SE0901415A1 - Preparation of many by-products of solid citrus residues - Google Patents
Preparation of many by-products of solid citrus residues Download PDFInfo
- Publication number
- SE0901415A1 SE0901415A1 SE0901415A SE0901415A SE0901415A1 SE 0901415 A1 SE0901415 A1 SE 0901415A1 SE 0901415 A SE0901415 A SE 0901415A SE 0901415 A SE0901415 A SE 0901415A SE 0901415 A1 SE0901415 A1 SE 0901415A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- pectin
- limonene
- hydrolyzate
- depleted
- ethanol
- Prior art date
Links
- 235000020971 citrus fruits Nutrition 0.000 title claims abstract description 77
- 241000207199 Citrus Species 0.000 title claims abstract description 74
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 4
- XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N limonene Chemical compound CC(=C)C1CCC(C)=CC1 XMGQYMWWDOXHJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 142
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 140
- 229940087305 limonene Drugs 0.000 claims abstract description 71
- 235000001510 limonene Nutrition 0.000 claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000001814 pectin Substances 0.000 claims description 86
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 claims description 86
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 claims description 86
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 42
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 33
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 32
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 30
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 22
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 claims 19
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 22
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 11
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 241000190410 Citrus longispina Species 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- KBDSLGBFQAGHBE-MSGMIQHVSA-N limonin Chemical compound C=1([C@H]2[C@]3(C)CC[C@H]4[C@@]([C@@]53O[C@@H]5C(=O)O2)(C)C(=O)C[C@@H]2[C@]34COC(=O)C[C@@H]3OC2(C)C)C=COC=1 KBDSLGBFQAGHBE-MSGMIQHVSA-N 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- 244000248349 Citrus limon Species 0.000 description 3
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 2
- ULDHMXUKGWMISQ-UHFFFAOYSA-N carvone Chemical compound CC(=C)C1CC=C(C)C(=O)C1 ULDHMXUKGWMISQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000005973 Carvone Substances 0.000 description 1
- 235000019499 Citrus oil Nutrition 0.000 description 1
- 241000675108 Citrus tangerina Species 0.000 description 1
- AEMOLEFTQBMNLQ-YMDCURPLSA-N D-galactopyranuronic acid Chemical compound OC1O[C@H](C(O)=O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O AEMOLEFTQBMNLQ-YMDCURPLSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N Galacturonsaeure Natural products O=CC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O IAJILQKETJEXLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 239000010796 biological waste Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000010500 citrus oil Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 231100000925 very toxic Toxicity 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C12P7/12—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing sulfite waste liquor or citrus waste
-
- A23K1/14—
-
- A23L1/2126—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L19/00—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof
- A23L19/03—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof consisting of whole pieces or fragments without mashing the original pieces
- A23L19/07—Fruit waste products, e.g. from citrus peel or seeds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
- B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/60—Biochemical treatment, e.g. by using enzymes
- B09B3/65—Anaerobic treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B2101/00—Type of solid waste
- B09B2101/70—Kitchen refuse; Food waste
-
- 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
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Integrerat eller konsoliderat förfarande fór framställning av mångahanda biprodukter fi°ånfasta citrusrester som ursprungligt råmaterial i form av fysiskt eller kemiskt obehandladecitrusskal och ursaftade citrusfruktfibrer. Förfarandet innefattar att man fórst utvinnerlimonen från det hydrolysat som erhålls genom ånghydrolys av en vattenhaltig slurry av defasta citrusrestema genom att utsätta hydrolysatet fór hastig trycksänkning till atrnosfárs-tryck fór att avdunsta limonen i hydrolysatet och kondensera limonenångan, och därefterfrån det erhållna limonenutarmade hydrolysatet utvinna pektin och/eller framställa etanoloch/eller biogas och/eller biogödningsmedel på ett enkelt, kostnadseffektivt och ekono-miskt sätt, praktiskt taget utan att alstra något avfall. Integrated or consolidated process for the production of various by-products å ° solid citrus residues as original raw material in the form of physically or chemically untreated citrus peels and decapitated citrus fruits. The process comprises removing the recovering limonene from the hydrolyzate obtained by steam hydrolysis of an aqueous slurry of the solid citrus residues by subjecting the hydrolyzate to rapid pressure drop to atmospheric pressure to evaporating the limonene in the hydrolyzate and condensing the limonene vapor, and then extracting the hydrolyzate obtained from the hydrolyzate. / or produce ethanol and / or biogas and / or biofertilizers in a simple, cost-effective and economical way, practically without generating any waste.
Description
106SEsv.doc SEO9014l 5-0 2 (19) mentally friendly procedure to obtain animal feed, Bioresource Technology, 2004, 91, 111- 115.) Citrusrester innehåller diverse kolhydratpolymerer som skulle kunna användas fór fram- ställning av mikrobalstrade metaboliter, såsom biogas och etanol. Ett stort problem vid användning av citrusrester som beskickning fór biogasrötkammare är dock närvaron av limonen i resterna. Limonen är mycket giftigt fór de nedbrytande bakterierna och hämmar biogasproduktion. Limonen är också en stark inhibitor fór etanolproducerande jäst. Den främsta användningen av limonen är som utgångsmaterial fór karvon fór användning inom livsmedels- och smakämnesindustiin, men limonen är också vanligt i kosmetikprodukter och används i livsmedelstillverkning och några mediciner. Det används också som botanisk insekticid, och det används i ökande omfattning som lösningsmedel fór rengöringsändamål, såsom avlägsnande av olja från maskindelar. (Grohmaxm K. m.fl, Fennentation of sugars in orange peel hydrolysate to ethanol by recombinant Escherichia coli KO1 1, Applied Biochemistry and Biotechnology, 1995, 51/52, 423-435; Grohmann K. m.fl, Production of ethanol from enzymatically hydrolyzed orange peel by the yeast Saccharomyces Cerevisiae, Applied Biochemistry and Biotechnology,1994, 45/46, 315-327; Pourbafrani M. m.fl., Protective effect of encapsulation in fermentation of limonene-contained media and orange peel hydrolysate, International Journal of Molecular Science,2007, 8, 777-787; Mizuki E. m.fl., Inhibitory effect of citrus unshu peel on anaerobic digestion, Biological Wastes, 1990, 33, 161-168; Gunaseelan V. N., Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks, Biomass and Bioenergy, 2004, 26, 389-399; Lane A. G., Removal of peel oil from citrus peel press liquors before anaerobic digestion, Environmental Technology Letter,l983, 4, 65-72, Citrus Processing, Dan A Kimball, PP 420 http://books.google.com/books?id=YeF14yGITcoC&pg=RA2-PA388&lpg=RA2- PA388; Processing Fruits, Diane M. Barrett, Laszlo P. Somogyi, Hosahalli S. Ramaswamy, PP 440-441, Sektion 17.7, 17.7.1, 17.7.2, 17.7.3 och Tabell 17.6 http://books.google.com/books?id=S-yJSAR5b04C&pg=PA440; Trans ASAE 27 (4) 1240 “Energy from cull fruit” Tabell 17.6; Intemational Citrus and Beverage Conference 2007, Biofuels from Citrus Processing By-products and Waste Streams - Technical Perspective av Pratap Pullammanappallil PP 22 http://conference.ifas.ufl.edu/citrus/abstract %20book07.pdf; Citrus, Giovanni Dugo, Angelo Di Giacomo PP 175 http://books.google.com/books?id=OLaykfpqSaYC&pg=PA175; University of Florida website http://www.osti.gov/energycitations/product.biblio.j sp?osti_id=6466607). 106SEsv.doc SE0901415-0 3 (19) Framställning av limonen från en emulsion av citrusskalolja är känd. US 4 113 573 (Gerow) uppenbarar ett strippningsfórfarande, vid vilket en emulsion av skalolja från en anordning för utvinning av citrusjuice vänns upp under tryck genom insprutning av ånga medan emulsionen strömmar fram. Huvuddelen av trycket på den strömmande emulsionen sänks sedan genom en reduceringsventil, och den resulterande blandningen av ånga och vätska skickas genom en lång turbulent passage under sakta minskande tryck där grundlig blandning åstadkoms och limonen strippas från emulsionen av den inblandade ångan. 