * |
| SAHA B C ET AL: "Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol", PROCESS BIOCHEMISTRY, ELSEVIER, NL, vol. 40, no. 12, 1 December 2005 (2005-12-01), pages 3693 - 3700, XP025306655, ISSN: 1359-5113, [retrieved on 20051201] * |
| SUN Y ET AL: "Dilute acid pretreatment of rye straw and bermudagrass for ethanol production", BIORESOURCE TECHNOLOGY, ELSEVIER, GB, vol. 96, no. 14, 1 September 2005 (2005-09-01), pages 1599 - 1606, XP025313364, ISSN: 0960-8524, [retrieved on 20050901] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009145617A2 (en) | 2009-12-03 |
| WO2009145617A3 (en) | 2010-07-15 |
| EP2278889B9 (en) | 2014-09-10 |
| EP2278889A2 (en) | 2011-02-02 |
| EP2278889B1 (en) | 2014-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5926245B2 (ja) | セルロースの酵素的加水分解 | |
| Tocco et al. | Recent developments in the delignification and exploitation of grass lignocellulosic biomass | |
| Ávila et al. | Evaluation of the chemical composition of a mixture of sugarcane bagasse and straw after different pretreatments and their effects on commercial enzyme combinations for the production of fermentable sugars | |
| Allison et al. | The effect of ionic liquid pretreatment on the bioconversion of tomato processing waste to fermentable sugars and biogas | |
| EA026271B1 (ru) | Способы переработки лигноцеллюлозной биомассы путем применения одностадийного аутогидролиза и ферментативного гидролиза с отводом c5 и постгидролизом | |
| EP3307897B1 (en) | Hydrothermal-mechanical treatment of lignocellulosic biomass for production of fermentation products | |
| Vandenbossche et al. | Suitability assessment of a continuous process combining thermo-mechano-chemical and bio-catalytic action in a single pilot-scale twin-screw extruder for six different biomass sources | |
| WO2008084490A1 (en) | A process for preparation of ethanol by hydrolysis of celluloses of ligno-cellulosic bio-mass | |
| Cahyadi et al. | Delignification of Lignocellulosic Biomass Sugarcane Bagasse by Using Ozone as Initial Step to Produce Bioethanol. | |
| NL1035493C2 (nl) | Werkwijze voor het met zuur behandelen van plantaardig materiaal alsmede producten verkregen met deze werkwijze. | |
| AU2013237533B2 (en) | Process for the production of organic compounds from plant species | |
| KR101216829B1 (ko) | 다단계 공정을 포함하는 글루코오스 제조방법 | |
| Mensah et al. | Two-step physico-biological production of xylooligosaccharides from sugarcane leaves | |
| US8497097B2 (en) | Chlorine dioxide treatment of biomass feedstock | |
| Soares | Impact of Ustilago maydis Corn Infection on OrganoCat Pretreatment | |
| Fuadi et al. | The Influence of Temperature, Time and Initial Heating on Enzymatic Hydrolysis of a Used Paper to Produce Glucose | |
| Husin et al. | Hydrolysis of microcrystalline cellulose isolated from waste seeds of Leucaena leucocephala for glucose production | |
| Siblings | My beloved father and mother | |
| Bertini et al. | XIX Congresso Nazionale CIRIAF | |
| FR3029532A1 (fr) | Procede de pretraitement de biomasse lignocellulosique dans un solvant | |
| Park | Qiang Han, Yanbin Jin, Hasan Jameel, Hou-min Chang, Richard Phillips & |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Effective date: 20110520 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20150601 |