RU2670927C1 - Способ получения сахаров из биомассы - Google Patents
Способ получения сахаров из биомассы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670927C1 RU2670927C1 RU2016120839A RU2016120839A RU2670927C1 RU 2670927 C1 RU2670927 C1 RU 2670927C1 RU 2016120839 A RU2016120839 A RU 2016120839A RU 2016120839 A RU2016120839 A RU 2016120839A RU 2670927 C1 RU2670927 C1 RU 2670927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biomass
- specified
- sugars
- carbon atoms
- hemicellulose
- Prior art date
Links
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 83
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 48
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 47
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 37
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 33
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 33
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 33
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 33
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 25
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 19
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 claims description 18
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 16
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 13
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 11
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 241000132536 Cirsium Species 0.000 claims description 6
- 241001495453 Parthenium argentatum Species 0.000 claims description 6
- -1 alkyl sulfonic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 6
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 6
- 244000019459 Cynara cardunculus Species 0.000 claims description 5
- 235000003200 Cynara cardunculus Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 4
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 125000006273 (C1-C3) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- LOVYCUYJRWLTSU-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dichlorophenoxy)-n,n-diethylethanamine Chemical compound CCN(CC)CCOC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 LOVYCUYJRWLTSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 240000003433 Miscanthus floridulus Species 0.000 claims description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 claims description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 claims 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 claims 1
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract description 11
- NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxymethylfurfural Chemical compound OCC1=CC=C(C=O)O1 NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N hydroxymethylfurfural Natural products COC1=CC=C(C=O)O1 RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 26
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 10
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 10
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 10
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 10
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 8
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 8
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 7
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 7
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 6
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 4
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 4
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 4
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 3
- XTEGVFVZDVNBPF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-disulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1S(O)(=O)=O XTEGVFVZDVNBPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KVBGVZZKJNLNJU-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=CC2=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C21 KVBGVZZKJNLNJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=C(C=O)C=C1 RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 240000004584 Tamarindus indica Species 0.000 description 2
- 235000004298 Tamarindus indica Nutrition 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N methyl cyanide Natural products CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 2
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N potassium superoxide Chemical compound [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- HNSDLXPSAYFUHK-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)CC(S(O)(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC HNSDLXPSAYFUHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOSOKWRRCVPEJS-UHFFFAOYSA-N 1-(furan-2-yl)ethane-1,2-diol Chemical compound OCC(O)C1=CC=CO1 YOSOKWRRCVPEJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDMOEFOXLIZJOW-UHFFFAOYSA-N 1-dodecanesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCS(O)(=O)=O LDMOEFOXLIZJOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N Metaphosphoric acid Chemical compound OP(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010089356 Novozym 188 Proteins 0.000 description 1
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000005498 Setaria italica Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- MPCQNSCUKOECNW-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;ethanol Chemical compound CCO.CCCCO MPCQNSCUKOECNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003780 keratinization Effects 0.000 description 1
- 239000002650 laminated plastic Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000021048 nutrient requirements Nutrition 0.000 description 1
- WLGDAKIJYPIYLR-UHFFFAOYSA-N octane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCS(O)(=O)=O WLGDAKIJYPIYLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 235000002252 panizo Nutrition 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 125000005385 peroxodisulfate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- KCDXJAYRVLXPFO-UHFFFAOYSA-N syringaldehyde Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC(OC)=C1O KCDXJAYRVLXPFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COBXDAOIDYGHGK-UHFFFAOYSA-N syringaldehyde Natural products COC1=CC=C(C=O)C(OC)=C1O COBXDAOIDYGHGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N vanillin Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC=C1O MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012141 vanillin Nutrition 0.000 description 1
- FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N vanillin Natural products COC1=CC(O)=CC(C=O)=C1 FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 150000003741 xylose derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000000969 xylosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO1)* 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/06—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of starch or raw materials containing starch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
- C13K13/002—Xylose
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Предложен способ получения сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид. Способ включает приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода. Причем рН указанного водного раствора составляет от 0,6 до 1,6, предпочтительно от 0,9 до 1,3. Изобретение позволяет увеличить выход сахаров из биомассы при одновременном низком образовании побочных продуктов, например фурфураля или гидроксиметилфурфураля. 13 з.п. ф-лы, 5 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения сахаров из биомассы, включающей по меньшей мере один полисахарид.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, включающему приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, причем рН указанного водного раствора составляет от 0,6 до 1,6, предпочтительно от 0,9 до 1,3.
Полученные таким способом сахара можно с преимуществом использовать в качестве источника углерода в процессах ферментации для получения спиртов (например, этанола, бутанола), диолов (например, 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,4-бутандиола, 2,3-бутандиола), липидов или других промежуточных или конечных продуктов. Указанные спирты, диолы, липиды или другие промежуточные или конечные продукты можно с преимуществом использовать в химической промышленности или в составе топлива для автотранспортных средств. Указанные спирты и указанные диолы также можно с преимуществом использовать при получении биобутадиена.
В технике известно получение сахаров из биомассы, в частности из лигноцеллюлозной биомассы.
Лигноцеллюлозная биомасса представляет собой сложную структуру, включающую три основных компонента: целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Их относительное количество изменяется в зависимости от типа используемой лигноцеллюлозной биомассы. Например, в случае растений, указанное количество изменяется в зависимости от вида и возраста растений.
Целлюлоза является основным компонентом лигноцеллюлозной биомассы и обычно присутствует в количестве от 30 мас.% до 60 мас.%, исходя из общей массы лигноцеллюлозной биомассы. Целлюлоза состоит из молекул глюкозы (от приблизительно 500 до 10000 звеньев), связанных друг с другом посредством β-1,4 глюкозидной связи. Установление водородных связей между цепями приводит к образованию кристаллических доменов, что придает стойкость и эластичность растительным волокнам. В природе она может встречаться в чистом виде только в однолетних растениях, таких как хлопок и лен, тогда как в древесных растениях она всегда сопровождается гемицеллюлозой и лигнином.
Гемицеллюлоза, которая обычно присутствует в количестве от 10 мас.% до 40 мас.%, исходя из общей массы лигноцеллюлозной биомассы, представляет собой сополимер, относительно короткий (от 10 до 200 молекул) и разветвленный, состоящий как из сахаров с шестью атомами углерода (глюкоза, манноза, галактоза), так и из сахаров с пятью атомами углерода (ксилоза, арабиноза). Некоторые важные свойства растительных волокон обусловлены присутствием гемицеллюлозы, среди которых основным свойством является склонность к насыщению влагой указанных растительных волокон, когда присутствует вода, что приводит к набуханию. Гемицеллюлоза также обладает липкостью и, следовательно, имеет тенденцию к твердению или ороговению, в результате чего указанные растительные волокна становятся жесткими и более медленно насыщаются влагой.
Лигнин обычно присутствует в количестве от 10 мас.% до 30 мас.%, исходя из общей массы лигноцеллюлозной биомассы. Его основная функция состоит в связывании и скреплении различных растительных волокон между собой, придавая растению плотность и стойкость, а также он обеспечивает защиту от насекомых, болезнетворных микроорганизмов, повреждений и ультрафиолетового излучения. Его в основном используют в качестве топлива, но в настоящее время его также используют в промышленности в качестве диспергирующего, отверждающего агента, эмульгатора для слоистых пластиков, картона и резиновых изделий. Его также можно подвергать химической обработке с получением ароматических соединений типа ванилина, сирингальдегида, п-гидроксибензальдегида, которые можно использовать в фармацевтике или в косметической и пищевой промышленности.