106ENsv.doc SEO9014l 5-0 2 (19) mentally friendly procedure to obtain animal feed, Bioresource Technology, 2004, 91, 111- 115.) Citrus residues contain various carbohydrate polymers that could be used for the production of microbalanced metabolites, such as biogas and ethanol. A major problem with the use of citrus residues as a charge for biogas root chambers, however, is the presence of limonene in the residues. Lemon is very toxic to the decomposing bacteria and inhibits biogas production. Lemon is also a strong inhibitor of ethanol-producing yeast. The main use of limonene is as a starting material for carvone for use in the food and flavor industry, but limonene is also common in cosmetic products and is used in food manufacturing and some medicines. It is also used as a botanical insecticide, and it is increasingly used as a solvent for cleaning purposes, such as removing oil from machine parts. (Grohmaxm K. m. Fl, Fennentation of sugars in orange peel hydrolyzate to ethanol by recombinant Escherichia coli KO1 1, Applied Biochemistry and Biotechnology, 1995, 51/52, 423-435; Grohmann K. m. Fl, Production of ethanol from enzymatically hydrolyzed orange peel by the yeast Saccharomyces Cerevisiae, Applied Biochemistry and Biotechnology, 1994, 45/46, 315-327; Pourbafrani M. m. fl., Protective effect of encapsulation in fermentation of limonene-contained media and orange peel hydrolysate, International Journal of Molecular Science, 2007, 8, 777-787; Mizuki E. m.,., Inhibitory effect of citrus unshu peel on anaerobic digestion, Biological Wastes, 1990, 33, 161-168; Gunaseelan VN, Biochemical methane potential of fruits and vegetable solid waste feedstocks, Biomass and Bioenergy, 2004, 26, 389-399; Lane AG, Removal of peel oil from citrus peel press liquors before anaerobic digestion, Environmental Technology Letter, l983, 4, 65-72, Citrus Processing, Dan A Kimball, PP 420 http: //books.g oogle.com/books?id=YeF14yGITcoC&pg=RA2-PA388&lpg=RA2- PA388; Processing Fruits, Diane M. Barrett, Laszlo P. Somogyi, Hosahalli S. Ramaswamy, PP 440-441, Section 17.7, 17.7.1, 17.7.2, 17.7.3 and Table 17.6 http://books.google.com/ books? id = S-yJSAR5b04C & pg = PA440; Trans ASAE 27 (4) 1240 “Energy from cull fruit” Table 17.6; Intemational Citrus and Beverage Conference 2007, Biofuels from Citrus Processing By-products and Waste Streams - Technical Perspective av Pratap Pullammanappallil PP 22 http: //conference.ifas.u fl. Edu / citrus / abstract% 20book07.pdf; Citrus, Giovanni Dugo, Angelo Di Giacomo PP 175 http://books.google.com/books?id=OLaykfpqSaYC&pg=PA175; University of Florida website http://www.osti.gov/energycitations/product.biblio.j sp? Osti_id = 6466607). 106SEsv.doc SE0901415-0 3 (19) Preparation of the limonene from an emulsion of citrus peel oil is known. US 4,113,573 (Gerow) discloses a stripping process in which an emulsion of shell oil from a citrus juice extraction device is recovered under pressure by injecting steam as the emulsion flows. The bulk of the pressure on the flowing emulsion is then lowered through a reducing valve, and the resulting mixture of steam and liquid is sent through a long turbulent passage under slowly decreasing pressure where thorough mixing is effected and the limonene is stripped from the emulsion of the mixed steam.
Blandningen matas ut vid atmosfärstryck till en ånguppsamlingstank, där den använda vätskan avskiljs och leds bort. De uppsamlade ångoma skickas till en kondensor, och kondensatet därifrån leds till en dekanteringstank där limonenet dekanteras av.The mixture is discharged at atmospheric pressure to a vapor collection tank, where the used liquid is separated and discharged. The collected vapors are sent to a condenser, and the condensate from there is led to a decantation tank where the limonene is decanted off.
Förfaranden att framställa etanol från fasta citrusrester genom att minska koncentrationen av limonen i citrusrester för att tillåta jäsning och att behandla de återstående fasta ämnena och vätskoma för att producera biprodukter som ytterligare etanol, acetat, galakturonsyra- monomerer och -polymerer, pentoser och boskapsfoder uppenbaras i US 2006/0177916 A1 och US 2008/0213849 A1 (båda Stewart et al.). Ett forfarande fór att erhålla pektin genom enzymatisk behandling av malt pektininnehållande material såsom citrusrester följt av alkoholextraktion uppenbaras i US 2009/0110798 A1 (Gusek et al.). Ett förfarande för framställning av etanol och djurfoder från en vattenhaltig slurry av biomassa såsom strimlade citrusrester uppenbaras i US 4 952 504 and US 5 135 861 (båda Pavilon). Vidare är ett förfarande för framställning av etanol genom jäsning av citrusmelass (dvs. juicer som pressats ut från citrusreståterstoder) fria från hämmande oljor som citrusolj a (limonen) känt.Processes to produce ethanol from solid citrus residues by reducing the concentration of limonene in citrus residues to allow fermentation and treating the remaining solids and liquids to produce by-products such as additional ethanol, acetate, galacturonic acid monomers and polymers, pentoses and livestock feed US 2006/0177916 A1 and US 2008/0213849 A1 (both Stewart et al.). A process for obtaining pectin by enzymatic treatment of ground pectin-containing materials such as citrus residues followed by alcohol extraction is disclosed in US 2009/0110798 A1 (Gusek et al.). A process for producing ethanol and animal feed from an aqueous slurry of biomass such as shredded citrus residues is disclosed in US 4,952,504 and US 5,135,861 (both Pavilon). Furthermore, a process for the production of ethanol by fermentation of citrus molasses (ie juices squeezed from citrus residues) free of inhibitory oils such as citrus oil a (limonene) is known.
Den hämmande oljan strippas från citrusmelassen med ånga såsom uppenbaras i US 4 503 079 (King et al.). Det är känt att limonen erhålls från ponkan perikarp, dvs. fruktvägg i en sorts tangerin i citrussläktet, genom ångbehandling vid omkring 190-230 °C i omkring minuter såsom uppenbaras i JP 2005-087987 (Univ. Toyohashi Technology). Dessutom är det känt att citrusskal behandlas till en citrusskalmassa av livsmedelskvalitet som kan ändras fysiskt till livsmedelsprodukter och produkter fór användning som annat än livs- medel. Förfarandet innefattar stegen att avfröa citrusskalen, skära skalen till precisa stycken, som är i huvudsak lika i storlek, och skålla stycken såsom uppenbaras i US 2009/0022877 A1 (Sample).The inhibitory oil is stripped from the citrus molasses with steam as disclosed in US 4,503,079 (King et al.). It is known that the lemon is obtained from the ponkan pericarp, ie. fruit wall in a kind of tangerine in the citrus genus, by steam treatment at about 190-230 ° C for about minutes as disclosed in JP 2005-087987 (Univ. Toyohashi Technology). In addition, it is known that citrus peels are treated into a citrus peel mass of food grade that can be physically changed into food products and products for use as other than food. The method includes the steps of seeding the citrus peels, cutting the peels into precise pieces, which are substantially equal in size, and peeling pieces as disclosed in US 2009/0022877 A1 (Sample).
De ovan nämnda förfarandena använder i allmänhet citrusrester efter kemisk eller fysisk fórbehandling. Vidare avlägsnar de inte från början och effektivt limonen, som hämmar biogas- och etanolproducerande bakterier respektive jäst. Pektinutvinning innefattar enzymatisk behandling och tidskrävande alkoholextraktion. I allmänhet är de ovan nämnda förfarandena inte ekonomiska och effektiva då utbytena är låga och energiförbrukningen l06SEsv.doc SEO901415-0 4 (19) hög och behandlingstiden lång. Det finns alltså behov av ett enda förfarande för att omvandla fasta citrusrester, som de erhållits, till mångahanda biprodukter på ett enkelt, kostnadseffektivt och ekonomiskt sätt utan att åstadkomma praktiskt taget något avfall.The above procedures generally use citrus residues after chemical or physical feed treatment. Furthermore, they do not remove the limon from the beginning and effectively inhibit biogas- and ethanol-producing bacteria and yeast, respectively. Pectin recovery includes enzymatic treatment and time-consuming alcohol extraction. In general, the above-mentioned procedures are not economical and efficient as the yields are low and the energy consumption l06SEsv.doc SEO901415-0 4 (19) is high and the treatment time is long. There is thus a need for a single process for converting solid citrus residues, as obtained, into a variety of by-products in a simple, cost-effective and economical manner without producing virtually any waste.
KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINN INGEN Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett integrerat eller konsoliderat förfarande för framställning av månghanda biprodukter från kemiskt och fysiskt ej förbehandlade fasta citrusrester (SCW) som ursprungligt råmaterial i form av fysiskt eller kemiskt obehandlade citrusskal och citrusfruktfibrer, från vilka juicen pressats ut.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION None The main object of the present invention is to provide an integrated or consolidated process for the production of various by-products of chemically and physically untreated solid citrus residues (SCW) as original raw materials in the form of physically or chemically citrus-icy citric and pressed out.