Чтобы оптимизировать преобразование лигноцеллюлозной биомассы в продукты энергетического назначения, известна предварительная обработка указанной биомассы для отделения лигнина и гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы до простых сахаров, таких как, например, глюкоза и ксилоза, которые затем подвергают процессам ферментации.
Способом, обычно используемым для вышеуказанной цели, является кислотный гидролиз, который осуществляют в присутствии разбавленных или концентрированных сильных кислот.
Например, в US 6423145 описан способ гидролиза лигноцеллюлозной биомассы с получением большого количества поддающихся ферментации сахаров, включающий: пропитку лигноцеллюлозного материала смесью, включающей разбавленную кислоту в качестве катализатора (например, серную кислоту, соляную кислоту, азотную кислоту, диоксид серы или любую другую сильную кислоту, позволяющую обеспечить значение рН менее приблизительно 3) и катализатор на основе соли металла (например, сульфат двухвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, хлорид трехвалентного железа, сульфат алюминия, хлорид алюминия, сульфат магния), в таком количестве, чтобы обеспечить высокий выход поддающихся ферментации сахаров по сравнению с этой величиной, получаемой в присутствии только разбавленной кислоты; подачу пропитанного лигноцеллюлозного материала в реактор и нагревание (например, до температуры от 120°С до 240°С) в течение периода времени (например, в течение периода времени от 1 мин до 30 мин), достаточного для гидролиза по существу всей гемицеллюлозы и свыше 45% целлюлозы до сахаров, растворимых в воде; извлечение сахаров, растворимых в воде.
В WO 2010/102060 описан способ предварительной обработки биомассы, предназначенной для использования на заводе по переработке биомассы с получением продукта ферментации, включающий следующие стадии: обработка (например, удаление нежелательных материалов, измельчение) биомассы перед подачей ее на предварительную обработку; предварительная обработка биомассы разбавленной кислотой (например, серной кислотой) с концентрацией от приблизительно 0,8 мас.% до приблизительно 1,1 мас.% при температуре от приблизительно 130°С до приблизительно 170°С, в течение периода времени от приблизительно 8 мин до приблизительно 12 мин; где продукт ферментации может быть получен посредством разделения предварительной обработанной биомассы на жидкий компонент, включающий ксилозу, и твердый компонент, из которого может быть получена глюкоза, и извлечения ксилозы для ферментации; при этом биомасса включает лигноцеллюлозный материал, а лигноцеллюлозный материал включает початки кукурузы, листовую обертку початков кукурузы, листья кукурузы и стебли кукурузы.
В WO 2010/071805 описан способ предварительной обработки лигноцеллюлозного материала, который включает: первую предварительную обработку лигноцеллюлозного материала, осуществляемую в нежестких рабочих условиях с получением первого продукта; приведение указанного первого продукта в контакт с разбавленной кислотой в водном растворе (например, серной кислотой, сернистой кислотой, диоксидом серы, фосфорной кислотой, угольной кислотой) с получением второго продукта. Указанный двухстадийный способ позволяет обеспечить продукты, используемые для получения биоэтанола.
В US 2010/0227369 описан способ получения продукта ферментации в системе ферментации из биомассы, которую предварительно обрабатывают и разделяют на первый компонент и на второй компонент, причем указанный способ включает следующие стадии: подачу первого компонента в систему ферментации; подачу в систему ферментации организма, способного к выработке этанола («этанологена»); выдержку первого компонента и организма, способного к выработке этанола («этанологена») в системе ферментации при температуре от приблизительно 26°С до приблизительно 37°С и при рН от приблизительно 4,5 до приблизительно 6,0, в течение периода времени не менее 18 ч; извлечение продукта ферментации из системы ферментации; при этом организм, способный к выработке этанола («этанологен») подают в систему ферментации в количестве менее 150 г организма, способного к выработке этанола («этанологен») (сухая масса) на литр первого компонента; биомасса включает лигноцеллюлозный материал; лигноцеллюлозный материал включает по меньшей мере один материал из следующих: початки кукурузы, листовая обертка початка кукурузы, листья кукурузы и стебли кукурузы; первый компонент включает пентозу; пентоза включает ксилозу; организм, способный к выработке этанола («этанологен») способен обеспечить ферментацию ксилозы в этанол. Предварительную обработку биомассы предпочтительно осуществляют посредством приведения указанной биомассы в контакт с кислотой, такой как, например, серная кислота, соляная кислота, азотная кислота, фосфорная кислота, уксусная кислота или их смеси.
В US 2008/0274509 описан способ получения гидролизованного продукта из лигноцеллюлозного материала, включающий: а) предварительную обработку указанного лигноцеллюлозного материала соединением, выбираемым из группы, состоящей из серной кислоты, щелочей, пероксодисульфатов, пероксида калия и их смесей, в присутствии воды, с получением водной фазы и б) после удаления водной фазы и промывки полученного продукта, обработку указанного продукта ферментом, используемым для гидролиза, в присутствии воды, с получением гидролизованного продукта, причем указанный гидролизованный продукт подходит в качестве источника углерода для ферментации.
В Tsoutsos Т. et al., «Energies» (2011), Vol. 4, pages 1601-1623, описана оптимизация получения растворов поддающихся ферментации сахаров для получения биоэтанола из лигноцеллюлозной биомассы. В связи с этим, лигноцеллюлозную биомассу подвергают двухстадийному процессу гидролиза в присутствии разбавленной кислоты. В частности, испытания осуществляли в присутствии кислот (например, соляной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты, азотной кислоты), разбавленных до концентрации вплоть до 3% - 4%, и при температуре от 100°С до 240°С. Гидролиз гемицеллюлозы протекает при температуре от 110°С до 140°С, тогда как кристаллическая целлюлоза остается практически неизменной вплоть до температуры 170°С и гидролизуется при температуре 240°С.
В Gonzales-Hernandez J.С. et al., «Journal of the Mexican Chemical Society» (2011), Vol. 56 (4), pages 395-401, описан гидролиз полисахаридов из семян тамаринда. В частности, семена тамаринда подвергают гидролизу при различных рабочих условиях: т.е. при температуре от 86°С до 130,2°С; при концентрации азотной кислоты или серной кислоты от 0,32 об. % до 3,68 об. %; и при времени контакта от 13,2 мин до 40 мин. Наблюдали, что температура и время представляют собой факторы, которые главным образом влияют на гидролиз сахаров: в частности, наилучшими рабочими условиями для обеих кислот были следующие: температура, равная 130,2°С, концентрация, равная 2 об. %, время контакта 30 мин, с выходом сахаров, приблизительно равным 110 г/л.
В Shatalov A.A. Et al., «Chemical Engineering & Process Technology» (2011), Vol. 2, Issue 5, pages 1-8, описано получение ксилозы из чертополоха (Cynara cardunculus L.) посредством гидролиза в присутствии разбавленной серной кислоты, при низкой температуре, в одну стадию. В частности, при работе в оптимальных условиях, т.е. при температуре, равной 138,5°С, времени обработки, равном 51,7 мин, концентрации кислоты, равной 1,28%, степень извлечения ксилозы составляет 86%, при низкой деструкции целлюлозы и низкой выработке фурфурола (глюкоза = 2,3 г и фурфурол (Ф) 1,04 г на 100 г чертополоха).
Однако, вышеописанные способы имеют некоторые недостатки.