I enlighet med föreliggande uppfinning uppnås detta ändamål genom att förfarandet innefattar att man: a) först blandar fasta citrusrester med vatten av en renhet som är åtminstone lika med den hos fárskvatten fritt från föroreningar, företrädesvis destillerat vatten, för att erhålla en vattenhaltig slurry; b) hydrolyserar den vattenhaltiga slurryn av de fasta citrusresterna under ett fiån atmosfärstryck avvikande tryck och temperatur i en hydrolysreaktor värmd med direkt insprutning av ånga; c) hastigt trycksänker hydrolysatet till atmosfárstryck för att avdunsta i hydrolysatet befintligt limonen: d) utvinner limonen genom att kondensera förångad limonen: e) samlar upp limonenutarmat hydrolysat; och att man från det limonenutarmade hydrolysatet f) utvinner pektin och/eller g) framställer etanol och/eller h) framställer biogas och/eller i) framställer biogödningsmedel.According to the present invention, this object is achieved in that the process comprises: a) first mixing solid citrus residues with water of a purity at least equal to that of fresh water free from impurities, preferably distilled water, to obtain an aqueous slurry; b) hydrolyses the aqueous slurry of the solid citrus residues under a pressure and temperature deviating from the atmospheric pressure in a hydrolysis reactor heated by direct injection of steam; c) rapidly depressurizes the hydrolyzate to atmospheric pressure to evaporate in the hydrolyzate permanently the limonene: d) recovers the limonene by condensing the evaporated limonene: e) collects the limonene depleted hydrolyzate; and that from the limonene depleted hydrolyzate f) pectin is recovered and / or g) ethanol is produced and / or h) biogas is produced and / or i) biofertilizer is produced.
Därigenom uppnås ett unikt framställningsförfarande, som gör det möjligt att erhålla fem kommersiellt betydelsefulla biprodukter, nämligen limonen, pektin, etanol, biogas och biogödningsmedel, under loppet av ett enda förfarande med i ett nätverk sammanbundna steg.This results in a unique manufacturing process, which makes it possible to obtain five commercially important by-products, namely limonene, pectin, ethanol, biogas and biofertilizers, in the course of a single process with networked steps.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen åstadkoms ett förfarande för hydrolys av fasta citrusrester med högsta procentuella utvinning av limonen från citrusrester. 106SEsv.doc SE09014l5-O (19) I en annan aspekt av uppfinningen åstadkoms en effektiv, ny metod för utvinning av en större andel av pektin från fasta citrusrester (SCW).According to another aspect of the invention, there is provided a process for hydrolysis of solid citrus residues with the highest percentage recovery of the limonene from citrus residues. 106SEsv.doc SE0901415-O (19) In another aspect of the invention, an efficient, new method for extracting a larger proportion of pectin from solid citrus residues (SCW) was provided.
I ärmu en annan aspekt av uppfinningen åstadkommer uppfinningen ett självförsörjande, ekonomiskt och energieffektivt forfarande för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester (SCW), vilket förfarande är betydligt mer effektivt än tidigare kända förfaranden.In yet another aspect of the invention, the invention provides a self-sufficient, economical and energy efficient process for the production of various by-products from solid citrus residues (SCW), which process is considerably more efficient than previously known processes.
KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande kommer uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till föredragna utfóringsfonner och de bifogade ritningarna.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, the invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and the accompanying drawings.
Figur l är ett blockdiagram av en anordning för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester enligt en första fóredragen utföringsfonn av uppfinningen.Figure 1 is a block diagram of an apparatus for producing a variety of by-products from solid citrus residues according to a first preferred embodiment of the invention.
Figur 2 är ett blockdiagram av en anordning för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester enligt en andra fóredragen utföringsfonn av uppfinningen.Figure 2 is a block diagram of an apparatus for producing a variety of by-products from solid citrus residues according to a second preferred embodiment of the invention.
Figur 3 är ett blockdiagram av en anordning för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester enligt en tredje föredragen utföringsfonn av uppfinningen.Figure 3 is a block diagram of an apparatus for producing a variety of by-products from solid citrus residues according to a third preferred embodiment of the invention.
Figur 4 är ett blockdiagram av en anordning för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester enligt en fjärde föredragen utföringsfonn av uppfinningen. sÅTT ATT UTÖVA UPPFINNINGEN Enligt uppfinningen åstadkoms ett förfarande för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester. Förfarandet innefattar att man först utvinner limonen från det hydro- lysat som erhålls genom ånghydrolys av en vattenhaltig slurry av de fasta citrusresterna genom att utsätta hydrolysatet för hastig trycksänkning till atmosfárstryck för att avdunsta limonen i hydrolysatet och kondensera limonenångan, och därefter utvinna ytterligare biprodukter från det limonenutarmade hydrolysatet genom att utsätta det limonenutarmade hydrolysatet för ytterligare behandling.Figure 4 is a block diagram of an apparatus for producing a variety of by-products from solid citrus residues according to a fourth preferred embodiment of the invention. FIELD OF THE INVENTION According to the invention, there is provided a process for the preparation of various by-products from solid citrus residues. The process comprises first recovering the limonene from the hydrolyzate obtained by steam hydrolysis of an aqueous slurry of the solid citrus residues by subjecting the hydrolyzate to rapid depressurization to atmospheric pressure to evaporate the limonene in the hydrolyzate and condensing the limonene vapor, and then recovering additional by-products. limonene depleted hydrolyzate by subjecting the limonene depleted hydrolyzate to further treatment.
Enligt en utföringsfonn av uppfinningen innefattar den ytterligare behandlingen av det limonenutarmade hydrolysatet att man utsätter det limonenutarmade hydrolysatet för anaerobisk nedbrytning för framställning av biogas och biogödningsmedel som rötslam. lO6SEsv.doc SE090141 5-0 6(l9) Enligt uppfinningen åstadkoms också en anordning for framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester, vilken anordning innefattar en hydrolysreaktor med en vatteninloppsledning, en inloppsledning för fasta citrusrester, en ånginloppsledning och en hydrolysatutloppsledning, en expansionstank som är ansluten till hydrolysreaktorns hydro- lysatutloppsledning och har en ångutloppsledning och en hydrolysatutloppsledning, en kondensor som är ansluten till expansionstankens ångutloppsledning och har en kondensat- utloppsledning, och en biogasrötkammare som är ansluten till expansionstankens hydro- lysatutloppsledning och har en biogasutloppsledning och en rötslamutloppsledning.According to one embodiment of the invention, the further treatment of the limonene depleted hydrolyzate comprises subjecting the limonene depleted hydrolyzate to anaerobic degradation for the production of biogas and biofertilizers as digestate. According to the invention there is also provided an apparatus for producing various by-products from solid citrus residues, which apparatus comprises a hydrolysis reactor with a water inlet line, an inlet line for solid citrus residues, a steam inlet line and an inlet outlet as a hydrolysis line. is connected to the hydrolysis reactor hydrolyzate outlet line and has a steam outlet line and a hydrolyzate outlet line, a condenser connected to the expansion tank's steam outlet line and has a condensate outlet line, and a biogas digestion chamber of the hydrolyte outlet and biogas outlet of the hydrolysis outlet outlet.
Enligt en annan utfóringsform av uppfinningen innefattar den ytterligare behandlingen av det limonenutarmade hydrolysatet att man filtrerar det limonenutarmade hydrolysatet, jäser filtratet vid 30 °C under anaeroba betingelser och destillerar jäsningssoppan fór att utvinna etanol; och utsätter fastämnena från filtreringen och destillationsåterstoden för anaerobisk nedbrytning för att erhålla biogas och biogödningsmedel som rötslam.According to another embodiment of the invention, the further treatment of the limonene depleted hydrolyzate comprises filtering the limonene depleted hydrolyzate, fermenting the filtrate at 30 ° C under anaerobic conditions and distilling the fermentation broth to recover ethanol; and exposes the solids from the filtration and distillation residue to anaerobic decomposition to obtain biogas and biofertilizers such as digestate.