Например, если кислотный гидролиз осуществляют при высоких температурах, например, выше 140°С, могут образоваться побочные продукты в результате гидратации сахаров и частичной деполимеризации лигнина, такие как, например, фурфурол (Ф), гидроксиметилфурфурол (ГМФ), фенольные соединения, которые действуют как ингибиторы роста микроорганизмов, обычно используемых в последующих процессах ферментации сахаров, что приводит к значительному снижению эффективности и производительности этих процессов.
С другой стороны, если кислотный гидролиз осуществляют при низких температурах, например, менее 140°С, может быть получена ограниченная деструкция лигноцеллюлозной биомассы, а указанная деструкция необходима для высвобождения волокон целлюлозы из решетки лигнина, которая их окружает, чтобы обеспечить возможность их использования с преимуществом на последующей стадии ферментативного гидролиза. Фактически, обычно используемым в ферментативном гидролизе ферментам (например, целлюлазе) трудно достигать волокон целлюлозы, прокрытых лигнином.
В технике известны попытки преодоления вышеуказанных недостатков.
Например, в WO 2010/069583 описан способ получения одного или более сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, включающий приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, предпочтительно п-толуолсульфоновой кислоты, 2-нафталинсульфоновой кислоты, 1,5-нафталиндисульфоновой кислоты, при температуре, большей или равной 160°С, предпочтительно от 160°С до 230°С. В указанной патентной заявке также упомянуты алкилсульфоновые кислоты, содержащие от 4 до 16 атомов углерода, предпочтительно от 8 до 12 атомов углерода, еще более предпочтительно октилсульфоновая кислота и додецилсульфоновая кислота. Однако, приведены примеры гидролиза, относящиеся только к использованию 2-нафталинсульфоновой кислоты.
В WO 2010/015404 описан способ получения сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, включающий приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 7 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 9 до 15 атомов углерода, более предпочтительно п-толуолсульфоновой кислоты, 2-нафталинсульфоновой кислоты, 1,5-нафталинсульфоновой кислоты, при температуре от 80°С до 140°С, предпочтительно от 100°С до 125°С.
Однако можно отметить, что не всегда использование вышеописанных органических кислот позволяет достичь требуемых результатов, в частности, в показателях выхода сахаров и выработки побочных продуктов.
По этой причине, существует потребность в способе получения сахаров из биомассы, позволяющем обеспечить высокую степень превращения гемицеллюлозы и, следовательно, высокий выход сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, в частности сахаров, содержащих 5 атомов углерода, таких как ксилоза, арабиноза, т.е. выход сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, больший или равный 95%, который рассчитывают относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе, и низкое количество побочных продуктов (например, фурфурола (Ф), гидроксиметилфурфурола (ГМФ)), т.е. количество побочных продуктов, меньшее или равное 3%, которое рассчитывают, как описано ниже.
В настоящее время было обнаружено, что получение сахаров из биомассы, в частности, из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, можно с преимуществом осуществить посредством способа, который включает приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, причем рН указанного раствора составляет от 0,6 до 1,6, предпочтительно от 0,9 до 1,3.
Указанный способ обеспечивает ряд преимуществ. Указанный способ, например, позволяет получить высокую степень превращения гемицеллюлозы, и следовательно, высокий выход сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, в частности сахаров, содержащих 5 атомов углерода, таких как ксилоза, арабиноза (т.е. выход сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов, больший или равный 95%, который рассчитывают относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе), получаемых при кислотном гидролизе указанной биомассы, которые впоследствии можно использовать в качестве источника углерода в процессе ферментации для получения спиртов (например, этанола, бутанола), диолов (например, 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,4-бутандиола, 2,3-бутандиола), липидов или других промежуточных или конечных продуктов. Указанные спирты, диолы, липиды, или другие промежуточные или конечные продукты можно с преимуществом использовать в химической промышленности или при приготовлении топлива для автотранспортных средств. Указанные спирты и указанные диолы также можно с преимуществом использовать при получении биобутадиена.
Кроме того, возможность достижения высокой степени превращения гемицеллюлозы и, следовательно, высокого выхода сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, в частности сахаров, содержащих 5 атомов углерода, таких как ксилоза, арабиноза, позволяет направлять на последующую ферментацию растворы сахаров, в особенности обогащенных сахарами, содержащими 5 атомов углерода, или смеси указанных растворов сахаров, в особенности обогащенных сахарами, содержащими 5 атомов углерода, с растворами, в особенности обогащенными сахарами, содержащими 6 атомов углерода (например, с растворами сахаров, получаемых из ферментативного гидролиза целлюлозы), и следовательно, оптимизировать указанные процессы ферментации. Фактически известно, что микроорганизмы, используемые при ферментации, обеспечивают ферментированную биомассу с различными характеристиками, например, в отношении накапливания промежуточных продуктов, накапливания нежелательных метаболических продуктов, в зависимости от сахаров, поставляемых в подачу. Также известно, что микроорганизмы, используемые в процессе ферментации, являются чувствительными к подаче: некоторые штаммы микроорганизмов, например, не переносят излишнего количества сахаров, содержащих 5 атомов углерода. Таким образом, исключительным преимуществом является возможность иметь два различных типа сахарных растворов, т.е. растворы сахаров, в особенности обогащенных сахарами, содержащими 5 атомов углерода, а также растворы сахаров, в особенности обогащенных сахарами, содержащими 6 атомов углерода, чтобы обеспечить поставку указанных растворов сахаров в различные процессы ферментации, и следовательно, оптимизировать указанные процессы ферментации, благодаря большей степени соответствия требованиям к питательным веществам для различных штаммов микроорганизмов.
Также следует отметить, что количество сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, получаемых при гидролизе гемицеллюлозы, зависит от типа исходной биомассы: фактически, как уже указано выше, известно, что количество целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина изменяется в соответствии с типом биомассы.
Более того, указанный способ также позволяет обеспечить широкий диапазон устанавливаемых температур (т.е. от 100°С до 180°С), получая, также и при высоких температурах (т.е. температурах, больших или равных 140°С), низкое количество побочных продуктов (например, фурфурола (Ф), гидроксиметилфурфурола (ГМФ)), которые, как указано выше, действуют как ингибиторы роста для микроорганизмов, обычно используемых в последующем процессе ферментации сахаров.
Более того, возможность работать в указанном широком диапазоне температур предоставляет значительное преимущество с промышленной точки зрения, поскольку неожиданное повышение температуры внутри реакторов, в которых биомассу приводят в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, не вызывает, как это в основном происходит в способах известного уровня техники, образование большего количества побочных продуктов (например, фурфурола (Ф), гидроксиметилфурфурола (ГМФ)).
Таким образом, цель настоящего изобретения относится к способу получения сахаров из биомассы, включающей по меньшей мере один полисахарид, который включает приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, причем рН указанного водного раствора составляет от 0,6 до 1,6, предпочтительно от 0,9 до 1,3.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения, определения численных диапазонов всегда включают предельные значения, если не указано иное.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения, термин «включающий» также включает термины «в основном состоящий из» или «состоящий из».
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения, термин «сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода» относится к пентозному сахару или просто к пентозе, которая является углеводом, моносахаридом, состоящим из пяти атомов углерода, с химической формулой С5Н10О5, и гексозному сахару или просто к гексозе, которая является углеводом, моносахаридом, состоящим из шести атомов углерода, с химической формулой C6H12O6, соответственно.
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанный полисахарид можно выбирать из целлюлозы, гемицеллюлозы или из смесей. Гемицеллюлоза или смеси гемицеллюлозы и целлюлозы являются особенно предпочтительными.
В соответствии с еще одним предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанная биомасса является лигноцеллюлозной биомассой. Как уже указано выше, лигноцеллюлозная биомасса включает три компонента: гемицеллюлозу, целлюлозу и лигнин.
Предпочтительно указанную лигноцеллюлозную биомассу можно выбирать из:
- продуктов сельскохозяйственных культур, в основном возделываемых для энергетических нужд (например, мискантус, просо итальянское, камыш обыкновенный), включая отходы, остатки и жмых указанных сельскохозяйственных культур или продукты их переработки;
- продуктов сельскохозяйственной культивации лесокультур и лесоведения, включая древесину, растения, остатки и отходы сельскохозяйственной обработки, лесокультур и лесоведения;
- отходов сельскохозяйственных продуктов, предназначенных для питания человека или зоотехники;
- остатков бумажной промышленности, не обработанных химически;
- отходов, поступающих от дифференцированного сбора твердых городских отходов (например, городские отходы растительного происхождения, бумага).
В частности, в соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанную лигноцеллюлозную биомассу можно выбирать из: гваюлы (Parthenium argentatum), чертополоха (Cynara cardunculus L.), хвойных деревьев (сосна, ель).
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанную биомассу подвергают предварительному измельчению перед приведением ее в контакт с указанным водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты. Указанную биомассу предпочтительно измельчают с получением частиц диаметром от 0,1 мм до 10 мм, более предпочтительно от 0,5 мм до 4 мм. Частицы диаметром менее 2 мм являются особенно предпочтительными.
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанную по меньшей мере одну органическую кислоту выбирают из алкилсульфоновых кислот основной формулы (I):
где R представляет собой линейную или разветвленную С1-С6, предпочтительно C1-С3 алкильную группу.
В соответствии с особенно предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанная по меньшей мере одна органическая кислота является метансульфоновой кислотой (CH3-SO3H).
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения указанный способ получения сахаров из биомассы включает:
- приведение биомассы в контакт с водным раствором указанной по меньшей мере одной органической кислоты в реакторе, с получением первой реакционной смеси;
- нагревание реактора до заданной температуры, предпочтительно от 100°С до 180°С, более предпочтительно от 130°С до 150°С, в течение периода времени от 20 мин до 2 ч, предпочтительно от 40 мин до 1 ч, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу и первую водную фазу;
- при необходимости, выдержку указанной второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу и первую водную фазу при указанной заданной температуре в течение периода времени от 30 с до 1 ч, предпочтительно от 5 мин до 20 мин;
- извлечение указанной второй реакционной смеси из указанного реактора.
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанная биомасса может присутствовать в указанной первой реакционной смеси в количестве от 5 мас.% до 40 мас.%, предпочтительно от 20 мас.% до 35 мас.%, относительно общей массы указанной первой реакционной смеси.
Для цели настоящего изобретения, указанный реактор можно выбирать из реакторов, известных в технике, таких как, например, автоклавы, реакторы с неподвижным слоем катализатора, суспензионные реакторы с непрерывной подачей биомассы (ПРМ - проточный реактор с мешалкой), экструдеры.
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанный реактор выбирают из суспензионных реакторов с непрерывной подачей биомассы (ПРМ - проточный реактор с мешалкой).
В соответствии с предпочтительным воплощением настоящего изобретения, указанная первая твердая фаза включает лигнин и целлюлозу, а указанная первая водная фаза включает по меньшей мере один сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода, и указанную по меньшей мере одну органическую кислоту. Указанная по меньшей мере одна органическая кислота представляет собой органическую кислоту, которую приводят в контакт с биомассой. В частности, указанный по меньшей мере один сахар представляет собой ксилозу. Указанная ксилоза выделяется при кислотном гидролизе гемицеллюлозы. Арабиноза, манноза, галактоза, глюкоза также могут присутствовать в указной первой водной фазе.
Указанную первую твердую фазу и указанную первую водную фазу разделяют с помощью известных способов, таких как, например, фильтрация, центрифугирование. Указанные фазы предпочтительно разделяют посредством фильтрации.
Чтобы извлечь указанный сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода, и указанную по меньшей мере одну органическую кислоту из указанной первой водной фазы, указанную первую водную фазу можно подвергать известным видам обработки. Указанную первую водную фазу, например, можно подвергать стадии разделения с помощью смол, как описано, например, в US 5726046 и US 5820687; или ее можно подвергать стадии экстракции нерастворимым в воде органическим растворителем, как описано, например, в WO 2010/015404 и WO 2010/069583, указанных выше. По окончании указанных стадий получают вторую твердую фазу, включающую указанную органическую кислоту, и вторую водную фазу, включающую по меньшей мере один сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода.
Указанную органическую кислоту можно впоследствии повторно использовать в соответствии со способом по настоящему изобретению.
Указанную вторую водную фазу, включающую по меньшей мере один сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода, можно использовать как таковую или в смеси с растворами, в особенности обогащенными сахарами, содержащими 6 атомов углерода, в процессах ферментации для получения спиртов (например, этанола, бутанола). Указанные спирты можно с преимуществом использовать в качестве биотоплива для автотранспортных средств или в качестве компонента, добавляемого в топливо для автотранспортных средств. Альтернативно, указанную вторую водную фазу, включающую по меньшей мере один сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода, можно использовать как таковую или в смеси с растворами, в особенности обогащенными сахарами, содержащими 6 атомов углерода, в процессах ферментации для получения липидов. Указанные липиды можно с преимуществом использовать при получении биодизельного топлива или «зеленого» дизельного топлива, которое можно использовать как таковое или в смеси с другими видами топлива для автотранспортных средств.
Настоящее изобретение также относится к способу получения сахаров из биомассы, как указано выше, в котором указанные сахара можно использовать в качестве источника углерода в процессах ферментации для получения спиртов (например, этанола, бутанола), диолов, (например, 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,4-бутандиола, 2,3-бутандиола), липидов или других промежуточных или конечных продуктов.
Кроме того, настоящее изобретение также относится к применению указанных спиртов, диолов, липидов, или других промежуточных или конечных продуктов в химической промышленности или при получении топлива для автотранспортных средств, а также к применению указанных спиртов и указанных диолов в производстве биобутадиена.
Как уже указано выше, способ по настоящему изобретению позволяет получать по меньшей мере один сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода, в частности, по меньшей мере один сахар, содержащий 5 атомов углерода, такой как ксилоза, арабиноза, образующийся при кислотном гидролизе гемицеллюлозы, с высоким выходом. Более конкретно, указанный способ позволяет достичь выхода сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, большего или равного 95%, причем указанный выход рассчитывают относительно общего количества гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе. Более того, способ по настоящему изобретению позволяет получить содержания сахаров (%), содержащих от 5 до 6 атомов углерода, большее или равное 70%, причем указанное содержание рассчитывают, как описано ниже.
Способ по настоящему изобретению также позволяет получить высокий выход целлюлозы и лигнина.
Указанную первую твердую фазу, включающую целлюлозу и лигнин, полученную в соответствии со способом по настоящему изобретению, можно использовать в процессе ферментативного гидролиза, чтобы осуществить гидролиз целлюлозы до глюкозы. Ферментативный гидролиз можно выполнять в соответствии с известными способами, как описано, например, в US 5628830, US 5916780 и US 6090595, используя выпускаемые в промышленности ферменты, такие как, например, Celluclast 1,5 л (Novozymes), Econase СЕ (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188 (Novozymes), no отдельности или в смеси.
Третью твердую фазу, включающую лигнин и третью водную фазу, включающую глюкозу, образующуюся при гидролизе целлюлозы, получают посредством ферментативного гидролиза указанной первой твердой фазы.