Enligt uppfinningen åstadkoms också en anordning fór framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester, vilken anordning innefattar en hydrolysreaktor med en vatteninloppsledning, en syrainloppsledning, en inloppsledning for fasta citrusrester, en ånginloppsledning och en hydrolysatutloppsledning, en expansionstank som är ansluten till hydrolysreaktorns hydrolysatutloppsledning och har en ångutloppsledning och en hydro- lysatutloppsledning, en kondensor som är ansluten till expansionstankens ångutloppsled- ning och har en kondensatutloppsledning, ett filter som är anslutet till expansionstankens hydrolysatutloppsledning och har ett filtratutlopp och en utloppsledning fór fast material, en j äsanordning som är ansluten till filtrets filtratutloppsledning och har en utloppsledning for j äsningssoppa, en destillationsanordning som är ansluten till jäsanordningens utloppsled- ning för jäsningssoppa och har en etanolutloppsledning och en utloppsledning fór återstod, och en biogasrötkammare som är ansluten till filtrets utloppsledning fór fast material och till destillationsanordningens utloppsledning fór återstod och har en biogasutloppsledning och en utloppsledning fór biogödningsmedel.According to the invention there is also provided an apparatus for producing various by-products from solid citrus residues, which apparatus comprises a hydrolysis reactor with a water inlet line, an oxygen inlet line, an inlet line for solid citrus residues, a steam inlet line and a hydrolyzate outlet and a hydrolyzate outlet. steam outlet line and a hydrolyzate outlet line, a condenser which is connected to the expansion tank steam outlet line and has a condensate outlet line, an terlter which is connected to the expansion tank's hydrolyzate outlet line and has a filtrate outlet and a material outlet line as a discharge line and has a fermentation broth outlet line, a distillation apparatus connected to the fermentation broth outlet line and having an ethanol outlet line and a residual discharge line, and a biogas beaker chambers connected to the filter's outlet line for solid material and to the distillation device's outlet line remained and have a biogas outlet line and an outlet line for biofertilizer.
Enligt en annan utfóringsfonn av uppfinningen innefattar den ytterligare behandlingen av det limonenutarmade hydrolysatet att man filtrerar det limonenutarmade hydrolysatet, jäser en del av filtratet vid 30 °C under anaeroba betingelser och destillerar jäsningssoppan för att utvinna etanol; och behandlar den återstående delen av filtratet med en del av den vid destillationen erhållna etanolen fór att fälla ut pektin och torka pektinet vid 50-70 °C, och att det hydrolysat som återstår efter pektinutfállningen också används fór jäsning; och att 106SEsv.doc SE0901415-0 m9) fastämnena från filtreringen och destillationsåterstoden utsätts fór anaerobisk nedbrytning för att erhålla biogas och biogödningsmedel som rötslam.According to another embodiment of the invention, the further treatment of the limonene dehydrated hydrolyzate comprises filtering the limonene depleted hydrolyzate, fermenting a portion of the filtrate at 30 ° C under anaerobic conditions and distilling the fermentation broth to recover ethanol; and treating the remaining part of the filtrate with a part of the ethanol obtained during the distillation in order to precipitate the pectin and dry the pectin at 50-70 ° C, and that the hydrolyzate remaining after the pectin precipitation is also used for fermentation; and that 106SEsv.doc SE0901415-0 m9) the solids from the filtration and distillation residue are subjected to anaerobic decomposition to obtain biogas and biofertilizers such as digestate.
Enligt uppfinningen åstadkoms också en anordning fór framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester, vilken anordning innefattar en hydrolysreaktor med en vatteninloppsledning, en syrainloppsledning, en inloppsledning för fasta citrusrester, en ånginloppsledning och en hydrolysatutloppsledning, en expansionstank som är ansluten till hydrolysreaktorns hydrolysatutloppsledning och har en ångutloppsledning och en hydro- lysatutloppsledning, en kondensor som är ansluten till expansionstankens ångutloppsled- ning och har en kondensatutloppsledning, ett filter som är anslutet till expansionstankens hydrolysatutloppsledning och har en filtratutloppsledning och en utloppsledning för fast material, en jäsanordning och en utfállare anslutna till filtrets filtratutloppsledning, varvid jäsanordningen har en utloppsledning för jäsningssoppa och utfällaren har en till jäsanord- ningen ansluten utloppsledning för pektinutannat hydrolysat och pektinutloppsledning, en destillationsanordning som är ansluten till jäsanordningens utloppsledning för j äsnings- soppa och har en etanolutloppsledning och en utloppsledning för återstod, en etanoltill- fórselledning som är ansluten till utfállaren och tvärs etanolutloppsledningen, en tork som är ansluten till pektinutloppsledningen från utfállaren och har en pektinutloppsledning, och en biogasrötkammare som är ansluten till filtrets utlopp för fast material och destillations- anordningens utloppsledning för återstod och har en biogasutloppsledning och en utlopps- ledning för biogödningsmedel.According to the invention there is also provided an apparatus for producing a variety of by-products from solid citrus residues, which apparatus comprises a hydrolysis reactor with a water inlet line, an oxygen inlet line, an inlet line for solid citrus residues, a steam inlet line and a hydrolyzate outlet and a hydrolyzate outlet. steam outlet line and a hydrolyzate outlet line, a condenser which is connected to the expansion tank's steam outlet line and has a condensate outlet line, an somlter which is connected to the expansion tank's hydrolyzate outlet line and has an atltrate outlet connection line and a supply line , wherein the fermenting device has an outlet line for fermentation broth and the precipitator has an outlet line for pectin-terminated hydrolyzate and pectin outlet line connected to the fermentation device, a distillation device which is connected to the fermentation broth outlet line of the fermenter and has an ethanol outlet line and a residual outlet line, an ethanol supply line connected to the precipitator and across the ethanol outlet line, a dryer connected to the pectin outlet line and the pectin outlet line having biogas digesters which are connected to the outlet of the filter for solid material and the outlet line of the distillation apparatus for residues and have a biogas outlet line and an outlet line for biofertilizers.
Enligt en annan utfóringsfonn av uppfinningen innefattar den ytterligare behandlingen av det limonenutarmade hydrolysatet att man filtrerar det limonenutarmade hydrolysatet, behandlar filtratet med etanol för att fälla ut pektin och torka pektinet vid 50-70 °C, och att man destillerar det hydrolysat som återstår efter utfällningen av pektin för att utvinna etanol, vilken utvunna etanol används för att fälla ut pektin från filtratet med ytterligare tillsats av etanol, om så erfordras, och att man utsätter det fasta materialet från filtreringen och destillationsåterstoden fór anaerobisk nedbrytning fór erhållande av biogas och bio- gödningsmedel som bottenslam.According to another embodiment of the invention, the further treatment of the limonene depleted hydrolyzate comprises filtering the limonene depleted hydrolyzate, treating the filtrate with ethanol to precipitate pectin and drying the pectin at 50-70 ° C, and distilling the hydrolyzate remaining after precipitation of pectin to recover ethanol, which recovered ethanol is used to precipitate pectin from the filtrate with further addition of ethanol, if necessary, and to subject the solid material from the filtration and distillation residue to anaerobic decomposition to obtain biogas and biofertilizers. as bottom sludge.
Enligt uppfinningen åstadkoms också en anordning för framställning av mångahanda biprodukter från fasta citrusrester, vilken anordning innefattar en hydrolysreaktor med en vatteninloppsledning, en syrainloppsledning, en inloppsledning för fasta citrusrester, en ånginloppsledning och en hydrolysatutloppsledning, en expansionstank som är ansluten till hydrolysreaktorns hydrolysatutloppsledning och har en ångutloppsledning och en hydro- lysatutloppsledning, en kondensor som är ansluten till expansionstankens ångutlopp och har 106SEsv.doc SEO901415-0 8 (19) en kondensatutloppsledning, ett filter som är anslutet till expansionstankens hydrolysat- utlopp och har en filtratutloppsledning och en utloppsledning för fast material, en utfállare som är ansluten till filtrets filtratutloppsledning och har en utloppsledning för pektinutarmat hydrolysat och en pektinutloppsledning, en tork som är ansluten till utfällarens pektin- utloppsledning och har en utloppsledning för torkat pektin, en destillationsanordning som är ansluten till utloppsledningen för pektinutarmat hydrolysat från utfállaren och har en etanolutloppsledning som är ansluten till utfällaren och en utloppsledning fór återstod, en etanoltillfórselledning som är ansluten tvärs destillationsanordningens etanolutloppsledning och en biogasrötkammare som är ansluten till filtrets utloppsledning för fast material och till destillationsanordningens utloppsledning för återstod och har en biogasutloppsledning och en utloppsledning för biogödningsmedel.According to the invention there is also provided an apparatus for producing a variety of by-products from solid citrus residues, which apparatus comprises a hydrolysis reactor with a water inlet line, an oxygen inlet line, an inlet line for solid citrus residues, a steam inlet line and a hydrolyzate outlet and a hydrolyzate outlet. steam outlet line and a hydrolyzate outlet line, a condenser which is connected to the steam tank of the expansion tank and has 106SEsv.doc SEO901415-0 8 (19) a condensate outlet line, an terlter which is connected to the hydrolyzate outlet of the expansion tank and has a solid outlet for , a precipitator which is connected to the filtrate outlet line of the filter and has an outlet line for pectin-dehydrated hydrolyzate and a pectin outlet line, a dryer which is connected to the pectin outlet line of the precipitator and has an outlet line for dried pectin. device connected to the pectin-depleted hydrolyzate outlet line from the precipitator and having an ethanol outlet line connected to the precipitator and an outlet line for the remainder, an ethanol supply line connected across the distillation device's ethanol outlet line and a biogas supply line to a biogas supply for residue and has a biogas outlet line and an outlet line for biofertilizers.