Указанную третью твердую фазу и указанную третью жидкую фазу можно разделять посредством известных способов, таких как, например, фильтрация, центрифугирование. Указанные фазы предпочтительно разделяют посредством фильтрации.
Указанную третью водную фазу, включающую глюкозу, можно использовать как таковую или в смеси с растворами, в особенности обогащенными сахарами, содержащими 5 атомов углерода, в качестве исходного материала в процессах ферментации для получения спиртов (например, этанола, бутанола). Указанные спирты можно с преимуществом использовать в качестве биотоплива для автотранспортных средств или в качестве компонента, добавляемого в топливо для автотранспортных средств. Альтернативно, указанную третью водную фазу, включающую глюкозу, можно использовать как таковую или в смеси с растворами, в особенности обогащенными сахарами, содержащими 5 атомов углерода, в качестве исходного материала в процессах ферментации для получения липидов. Указанные липиды можно с преимуществом использовать при получении биодизельного топлива или «зеленого» дизельного топлива, которое можно использовать как таковое или в смеси с другими видами топлива для автотранспортных средств.
Указанную третью твердую фазу, включающую лигнин, можно облагородить для использования в качестве топлива, например, в качестве топлива для получения энергии, необходимой для обеспечения процессов обработки биомассы.
Процессы ферментации описаны в технике, например, в US 2013/0224333 и в WO 2008/141317 (ферментация в присутствии дрожжей), или в US 2010/0305341 и в WO 2011/051977 (ферментация в присутствии генетически модифицированных жировых дрожжей), или в WO 2010/127319 (ферментация в присутствии генетически модифицированных микроорганизмов).
Ниже представлено несколько иллюстративных и неограничивающих примеров для лучшего понимания настоящего изобретения и для его практической реализации.
Методы анализа и определения свойств
Использовали методы анализа и определения свойств, приведенные ниже.
Анализ исходной биомассы
Исходную биомассу исследовали с помощью системы фракционирования волокон Ван Соеста посредством количественного определения компонентов клеточных стенок, в частности, гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина, как описано, например, в Van Soest, P.J. and Wine, R.H. «Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. IV. Determination of plant cell-wall constituents», Journal of Association of Official Analytical Chemistry (1967), Vol. 50, pages 50-55.
Анализ соединений, присутствующих в первой водной фазе
Анализ сахаров, присутствующих в первой водной фазе, проводили посредством ионной хроматографии с использованием следующих рабочих условий:
- прибор: ионный хроматограф Dionex IC3000, колонка РА100;
- элюент: гидроксид натрия (NaOH) [100 мМ] - ацетат натрия (CH3COONa) 0,6 М в 200 мМ гидроксиде натрия (NaOH);
- программа элюирования: градиент, электрохимический детектор.
Анализ побочных продуктов, т.е. фурфурола (Ф) и гидроксиметилфурфурола (ГМФ), присутствующих в первой водной фазе, проводили посредством жидкостной хроматографии с использованием следующих рабочих условий:
- прибор: HP 1100, колонка Inertsil С18;
- элюент: 0,01 М фосфорная кислота - ацетонитрил (CH3CN);
- программа элюирования: градиент, УФ-диодноматричный (DAD) детектор.
Расчет выхода, содержания сахаров, содержащих 5 атомов углерода, и выработки побочных продуктов
Выход выражали, исходя из аналитических результатов (т.е. анализ соединений, присутствующих в первой водной фазе, проводили как описано выше), в виде процентного отношения сахаров, содержащих 5 и 6 атомов углерода (т.е. пентоз (С5) и гексоз (С6), соответственно), присутствующих в указанной первой водной фазе, к общему количеству гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе, в соответствии со следующей формулой:
Выход: (mC5+mC6)/mГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗА*100
где:
С5 = пентозы, присутствующие в растворе;
С6 = гексозы, присутствующие в растворе;
m - молекулярная масса соединения;
ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗА - гемицеллюлоза, содержащаяся в исходной биомассе.
Также определяли содержание (%) сахаров, содержащих 5 атомов углерода (т.е. пентоз), присутствующих в первой водной фазе, для каждого примера, в соответствии со следующей формулой:
Содержание С5: mC5/(mC5+mC6)*100
где C5, С6 и m означают то же, что и описано выше.
Чтобы эффективно выразить выработку побочных продуктов, т.е. гидроксиметилфурфурола (ГМФ) и фурфурола (Ф), рассчитывали коэффициенты распада в соответствии со следующей формулой:
Коэффициент распада С6: mГМФ/(mC6+mГМФ)*100
Коэффициент распада С5: mФ/(mC5+mФ)*100
где С5, С6 и m означают то же, что и описано выше;
Ф = фурфурол;
ГМФ = гидроксиметилфурфурол.
Пример 1 (по изобретению)
25 г предварительно измельченной древесины хвойных пород (диаметр частиц <2 мм) загружали в автоклав Buchi со съемной крышкой, типа 3E/1.01t.
Затем загружали 500 г водного раствора метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H), при рН, составляющем 1,1. Таким образом полученную первую реакционную смесь поддерживали при энергичном перемешивании (600 об/мин) до достижения температуры 140°С, в течение периода времени 45 мин, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.
После остывания автоклава до комнатной температуры (23°С), указанные фазы разделяли посредством фильтрации.
Исходная биомасса имела следующий состав, определенный как указано выше: 45,1 мас.% целлюлозы, 25,2 мас.% гемицеллюлозы, 24,4 мас.% лигнина, исходя из общей массы исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белка и небелковых азотистых веществ, липидов, минеральных солей.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов:
выход: 96,1% (относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе);
коэффициент распада С6: 1,4%
коэффициент распада С5: 0,9%
содержание C5: 74,3%
Пример 2 (по изобретению)
25 г предварительно измельченного жмыха чертополоха (Cynara cardunculus L.) (диаметр частиц <2 мм) загружали в автоклав Buchi со съемной крышкой, типа 3E/1.01t.
Затем загружали 500 г водного раствора метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H), при рН, составляющем 1,1. Таким образом полученную первую реакционную смесь поддерживали при энергичном перемешивании (600 об/мин) до достижения температуры 140°С, в течение периода времени 45 мин, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.
После остывания автоклава до комнатной температуры (23°С), указанные фазы разделяли посредством фильтрации.
Исходная биомасса имела следующий состав, определенный как указано выше: 41,2 мас.% целлюлозы, 17,5 мас.% гемицеллюлозы, 25,7 мас.% лигнина, исходя из общей массы исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белка и небелковых азотистых веществ, липидов, минеральных солей.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов:
выход: 96,1% (относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе);
коэффициент распада С6: 1,4%
коэффициент распада С5: 0,9%
содержание С5: 74,3%
Пример 3 (по изобретению)
25 г предварительно измельченного жмыха гваюлы (Parthenium argentatum) (диаметр частиц <2 мм) загружали в автоклав Buchi со схемной крышкой, типа 3E/1.01t.
Затем загружали 500 г водного раствора метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H), при рН, составляющем 1,1. Таким образом полученную первую реакционную смесь поддерживали при энергичном перемешивании (600 об/мин) до достижения температуры 140°С, в течение периода времени 45 мин, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.
После остывания автоклава до комнатной температуры (23°С), указанные фазы разделяли посредством фильтрации.