De fasta citrusresterna som används enligt uppfinningen är fasta rester som erhållits efter utvinning av juice från citrusfrukter och innefattar rester, utskottsfrukt, olika fruktskal, membran från fruktklyftoma och frön i till buds stående tillstånd utan någon som helst fysisk eller kemisk förbehandling. Uppfinningen åstadkommer ett integrerat eller konsoli- derat förfarande och anordning fór framställning av månghanda biprodukter, nämligen limonen, etanol, pektin, biogas och biogödningsmedel från sådana fasta citrusrester. Först utvinns limonen effektivt från hydrolysatet genom avdunstning vid hastig trycksänkning.The solid citrus residues used according to the invention are solid residues obtained after extraction of juice from citrus fruits and include residues, shoot fruit, various fruit peels, membranes from the fruit slices and seeds in the available state without any physical or chemical pretreatment. The invention provides an integrated or consolidated process and apparatus for the production of a variety of by-products, namely limonene, ethanol, pectin, biogas and biofertilizers from such solid citrus residues. First, the limonene is efficiently recovered from the hydrolyzate by evaporation at rapid pressure drop.
Därför har det varit möjligt att erhålla de andra biprodukterna effektivt och ekonomiskt och i stora kvantiteter. Uppfinningen eliminerar enzymatisk behandling vid utvinning av pektin och använder i stället enkel utfällning för att utvinna pektin. Uppfinningen är enkel och lätt att utöva, effektiv och ekonomisk då den utnyttjar fasta citrusrester i den form de är till- gängliga och resulterar i höga utbyten och förbrukar mindre mängder energi. Den är också självförsörjande genom att den framställda metangasen kan användas för att alstra ånga för hydrolysreaktom och också för att torka pektin. En del av den framställda etanolen kan också användas för att fälla ut pektin. Svinnet är praktiskt taget eliminerat eller är noll, varigenom avfallsproblem undviks. Också den totala tiden fór behandling av restema minskas enligt uppfinningen.Therefore, it has been possible to obtain the other by-products efficiently and economically and in large quantities. The invention eliminates enzymatic treatment in the extraction of pectin and instead uses simple precipitation to extract the pectin. The invention is simple and easy to exercise, efficient and economical as it utilizes solid citrus residues in the form in which they are available and results in high yields and consumes smaller amounts of energy. It is also self-sufficient in that the methane gas produced can be used to generate steam for the hydrolysis reactor and also to dry pectin. Some of the ethanol produced can also be used to precipitate pectin. The waste is practically eliminated or is zero, thus avoiding waste problems. The total time for treatment of the residues is also reduced according to the invention.
Den anordning 1 som visas i figur l i de bifogade ritningama innefattar en hydrolysreaktor 2, som har en vatteninloppsledning 2a, en inloppsledning 2b för fasta citrusrester och en ånginloppsledning 2c och en hydrolysatutloppsledning 2d. En expansionstank 3 är ansluten till hydrolysreaktoms 2 hydrolysatutloppsledning 2d och har en ångutloppsledning 3a och en hydrolysatutloppsledning 3b. En kondensor 4 är ansluten till ångutloppsledningen 3a och har en kondensatutloppsledning 4a. En biogasrötkammare 5 är ansluten till hydrolysat- utloppsledningen 3b och har en biogasutloppsledning Sa och en utloppsledning Sb fór l06SEsv.doc SE090l415-0 9(19) biogödningsmedel. Slurry av fasta citrusrester (SCW, såsom definierat ovan) med vatten hydrolyseras i hydrolysreaktorn 2 med ånga, företrädesvis vid en temperatur av 110-200 °C och vid ett tryck av 0,14-1,6 MPa. Hydrolysatet trycksänks hastigt för avdunstning i expansionstanken 3 vid atmosfárstryck och limonenångoma kondenseras i kondensorn 4.The device 1 shown in Figure 1 of the accompanying drawings comprises a hydrolysis reactor 2, which has a water inlet line 2a, an inlet line 2b for solid citrus residues and a steam inlet line 2c and a hydrolyzate outlet line 2d. An expansion tank 3 is connected to the hydrolyzate outlet line 2d of the hydrolysis reactor 2 and has a steam outlet line 3a and a hydrolyzate outlet line 3b. A condenser 4 is connected to the steam outlet line 3a and has a condensate outlet line 4a. A biogas digestion chamber 5 is connected to the hydrolyzate outlet line 3b and has a biogas outlet line Sa and an outlet line Sb for biofertilizers. Slurry of solid citrus residues (SCW, as deionized above) with water is hydrolyzed in the hydrolysis reactor 2 with steam, preferably at a temperature of 110-200 ° C and at a pressure of 0.14-1.6 MPa. The hydrolyzate is rapidly depressurized for evaporation in the expansion tank 3 at atmospheric pressure and the limonene vapors are condensed in the condenser 4.
Limonenkondensatet utvinns först från kondensom 4. Hydrolysatet från expansionstanken 3 underkastas anaerobisk nedbrytning i biogasrötkammaren 5 för erhållande av biogas och biogödningsmedel som rötslam. Halten av fasta citrusresteri den vattenhaltiga slurryn kan vara av vilken procentuell vikt som helst beroende på utvinningskraven och är företrädesvis to 15 vikt-% av slurryn.The limonene condensate is first extracted from condenser 4. The hydrolyzate from the expansion tank 3 is subjected to anaerobic decomposition in the biogas digestion chamber 5 to obtain biogas and biofertilizers as digestate sludge. The content of solid citrus residue in the aqueous slurry can be of any percentage weight depending on the recovery requirements and is preferably up to 15% by weight of the slurry.
Den i figur 2 av de bifogade ritningarna visade anordningen 6 innefattar en hydrolysreaktor 7 som har en vatteninloppsledning 7a, en inloppsledning 7b för fasta citrusrester, en syra- inloppsledning 7c en ånginloppsledning 7d och en hydrolysatutloppsledning 7e. En expan- sionstank 8 är ansluten till hydrolysatutloppsledningen 7e och har en ångutloppsledning 8a och en hydrolysatutloppsledning 8b. En kondensor 9 är ansluten till ångutloppsledningen 8a och har en kondensatutloppsledning 9:1. Ett filter 10 är anslutet till hydrolysatutloppsled- ningen 8b och har en filtratutloppsledning 10a och en utloppsledning 10b för fast material.The device 6 shown in Figure 2 of the accompanying drawings comprises a hydrolysis reactor 7 having a water inlet line 7a, an inlet line 7b for solid citrus residues, an acid inlet line 7c a steam inlet line 7d and a hydrolyzate outlet line 7e. An expansion tank 8 is connected to the hydrolyzate outlet line 7e and has a steam outlet line 8a and a hydrolyzate outlet line 8b. A condenser 9 is connected to the steam outlet line 8a and has a condensate outlet line 9: 1. An alter 10 is connected to the hydrolyzate outlet line 8b and has an altrate outlet line 10a and a solid line outlet line 10b.