Исходная биомасса имела следующий состав, определенный как указано выше: 42,9 мас.% целлюлозы, 21,2 мас.% гемицеллюлозы, 26,3 мас.% лигнина, исходя из общей массы исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белка и небелковых азотистых веществ, липидов, минеральных солей.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов:
выход: 98,8% (относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе);
коэффициент распада С6: 0,0%
коэффициент распада С5: 1,6%
содержание С5: 80,6%.
Пример 4 (сравнительный)
25 г предварительно измельченной древесины хвойных пород (диаметр частиц <2 мм) загружали в автоклав Buchi со съемной крышкой, типа 3E/1.01t.
Затем загружали 500 г водного раствора п-толуолсульфоновой кислоты (CH3C6H4-SO3H), при рН, составляющем 1,1. Таким образом полученную первую реакционную смесь поддерживали при энергичном перемешивании (600 об/мин) до достижения температуры 140°С, в течение периода времени 45 мин, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.
После остывания автоклава до комнатной температуры (23°С), указанные фазы разделяли посредством фильтрации.
Исходная биомасса имела следующий состав, определенный как указано выше: 45,1 мас.% целлюлозы, 25,2 мас.% гемицеллюлозы, 24,4 мас.% лигнина, исходя из общей массы исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белка и небелковых азотистых веществ, липидов, минеральных солей.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов:
выход: 83,6% (относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе);
коэффициент распада С6: 5,0%
коэффициент распада С5: 3,7%
содержание С5: 77,3%.
Пример 5 (сравнительный)
25 г предварительно измельченного жмыха чертополоха (Cynara cardunculus L.) (диаметр частиц <2 мм) загружали в автоклав Buchi со съемной крышкой, типа 3E/1.01t.
Затем загружали 500 г водного раствора п-толуолсульфоновой кислоты (CH3C6H4-SO3H), при рН, составляющем 1,1. Таким образом полученную первую реакционную смесь поддерживали при энергичном перемешивании (600 об/мин) до достижения температуры 140°С, в течение периода времени 45 мин, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.
После остывания автоклава до комнатной температуры (23°С), указанные фазы разделяли посредством фильтрации.
Исходная биомасса имела следующий состав, определенный как указано выше: 41,2 мас.% целлюлозы, 17,5 мас.% гемицеллюлозы, 25,7 мас.% лигнина, исходя из общей массы исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белка и небелковых азотистых веществ, липидов, минеральных солей.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов:
выход: 88,1% (относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе);
коэффициент распада С6: 3,8%
коэффициент распада С5: 8,8%
содержание С5: 72,9%
Пример 6 (сравнительный)
25 г предварительно измельченного жмыха гваюлы (Parthenium argentatum) (диаметр частиц <2 мм) загружали в автоклав Buchi со съемной крышкой, типа 3E/1.01t.
Затем загружали 500 г водного раствора п-толуолсульфоновой кислоты (CH3C6H4-SO3H), при рН, составляющем 1,1. Таким образом полученную первую реакционную смесь поддерживали при энергичном перемешивании (600 об/мин) до достижения температуры 140°С, в течение периода времени 45 мин, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.
После остывания автоклава до комнатной температуры (23°С), указанные фазы разделяли посредством фильтрации.
Исходная биомасса имела следующий состав, определенный как указано выше: 42,9 мас.% целлюлозы, 21,2 мас.% гемицеллюлозы, 26,3 мас.% лигнина, исходя из общей массы исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белков и небелковых азотистых веществ, липидов, минеральных солей.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов:
выход: 91,2% (относительно общего количества гемицеллюлозы, содержащейся в исходной биомассе);
коэффициент распада С6: 0,0%
коэффициент распада С5: 4,8%
содержание С5: 74,6%.
Из вышеописанных примеров очевидно, что при работе в одинаковых условиях, выход сахаров, содержащих от 5 до 6 атомов углерода, оказывается ниже, и количество побочных продуктов (т.е. фурфурола (Ф) и гидроксиметилфурфурола (ГМФ)) оказывается выше при использовании п-толуолсульфоновой кислоты (сравнительные примеры 4-6), по сравнению с примерами 1-3 по изобретению, в которых использовали метансульфоновую кислоту в соответствии с настоящим изобретением.
Claims (25)
1. Способ получения сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, включающий приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, причем рН указанного водного раствора составляет от 0,6 до 1,6, предпочтительно от 0,9 до 1,3.
2. Способ по п. 1, в котором указанный полисахарид выбирают из целлюлозы, гемицеллюлозы или их смесей, предпочтительно из гемицеллюлозы или смеси гемицеллюлозы и целлюлозы.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором указанная биомасса является лигноцеллюлозной биомассой, которую предпочтительно выбирают из:
- продуктов сельскохозяйственных культур, в основном возделываемых для энергетических нужд, например, таких как мискантус, просо итальянское, камыш обыкновенный, включая отходы, остатки и жмых указанных сельскохозяйственных культур или продукты их переработки;
- продуктов сельскохозяйственной культивации лесокультур и лесоведения, включая древесину, растения, остатки и отходы сельскохозяйственной обработки, лесокультур и лесоведения;
- отходов сельскохозяйственных продуктов, предназначенных для питания человека или зоотехники;
- остатков бумажной промышленности, не обработанных химически;
- отходов, поступающих от дифференцированного сбора твердых городских отходов, например, городских отходов растительного происхождения, бумаги.
4. Способ по п. 1 или 2, в котором указанную лигноцеллюлозную биомассу выбирают из гваюлы (Parthenium argentatum), чертополоха (Cynara cardunculus L), хвойных деревьев, таких как сосна, ель.
5. Способ по п. 1, в котором указанную биомассу подвергают предварительному измельчению перед приведением ее в контакт с указанным водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты.
6. Способ по п. 1, в котором указанную по меньшей мере одну органическую кислоту выбирают из алкилсульфоновых кислот основной формулы (I):
где R представляет собой линейную или разветвленную С1-С6, предпочтительно C1-C3 алкильную группу.
7. Способ по п. 6, в котором указанная по меньшей мере одна органическая кислота является метансульфоновой кислотой (CH3-SO3H).
8. Способ по п. 1, где указанный способ получения сахаров из биомассы включает:
- приведение биомассы в контакт с водным раствором указанной по меньшей мере одной органической кислоты в реакторе с получением первой реакционной смеси;
- нагревание реактора до заданной температуры, предпочтительно составляющей от 100 до 180°С, более предпочтительно от 130 до 150°С, в течение периода времени, составляющего от 20 мин до 2 ч, предпочтительно от 40 мин до 1 ч, с получением второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу и первую водную фазу;
- при необходимости выдержку указанной второй реакционной смеси, включающей первую твердую фазу и первую водную фазу при указанной заданной температуре в течение периода времени, составляющего от 30 с до 1 ч, предпочтительно от 5 мин до 20 мин;
- извлечение указанной второй реакционной смеси из указанного реактора.
9. Способ по п. 8, в котором указанная биомасса присутствует в указанной первой реакционной смеси в количестве, составляющем от 5 до 40 мас.%, предпочтительно от 20 до 35 мас.%, исходя из общей массы указанной первой реакционной смеси.
10. Способ по п. 8 или 9, в котором указанный реактор выбирают из реакторов с непрерывной подачей биомассы.
11. Способ по п. 8, в котором указанная первая твердая фаза включает лигнин и целлюлозу, а указанная первая водная фаза включает по меньшей мере один сахар, содержащий от 5 до 6 атомов углерода и указанную по меньшей мере одну органическую кислоту.