En jåsanordning 11 är ansluten till filtratutloppsledningen 10a och har en utloppsledning 11a för jäsningssoppa. En destillationsanordning 12 är ansluten till utloppsledningen lla för jäsningssoppa och har en etanolutloppsledning 12a och en utloppsledning 12b för åter- stod ansluten tvärs utloppsledningen 10b för fast material, vilken är ansluten till en biogas- rötkammare 13. Biogasrötkammaren 13 har en biogasutloppsledning 13a och en utlopps- ledning 13b för biogödningsmedel. En syra för in i den vattenhaltiga slurryn i reaktorn 7 före ånghydrolysen av slurryn. Syran hjälper till att justera pH i den vattenhaltiga slurryn och bryta ner sockerpolymerema. Den använda syran väljs från fosforsyra, salpetersyra, saltsyra och svavelsyra. Svavelsyra föredras eftersom den är billig. Hydrolysen av den vattenhaltiga slurryn, expansionen av hydrolysatet och utvinningen av limonen utförs alla såsom beskrivits ovan. Hydrolysatet från expansionstanken 8 filtreras och filtratet under- kastas anaerobisk jäsning vid 30 °C i jäsanordningen 11. J äsningssoppan destilleras i destillationsanordningen 12 för utvinning av etanol. Det fasta materialet från filtreringen och återstoden från destillationen underkastas anaerob nedbrytning i bio gasrötkammaren 13 för erhållande av biogas och biogödningsmedel som rötslam.A fermenter 11 is connected to the filtrate outlet line 10a and has a fermentation broth outlet line 11a. A distillation device 12 is connected to the fermentation broth outlet line 11a and has an ethanol outlet line 12a and a residual outlet line 12b connected across the solid material outlet line 10b, which is connected to a biogas digestion chamber 13. The biogas digestion chamber 13 has a biogas outlet 13. - line 13b for biofertilizers. An acid is introduced into the aqueous slurry in the reactor 7 before the steam hydrolysis of the slurry. The acid helps to adjust the pH of the aqueous slurry and break down the sugar polymers. The acid used is selected from phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid. Sulfuric acid is preferred because it is inexpensive. The hydrolysis of the aqueous slurry, the expansion of the hydrolyzate and the recovery of the limonene are all carried out as described above. The hydrolyzate from the expansion tank 8 is filtered and the filtrate is subjected to anaerobic fermentation at 30 ° C in the fermenter 11. The fermentation broth is distilled in the ethanol distillation device 12. The solid material from the filtration and the residue from the distillation are subjected to anaerobic decomposition in the biogas digestion chamber 13 to obtain biogas and biofertilizers as digestate.
Den i figur 3 av de bifogade ritningama visade anordningen 14 innefattar en hydrolys- reaktor 15 som har en vatteninloppsledning 15a, en inloppsledning 15b för fasta citrus- rester, en syrainloppsledning 15c en ånginloppsledning 15d och en hydrolysatutlopps- ledning 15e. En expansionstank 16 är ansluten till hydrolysatutloppsledningen 15e och har 106SEsv.doc SE0901415-0 1009) en ångutloppsledning 16a och en hydrolysatutloppsledning 16b. En kondensor 17 år anslu- ten till ångutloppsledningen 16a och har en kondensatutloppsledning l7a. Ett filter 18 är anslutet till hydrolysatutloppsledningen 16b och har en filtratutloppsledning 18a och en ut- loppsledning 18b för fast material. Filtratutloppsledningen 18a är ansluten till en jäsanord- ning 19 och en utfállare 20. En biogasrötkammare 21 är ansluten till filtrets 18 utloppsled- ning 18b fór fast material. J äsanordningen 19 har en utloppsledning 19a fór jäsningssoppa ansluten till en destillationsanordning 22. Destillationsanordningen 22 har en etanolutlopps- ledning 22a och en utloppsledning 22b fór återstod, av vilka den senare är ansluten till ut- loppsledningen 18b för fast material. En etanoltillförselledning 22c är avgrenad från etanol- utloppsledningen 22a och är ansluten till utfállaren 20, som har en till jäsanordningen 19 ansluten utloppsledning 20a fór pektinutarmat hydrolysat och en pektinutloppsledning 20b som är ansluten till en tork 23 med en utloppsledning 23a för torrt pektin. Biogasrötkam- maren 21 har en biogasutloppsledning 2la och en utloppsledning 21b fór biogödnings- medel. Justering av pH i den vattenhaltiga slurryn, hydrolysen av den vattenhaltiga slurryn med ånga, expansionen genom hastig trycksänkning av hydrolysatet i expansionstanken 16, kondenseringen av limonenångan i kondensom 17 och utvinningen av limonen från kon- densom 17 utförs alla såsom beskrivits tidigare. En del av filtratet jäses i jäsanordningen 19 under anaeroba betingelser vid 30 °C. Jäsningssoppan destilleras i destillationsanordningen 22 för utvinning av etanol. Med användning av en del av etanolen från destillationsanord- ningen 22 fálls pektin ut från den återstående delen av filtratet i utfállaren 20. Också det hydrolysat som återstår i utfállaren 20 efter utfillningen av pektin matas in i jäsanordningen 19 och underkastas jäsning. Pektinet torkas i torken 23 vid 50-70 °C och utvinns från torken 23. Det fasta materialet från filtreringen och destillationsåterstoden underkastas anaerobisk nedbrytning i rötkammaren 21 fór erhållande av biogas och biogödningsämne som rötslain.The device 14 shown in Figure 3 of the accompanying drawings comprises a hydrolysis reactor 15 having a water inlet line 15a, an inlet line 15b for solid citrus residues, an oxygen inlet line 15c, a steam inlet line 15d and a hydrolyzate outlet line 15e. An expansion tank 16 is connected to the hydrolyzate outlet line 15e and has a steam outlet line 16a and a hydrolyzate outlet line 16b. A condenser 17 is connected to the steam outlet line 16a and has a condensate outlet line 17a. A filter 18 is connected to the hydrolyzate outlet line 16b and has a filtrate outlet line 18a and a solid line outlet line 18b. The filtrate outlet line 18a is connected to a fermenter 19 and a precipitator 20. A biogas root chamber 21 is connected to the outlet line 18b of the filter 18 for solids. The fermenter 19 has an outlet line 19a for fermentation broth connected to a distillation device 22. The distillation device 22 has an ethanol outlet line 22a and an outlet line 22b for the remainder, the latter of which is connected to the outlet line 18b for solids. An ethanol supply line 22c is branched from the ethanol outlet line 22a and is connected to the precipitator 20, which has an outlet line 20a connected to the fermenter 19 for pectin-dehydrated hydrolyzate and a pectin outlet line 20b which is connected to a dryer 23 with a dry outlet line. The biogas digest chamber 21 has a biogas outlet line 2la and an outlet line 21b for biofertilizers. Adjustment of the pH of the aqueous slurry, the hydrolysis of the aqueous slurry with steam, the expansion by rapidly depressurizing the hydrolyzate in the expansion tank 16, the condensation of the limonene vapor in condenser 17 and the recovery of the limonene from condenser 17 are all performed as previously described. A portion of the filtrate is fermented in the fermenter 19 under anaerobic conditions at 30 ° C. The fermentation broth is distilled in the ethanol distillation apparatus 22. Using a part of the ethanol from the distillation apparatus 22, pectin is precipitated from the remaining part of the filtrate in the precipitator 20. The hydrolyzate remaining in the precipitator 20 after the precipitation of the pectin is also fed into the fermenter 19 and subjected to fermentation. The pectin is dried in the dryer 23 at 50-70 ° C and recovered from the dryer 23. The solid material from the filtration and distillation residue is subjected to anaerobic decomposition in the digestion chamber 21 to obtain biogas and biofertilizer as digestion.
Den i figur 4 av de bifogade ritningarna visade anordningen 24 innefattar en hydrolysreak- tor 25 som har en vatteninloppsledning 252, en inloppsledning 25b för fasta citrusrester, en syrainloppsledning 25c en ånginloppsledning 25d och en hydrolysatutloppsledning 25e. En expansionstank 26 är ansluten till hydrolysatutloppsledningen 25e och har en ångutlopps- ledning 26a och en hydrolysatutloppsledning 26b. En kondensor 27 är ansluten till ångut- loppsledningen 26a och har en kondensatutloppsledning 27 a. Ett filter 28 är anslutet till hydrolysatutloppsledningen 26b och har en utloppsledning 28a fór fast material och en filtratutloppsledning 28b. En biogasrötkammare 29 är ansluten till utloppsledningen 28a fór fast material och har en biogasutloppsledning 29a och en utloppsledning 29b fór biogöd- ningsmedel. En utfíllare 30 är ansluten till filtratutloppsledningen 28b och har en utlopps- ledning 30a fór pektinutannat hydrolysat och en pektinutloppsledning 30b. En destilla- l06SEsv.doc SE0901415-O 11 (19) tionsanordning 31 är ansluten till utloppsledningen 30a för pektinutarmat hydrolysat och har en till biogasrötkammaren 29 ansluten utloppsledning 31a för återstod och en etanol- utloppsledning 31b som är ansluten till utfállaren 30. En etanoltillförselledning 32 är ansluten till etanolutloppsledningen 31b. En tork 33 är ansluten till pektinutloppsledningen 30b och har en utloppsledning 33b för torrt pektin. Justering av pH i den vattenhaltiga slurryn av fasta citrusrester med syra, ånghydrolysen av den vattenhaltiga slurryn, expan- sionen av hydrolysatet och kondenseringen och utvinningen av limonen utförs alla såsom beskrivits ovan. Filtratet behandlas med etanol för att falla ut pektin. Etanolen erhålls genom destillation i destillationsanordningen 31 av det pektinutarmade hydrolysatet från utfállaren 30. Om ytterligare tillförsel av etanol erfordras för utfällning av hydrolysatet, tillförs den genom tillförselledningen 32. Pektinet torkas i torken 33 vid 50-70 °C och utvinns via utloppsledningen 33a. Det fasta materialet från filtreringen och destillations- återstoden underkastas anaerobisk nedbrytning i rötkammaren 29 för erhållande av biogas och biogödningsmedel som rötslam.The device 24 shown in Figure 4 of the accompanying drawings comprises a hydrolysis reactor 25 having a water inlet line 252, an inlet line 25b for solid citrus residues, an oxygen inlet line 25c, a steam inlet line 25d and a hydrolyzate outlet line 25e. An expansion tank 26 is connected to the hydrolyzate outlet line 25e and has a steam outlet line 26a and a hydrolyzate outlet line 26b. A condenser 27 is connected to the steam outlet line 26a and has a condensate outlet line 27a. An alter 28 is connected to the hydrolyzate outlet line 26b and has an outlet line 28a for solids and a filtrate outlet line 28b. A biogas digestion chamber 29 is connected to the outlet line 28a for solid material and has a biogas outlet line 29a and an outlet line 29b for biofertilizer. A filler 30 is connected to the filtrate outlet line 28b and has an outlet line 30a for pectin-terminated hydrolyzate and a pectin outlet line 30b. A distillation device 31 is connected to the pectin-depleted hydrolyzate outlet line 30a and has a residue outlet line 31a connected to the biogas digestion chamber 29 and an ethanol outlet line 31b connected to an ethanol outlet. is connected to the ethanol outlet line 31b. A dryer 33 is connected to the pectin outlet line 30b and has a dry pectin outlet line 33b. Adjustment of the pH of the aqueous slurry of solid citrus residues with acid, the steam hydrolysis of the aqueous slurry, the expansion of the hydrolyzate and the condensation and recovery of the limonene are all carried out as described above. The filtrate is treated with ethanol to precipitate pectin. The ethanol is obtained by distillation in the distillation apparatus 31 of the pectin-depleted hydrolyzate from the precipitator 30. If further addition of ethanol is required for precipitation of the hydrolyzate, it is fed through the feed line 32. The pectin is dried in the dryer 33 at 50-70 ° C and recovered via the outlet line 33a. The solid material from the filtration and distillation residue is subjected to anaerobic decomposition in the digestion chamber 29 to obtain biogas and biofertilizers as digestate.
De ovanstående utföringsforrnerna av anordningen är bara belysande för uppfinningen och ska inte tolkas och förstås som att de begränsar omfattningen av uppfinningen. Anordnings- konfigurationema kan vara armorlunda för utförande av förfarandet enligt uppfinningen.The above embodiments of the device are merely illustrative of the invention and should not be construed and understood as limiting the scope of the invention. The device configurations can be armor-like for carrying out the method according to the invention.
Sådana variationer av anordningen skall tolkas och förstås som varande närliggande för fackmannen och inom uppfinningens omfång såsom detta definieras i de bifogade patent- kraven.Such variations of the device are to be construed and understood as being readily apparent to those skilled in the art and within the scope of the invention as defined in the appended claims.
De följande experimentexemplen belyser uppfinningen men begränsar inte dess omfång.The following experimental examples illustrate the invention but do not limit its scope.
Det vatten som användes i exemplen hade en renhet som var åtminstone lika med den hos fárskvatten utan föroreningar, eller destillerat vatten.The water used in the examples had a purity at least equal to that of fresh water without contaminants, or distilled water.
EXEMPEL 1 En vattenhaltig slurry av fasta citrusrester (1,35 ton) innehållande 15 vikt-% av de fasta citrusresterna (2b), SCW såsom definierats ovan, hydrolyserades med ånga (2c) i en hydro- lysreaktor 2 vid en reaktortemperatur av 110 °C och ett tryck av 0,14 MPa i 30 minuter.EXAMPLE 1 An aqueous slurry of solid citrus residues (1.35 tonnes) containing 15% by weight of the solid citrus residues (2b), SCW as mentioned above, was hydrolysed with steam (2c) in a hydrolysis reactor 2 at a reactor temperature of 110 ° C and a pressure of 0.14 MPa for 30 minutes.
Hydrolysatet (2d) utsattes för hastig trycksänkning i en expansionstank 3 vid atmosfars- tryck. Limonenångor (3a) kondenserades i en kondensor 4 och utvanns från kondensorn.The hydrolyzate (2d) was subjected to rapid pressure drop in an expansion tank 3 at atmospheric pressure. Limone vapors (3a) were condensed in a condenser 4 and recovered from the condenser.
Hydrolysatet (3b) från expansionstanken 3 utsattes för anaerobisk nedbrytning i en biogas- rötkammare 5 i 20 dagar för att framställa biogas (Sa) och biogödningsmedel (Sh). Utvin- ningen av limonen var 9 liter, biogas 110 m3 och biogödningsmedel som rötslam 80 kg. 106SEsv.doc SE0901415-0 1209) EXEMPEL 2 I en vattenhaltig slurry av fasta citrusrester (1 ,35 ton) innehållande 15 vikt-% av de fasta citrusrestema (7b), SCW, justerades pH till 1,5 med svavelsyra (7c). Slurryn hydrolysera- des med ånga (7d) i en hydrolysreaktor 7 vid en reaktortemperatur av 170 °C och vid ett tryck av 0,80 MPa i 12 minuter. Hydrolysatet utsattes fór hastig trycksänkning i en expan- sionstank 8 vid atrnosfárstryck. Limonenångor (8a) kondenserades i en kondensor 9 och utvanns från kondensom. Hydrolysatet (8b) filtrerades (10) och filtratet (10a) utsattes fór jäsning (11) vid 30 °C under anaeroba betingelser. Även en temperatur inom intervallet 26~ 38 °C skulle ha varit möjlig. Jäsningssoppan (lla) destillerades i en destillationsanordning 12 för att utvinna etanol (12a). Det fasta materialet (10b) från filtreringen och destillations- återstoden (12b) utsattes fór anaerobisk nedbrytning i en biogasrötkammare 13 i 20 dagar fór erhållande av biogas (13a) och biogödningsmedel (13b). Utvinningen av limonen var 9 liter, etanol 40 liter, biogas 90 m3 och biogödningsmedel som rötslam 50 kg.The hydrolyzate (3b) from the expansion tank 3 was subjected to anaerobic decomposition in a biogas digestion chamber 5 for 20 days to produce biogas (Sa) and biofertilizer (Sh). The extraction of limonene was 9 liters, biogas 110 m3 and biofertilizer as digestate sludge 80 kg. 106SEsv.doc SE0901415-0 1209) EXAMPLE 2 In an aqueous slurry of solid citrus residues (1, 35 tons) containing 15% by weight of the solid citrus residues (7b), SCW, the pH was adjusted to 1.5 with sulfuric acid (7c). The slurry was hydrolyzed with steam (7d) in a hydrolysis reactor 7 at a reactor temperature of 170 ° C and at a pressure of 0.80 MPa for 12 minutes. The hydrolyzate was subjected to rapid pressure drop in an expansion tank 8 at atmospheric pressure. Limone vapors (8a) were condensed in a condenser 9 and recovered from the condenser. The hydrolyzate (8b) was filtered (10) and the filtrate (10a) was subjected to fermentation (11) at 30 ° C under anaerobic conditions. Even a temperature in the range 26 ~ 38 ° C would have been possible. The fermentation broth (11a) was distilled in a distillation apparatus 12 to recover ethanol (12a). The solid material (10b) from the filtration and distillation residue (12b) was subjected to anaerobic decomposition in a biogas digestion chamber 13 for 20 days to obtain biogas (13a) and biofertilizer (13b). The recovery of limonene was 9 liters, ethanol 40 liters, biogas 90 m3 and biofertilizers such as digestate sludge 50 kg.
EXEMPEL 3 I en vattenhaltig slurry av fasta citrusrester (1 ,35 ton) innehållande 15 vikt-% av de fasta citrusrestema (15b), SCW, justerades pH till 1,0 med svavelsyra (15c). Slurryn hydrolyse- rades med ånga (15d) i en hydrolysreaktor 15 vid en reaktortemperatur av 200 °C och vid ett tryck av 1,6 MPa i 3 minuter. Hydrolysatet (15e) utsattes fór hastig trycksänkning i en expansionstank 16 vid atmosfárstryck. Limonenångor (16a) kondenserades i en kondensor 17 och samlades upp. Hydrolysatet (l6b) filtrerades (18) och en del av filtratet (18a) mata- des till en jäsanordning 19 och den återstående delen av filtratet matades till en utfállare 20.EXAMPLE 3 In an aqueous slurry of solid citrus residues (1, 35 tons) containing 15% by weight of the solid citrus residues (15b), SCW, the pH was adjusted to 1.0 with sulfuric acid (15c). The slurry was hydrolyzed with steam (15d) in a hydrolysis reactor 15 at a reactor temperature of 200 ° C and at a pressure of 1.6 MPa for 3 minutes. The hydrolyzate (15e) was subjected to rapid pressure drop in an expansion tank 16 at atmospheric pressure. Limone vapors (16a) were condensed in a condenser 17 and collected. The hydrolyzate (16b) was filtered (18) and a portion of the filtrate (18a) was fed to a fermenter 19 and the remaining portion of the filtrate was fed to a precipitator 20.