12. Способ по п. 1, в котором указанные сахара используют в качестве источника углерода в процессах ферментации для получения спиртов, например этанола, бутанола; диолов, например 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,4-бутандиола, 2,3-бутандиола; липидов или других промежуточных или конечных продуктов.
13. Способ по п. 12, в котором указанные спирты, диолы, липиды или другие промежуточные или конечные продукты используют в химической промышленности или в составе топлива для автотранспортных средств.
14. Способ по п. 12, в котором указанные спирты и указанные диолы используют в производстве биобутадиена.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT002069A ITMI20132069A1 (it) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| ITMI2013A002069 | 2013-12-11 | ||
| PCT/IB2014/066759 WO2015087254A1 (en) | 2013-12-11 | 2014-12-10 | Process for the production of sugars from biomass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2670927C1 true RU2670927C1 (ru) | 2018-10-25 |
Family
ID=50001134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016120839A RU2670927C1 (ru) | 2013-12-11 | 2014-12-10 | Способ получения сахаров из биомассы |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9920388B2 (ru) |
| EP (1) | EP3080304B1 (ru) |
| JP (1) | JP6574171B2 (ru) |
| KR (1) | KR102397571B1 (ru) |
| CN (1) | CN105723000B (ru) |
| BR (1) | BR112016009769B1 (ru) |
| DK (1) | DK3080304T3 (ru) |
| ES (1) | ES2886006T3 (ru) |
| HR (1) | HRP20211335T1 (ru) |
| HU (1) | HUE056002T2 (ru) |
| IT (1) | ITMI20132069A1 (ru) |
| LT (1) | LT3080304T (ru) |
| MX (1) | MX2016007029A (ru) |
| MY (1) | MY179234A (ru) |
| PL (1) | PL3080304T3 (ru) |
| PT (1) | PT3080304T (ru) |
| RS (1) | RS62285B1 (ru) |
| RU (1) | RU2670927C1 (ru) |
| SI (1) | SI3080304T1 (ru) |
| WO (1) | WO2015087254A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815687C1 (ru) * | 2023-08-23 | 2024-03-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)" | Способ получения комплекса полисахаридов из жмыха рапса с соэкстрагированным белком |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HUE059279T2 (hu) | 2014-05-16 | 2022-11-28 | Versalis Spa | Eljárás alkének elõállítására és azok felhasználása 1,3-butadién elõállításához |
| MX2017003891A (es) | 2014-12-12 | 2017-08-07 | Versalis Spa | Proceso para la produccion de 1,3 butadieno a partir de 1,3 butanodiol. |
| WO2016135605A1 (en) | 2015-02-23 | 2016-09-01 | Versalis S.P.A. | Process for the dehydration of oxygenated compounds |
| IT201600105178A1 (it) | 2016-10-19 | 2018-04-19 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di dieni |
| IT201700071514A1 (it) * | 2017-06-27 | 2018-12-27 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di lipidi da biomassa derivante da piante di guayule |
| CN107779597B (zh) * | 2017-10-11 | 2019-03-05 | 大连理工大学 | 一种利用生物质溶液净化除铁的方法 |
| IT201800001725A1 (it) * | 2018-01-24 | 2019-07-24 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa derivante da piante di guayule |
| LT3802843T (lt) * | 2018-05-30 | 2023-04-25 | Versalis S.P.A. | Cukrų gamybos iš angliavandenių medžiagos būdas |
| CN109748895B (zh) * | 2019-03-27 | 2023-01-13 | 广州楹鼎生物科技有限公司 | 一种糠醛的制备方法 |
| KR102234395B1 (ko) | 2019-05-03 | 2021-03-31 | 경상국립대학교산학협력단 | 목질원료를 이용한 프리바이오틱스 및 이의 제조방법 |
| IT201900015069A1 (it) | 2019-08-27 | 2021-02-27 | Versalis Spa | Catalizzatore comprendente coke e procedimento per la produzione di dieni. |
| IT201900025000A1 (it) | 2019-12-20 | 2021-06-20 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di dieni. |
| IT201900024991A1 (it) | 2019-12-20 | 2021-06-20 | Versalis Spa | Procedimento per il recupero ed il riciclo di acido alchil-solfonico nella produzione di lipidi da biomassa derivante da piante di guayule. |
| CN112795596B (zh) * | 2021-01-29 | 2023-05-23 | 生帆 | 一种利用生物质材料制备烃类化合物的方法 |
| KR20230134045A (ko) | 2022-03-11 | 2023-09-20 | 경상국립대학교산학협력단 | 목재 유래 수용성 프리바이오틱스 및 이의 제조방법 |
| IT202200007589A1 (it) | 2022-04-15 | 2023-10-15 | Pabif Srl | Processo ed apparato per la produzione di acido levulinico da cellulosa ricavata da biomasse |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5868851A (en) * | 1997-08-11 | 1999-02-09 | Lightner; Gene E. | Process for production of solid glucose |
| US6007636A (en) * | 1999-01-04 | 1999-12-28 | Lightner; Gene E. | Method to recycle an aqueous acidic liquor used for depolymerization of cellulose |
| US20100200182A1 (en) * | 2007-03-08 | 2010-08-12 | Shanghai Jiaotong University | Process for refining and producing cellulose, lignin and xylose from biomass material |
| US8460901B2 (en) * | 2010-05-18 | 2013-06-11 | Georgia Tech Research Corporation | Formic acid treatments of biomass feedstock |
| RU2486256C2 (ru) * | 2009-03-06 | 2013-06-27 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ предварительной обработки для осахаривания растительного волокнистого материала и способ осахаривания |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5628830A (en) | 1979-03-23 | 1997-05-13 | The Regents Of The University Of California | Enzymatic hydrolysis of biomass material |
| US5562777A (en) | 1993-03-26 | 1996-10-08 | Arkenol, Inc. | Method of producing sugars using strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5597714A (en) | 1993-03-26 | 1997-01-28 | Arkenol, Inc. | Strong acid hydrolysis of cellulosic and hemicellulosic materials |
| US5916780A (en) | 1997-06-09 | 1999-06-29 | Iogen Corporation | Pretreatment process for conversion of cellulose to fuel ethanol |
| US6423145B1 (en) | 2000-08-09 | 2002-07-23 | Midwest Research Institute | Dilute acid/metal salt hydrolysis of lignocellulosics |
| UA88474C2 (ru) * | 2004-07-16 | 2009-10-26 | Айоджен Энерджи Корпорейшн | Способ получения потока сахарного продукта из целлюлозной биомассы |
| DE102006011075A1 (de) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Basf Ag | Verfahren zum Abbau von Cellulose in Lösung |
| EP1860201A1 (en) * | 2006-05-25 | 2007-11-28 | BP p.l.c. | Conversion method |
| US8367395B2 (en) | 2006-09-28 | 2013-02-05 | Dsm Ip Assets B.V. | Production of sterols in oleaginous yeast and fungi |
| US8571690B2 (en) | 2006-10-31 | 2013-10-29 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Nonlinear model predictive control of a biofuel fermentation process |
| DE102007019643A1 (de) | 2007-04-26 | 2008-10-30 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Herstellung von zuckerhaltigen Hydrolysaten aus Lignocellulose |
| EP2033974A1 (en) * | 2007-09-06 | 2009-03-11 | The Queens University of Belfast | Conversion method |
| IT1391099B1 (it) | 2008-08-06 | 2011-11-18 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| IT1394398B1 (it) * | 2008-12-18 | 2012-06-15 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| WO2010071805A2 (en) | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Mascoma Corporation | Two-stage process for biomass pretreatment |
| WO2010102060A2 (en) | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Poet Research, Inc. | System for pre-treatment of biomass for the production of ethanol |
| EP2403954B1 (en) | 2009-03-03 | 2015-04-22 | POET Research, Inc. | Method for fermentation of biomass for the production of ethanol |
| EP2424975B1 (en) | 2009-04-30 | 2016-07-06 | Genomatica, Inc. | Organisms for the production of 1,3-butanediol |
| CN101555495B (zh) * | 2009-05-18 | 2014-03-19 | 徐守才 | 乙醇导向秸秆生物炼制全封闭集成系统 |
| CA2779201A1 (en) | 2009-10-29 | 2011-05-05 | Reliance Life Sciences Pvt. Ltd. | Process for biodiesel production from a yeast strain |
| MY159105A (en) * | 2009-10-30 | 2016-12-15 | Cj Cheiljedang Corp | Process for economically manufacturing xylose from hydrolysate using electrodialysis and direct recovery method |
| WO2012078256A1 (en) | 2010-10-26 | 2012-06-14 | Kansas State University Research Foundation | Fermentation process to produce natural carotenoids and carotenoid-enriched feed products |
| US8524924B2 (en) * | 2010-12-21 | 2013-09-03 | E I Du Pont De Nemours And Company | Process for furfural production from biomass |
| JP2015015902A (ja) * | 2011-09-30 | 2015-01-29 | 川崎重工業株式会社 | セルロース系バイオマスを原料とするエタノール製造方法 |
| US20150045595A1 (en) * | 2012-02-29 | 2015-02-12 | Ac3B Technologies Ltd. | Catalytic conversion of ligno-cellulosic biomass into fuels and chemicals |
-
2013
- 2013-12-11 IT IT002069A patent/ITMI20132069A1/it unknown
-
2014
- 2014-12-10 JP JP2016520160A patent/JP6574171B2/ja active Active
- 2014-12-10 PL PL14815064T patent/PL3080304T3/pl unknown
- 2014-12-10 BR BR112016009769-6A patent/BR112016009769B1/pt active IP Right Grant
- 2014-12-10 MX MX2016007029A patent/MX2016007029A/es active IP Right Grant
- 2014-12-10 US US15/027,193 patent/US9920388B2/en active Active
- 2014-12-10 ES ES14815064T patent/ES2886006T3/es active Active
- 2014-12-10 DK DK14815064.2T patent/DK3080304T3/da active
- 2014-12-10 KR KR1020167018109A patent/KR102397571B1/ko active IP Right Grant
- 2014-12-10 WO PCT/IB2014/066759 patent/WO2015087254A1/en active Application Filing
- 2014-12-10 RS RS20211047A patent/RS62285B1/sr unknown
- 2014-12-10 RU RU2016120839A patent/RU2670927C1/ru active
- 2014-12-10 LT LTEPPCT/IB2014/066759T patent/LT3080304T/lt unknown
- 2014-12-10 PT PT148150642T patent/PT3080304T/pt unknown
- 2014-12-10 CN CN201480057123.7A patent/CN105723000B/zh active Active
- 2014-12-10 SI SI201431875T patent/SI3080304T1/sl unknown
- 2014-12-10 EP EP14815064.2A patent/EP3080304B1/en active Active
- 2014-12-10 MY MYPI2016701993A patent/MY179234A/en unknown
- 2014-12-10 HU HUE14815064A patent/HUE056002T2/hu unknown
-
2021
- 2021-08-19 HR HRP20211335TT patent/HRP20211335T1/hr unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5868851A (en) * | 1997-08-11 | 1999-02-09 | Lightner; Gene E. | Process for production of solid glucose |
| US6007636A (en) * | 1999-01-04 | 1999-12-28 | Lightner; Gene E. | Method to recycle an aqueous acidic liquor used for depolymerization of cellulose |
| US20100200182A1 (en) * | 2007-03-08 | 2010-08-12 | Shanghai Jiaotong University | Process for refining and producing cellulose, lignin and xylose from biomass material |
| RU2486256C2 (ru) * | 2009-03-06 | 2013-06-27 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Способ предварительной обработки для осахаривания растительного волокнистого материала и способ осахаривания |
| US8460901B2 (en) * | 2010-05-18 | 2013-06-11 | Georgia Tech Research Corporation | Formic acid treatments of biomass feedstock |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815687C1 (ru) * | 2023-08-23 | 2024-03-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)" | Способ получения комплекса полисахаридов из жмыха рапса с соэкстрагированным белком |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SI3080304T1 (sl) | 2021-10-29 |
| EP3080304A1 (en) | 2016-10-19 |
| WO2015087254A1 (en) | 2015-06-18 |
| LT3080304T (lt) | 2021-09-27 |
| DK3080304T3 (da) | 2021-09-06 |
| KR102397571B1 (ko) | 2022-05-12 |
| MX2016007029A (es) | 2016-10-05 |
| CN105723000B (zh) | 2019-12-10 |
| US9920388B2 (en) | 2018-03-20 |
| ES2886006T3 (es) | 2021-12-16 |
| JP6574171B2 (ja) | 2019-09-11 |
| KR20160097264A (ko) | 2016-08-17 |
| MY179234A (en) | 2020-11-02 |
| CN105723000A (zh) | 2016-06-29 |
| JP2017505105A (ja) | 2017-02-16 |
| PL3080304T3 (pl) | 2021-11-08 |
| US20160237513A1 (en) | 2016-08-18 |
| EP3080304B1 (en) | 2021-06-23 |
| RS62285B1 (sr) | 2021-09-30 |
| BR112016009769B1 (pt) | 2021-09-14 |
| PT3080304T (pt) | 2021-09-13 |
| BR112016009769A2 (ru) | 2017-08-01 |
| HUE056002T2 (hu) | 2022-01-28 |
| ITMI20132069A1 (it) | 2015-06-12 |
| HRP20211335T1 (hr) | 2021-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2670927C1 (ru) | Способ получения сахаров из биомассы | |
| US9193982B2 (en) | Enzymatic hydrolysis of cellulose | |
| EP2333151A1 (en) | Novel method for processing lignocellulose containing material | |
| JP5799091B2 (ja) | バイオマスの分画方法 | |
| MX2011001387A (es) | Proceso para la produccion de azucares a partir de biomasas. | |
| WO2014026154A1 (en) | Optimized pretreatment of biomass | |
| JP2011092151A (ja) | 植物系原料の処理方法 | |
| WO2014190294A1 (en) | Sugar separation and purification from biomass | |
| AU2009276830A1 (en) | Decrystallization of cellulosic biomass with an acid mixture comprising phosphoric and sulfuric acids | |
| Gonçalves Filho et al. | Hydrolysis of banana tree pseudostem and second-generation ethanol production by Saccharomyces cerevisae | |
| US20110236944A1 (en) | Method for producing intermediate material intended for ethanol production, and resulting intermediate material | |
| Krieger et al. | Features of processing the biomass of genus Miscanthus plants into carbohydrate-containing substrates for biotechnology | |
| CN111788313B (zh) | 用于从来源于银胶菊植物的生物质生产糖的方法 | |
| RU2793789C2 (ru) | Способ получения сахаров из биомассы, полученной из растений гвайюлы | |
| KR101847983B1 (ko) | 순차적 산염기 전처리를 통한 셀룰로즈 함량이 증가된 팜 열매 껍질 섬유질 유래 바이오매스의 제조방법 | |
| EA017664B1 (ru) | Способ получения липидов | |
| RU2600134C1 (ru) | Способ получения глюкозного гидролизата из древесины березы |