Filtratet i jäsanordningen 19 utsattes fór anaerobisk jäsning vid 30 °C. Även en temperatur inom intervallet 26-38 °C skulle ha varit möjlig. J äsningssoppan (19a) destillerades i en destillationsanordning 22 fór att utvinna etanol (22a). En del av etanolen shuntades 22c fórbi till utfállaren 20 fór utfállning av pektin (20b) från den återstående delen av filtratet i utfállaren. Det hydrolysat (20a) som farms kvar i fállningen efler utfållningen av pektin matades också till jäsanordningen 19 och utsattes fór anaerobisk jäsning vid 30 °C. Pektinet torkades vid 60 °C och utvanns (23a). Det fasta materialet (18b) från filtreringen och destil- lationsåterstoden (22b) utsattes fór anaerobisk nedbrytning i en rötkammare 21 i 20 dagar för erhållande av biogas (21a) och rötslam som biogödningsmedel (21b). Utvinningen av limonen var 9 liter, etanol 40 liter, biogas 80 m3, biogödningsmedel 30 kg och pektin 39 kg.The filtrate in the fermenter 19 was subjected to anaerobic fermentation at 30 ° C. A temperature in the range 26-38 ° C would also have been possible. The fermentation broth (19a) was distilled in a distillation apparatus 22 to recover ethanol (22a). A portion of the ethanol was shunted 22c through the precipitator 20 to precipitate pectin (20b) from the remaining portion of the filtrate in the precipitator. The hydrolyzate (20a) which remains in the precipitate or precipitate of pectin was also fed to the fermenter 19 and subjected to anaerobic fermentation at 30 ° C. The pectin was dried at 60 ° C and recovered (23a). The solid material (18b) from the filtration and distillation residue (22b) was subjected to anaerobic decomposition in a digestion chamber 21 for 20 days to obtain biogas (21a) and digestate as biofertilizer (21b). The recovery of limonene was 9 liters, ethanol 40 liters, biogas 80 m3, biofertilizer 30 kg and pectin 39 kg.
EXEMPEL 4 I en vattenhaltig slurry av fasta citrusrester (1 ,35 ton) innehållande 15 vikt-% av de fasta citrusrestema (25b), SCW, justerades pH till 2,5 med svavelsyra (25c). Slurryn hydrolyse- rades med ånga (25d) i en hydrolysreaktor 25 vid en reaktortemperatur av 150 °C och vid 106SEsv.doc SE090l415-O 13 (19) ett tryck av 0,5 MPa i 15 minuter. Hydrolysatet (25e) utsattes fór hastig trycksänkning i en expansionstank 26 vid atmosfárstryck. Limonenångor (26a) kondenserades i en kondensor 27 och kondensatet (27a) utvanns från kondensorn. Hydrolysatet (26b) filtrerades (18) i ett filter 28. Pektin (30b) utfálldes fi°ån filtratet (28b) med användning av tillförd etanol och etanol (3 lb) utvunnen genom destillation (31) av det hydrolysat som återstår efter utfall- ningen av pektinet i en utfállare 30. Pektinet torkades vid 60 °C i en tork 33 och utvanns (33a). Etanolen fór utfállning av pektin utgjordes av en ytterligare tillsats 32 av etanol till utfállaren 30. Destillationsåterstoden (31a) och det fasta materialet (28a) fiån filtreringen utsattes för anaerobisk nedbrytning i en biogasrötkammare 29 i 20 dagar fór erhållande av biogas (2921) och biogödningsmedel (29b) som rötslam. Utvinningen av limonen var 9 liter, biogas 85 m3, biogödningsmedel 60 kg och pektin 50 kg.EXAMPLE 4 In an aqueous slurry of solid citrus residues (1, 35 tons) containing 15% by weight of the solid citrus residues (25b), SCW, the pH was adjusted to 2.5 with sulfuric acid (25c). The slurry was hydrolyzed with steam (25d) in a hydrolysis reactor 25 at a reactor temperature of 150 ° C and at 106SEsv.doc SE09014415-O 13 (19) a pressure of 0.5 MPa for 15 minutes. The hydrolyzate (25e) was subjected to rapid pressure drop in an expansion tank 26 at atmospheric pressure. Limone vapors (26a) were condensed in a condenser 27 and the condensate (27a) was recovered from the condenser. The hydrolyzate (26b) was filtered (18) in an alter 28. Pectin (30b) was precipitated from the filtrate (28b) using added ethanol and ethanol (3lb) recovered by distillation (31) of the hydrolyzate remaining after precipitation. the pectin in a precipitator 30. The pectin was dried at 60 ° C in a dryer 33 and recovered (33a). The ethanol for precipitation of the pectin consisted of an additional addition 32 of ethanol to the precipitator 30. The distillation residue (31a) and the solid material (28a) fi the filtration was subjected to anaerobic decomposition in a biogas digestion chamber 29 for 20 days to obtain biogas fertilizer (2921) (29b) as digestate. The recovery of limonene was 9 liters, biogas 85 m3, biofertilizer 60 kg and pectin 50 kg.
INDUSTRIELL TILLÄMPNING Föreliggande uppfinning åstadkommer ett integrerat eller konsoliderat förfarande fór att avlägsna limonen genom hydrolys från fasta citrusrester som ursprungligt råmaterial i fonn av fysiskt eller kemiskt oförbehandlade citrusskal och ursafiade citrusfruktfibrer, och fór att från det erhållna limonenutarmade hydrolysatet utvinna pektin och/eller framställa etanol och/eller biogas och/eller biogödningsmedel på ett enkelt, kostnadseffektivt och ekono- miskt sätt utan att praktiskt taget något avfall alstras.INDUSTRIAL APPLICATION The present invention provides an integrated or consolidated process for removing the limonene by hydrolysis from solid citrus residues as the original raw material in the form of physically or chemically untreated citrus peels and acidified citrus fruits, and from which the hydrolyzate and limanol obtained / or biogas and / or biofertilizers in a simple, cost-effective and economical way without virtually any waste being generated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0901415A SE534774C2 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Preparation of many by-products of solid citrus residues |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0901415A SE534774C2 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Preparation of many by-products of solid citrus residues |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0901415A1 true SE0901415A1 (en) | 2011-05-06 |
| SE534774C2 SE534774C2 (en) | 2011-12-13 |
Family
ID=44106373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0901415A SE534774C2 (en) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Preparation of many by-products of solid citrus residues |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE534774C2 (en) |
-
2009
- 2009-11-05 SE SE0901415A patent/SE534774C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE534774C2 (en) | 2011-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9253996B2 (en) | Sustainable conversion of citrus peel waste | |
| US8372614B2 (en) | Ethanol production from solid citrus processing waste | |
| JP2006255676A (en) | Method for separating lignin substance | |
| WO2011066487A1 (en) | Biorefinery process for extraction, separation and recovery of fermentable saccharides, other useful compounds, and yield of improved lignocellulosic material from plant biomass | |
| AU2022201150B2 (en) | Efficient Methods And Compositions For Recovery Of Products From Organic Acid Pretreatment Of Plant Materials | |
| JP5861413B2 (en) | Continuous production method of furfural from biomass | |
| SE0901415A1 (en) | Preparation of many by-products of solid citrus residues | |
| JP5842757B2 (en) | Method for producing furfurals from biomass | |
| JP5835183B2 (en) | Method for producing furfurals, monosaccharides and oligosaccharides from biomass | |
| JP2014018100A (en) | Method for manufacturing acetic acid from biomass | |
| Durán-Aranguren et al. | Production of pectin from citrus residues: Process Alternatives and insights on its integration under the Biorefinery concept | |
| JP2015071544A (en) | Method of producing furfural from biomass | |
| CN108728149A (en) | A kind of preparation method of environment friendly biological oil | |
| Karanicola et al. | CITRUS PROCESSING WASTEWATER-BASED BIOREFINERY FOR PRODUCTION OF HIGH-ADDED VALUE COMMODITIES | |
| JP2015167535A (en) | Method for producing furfurals and ethanol from biomass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |