หน้า 1 ของจำนวน 1 หน้า บทสรุปการประดิษฐ์ การประดิษฐ์นี้เป็นกระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลสซึ่งประกอบด้วย (ก) ขั้นตอนการแยกส่วนเฮมิเซลลูโลสให้อยู่ในรูปที่มีนํ้าตาลเป็นองค์ประกอบโดยใช้นํ้าร้อนความดันสูงซึ่งใช้ กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยมีการควบคุมพีเอชในช่วงที่กำหนด (ข) ขั้นตอนการแยกส่วนลิกนินโดยใช้ตัวทำ ละลายอินทรีย์โดยอาศัยกรดที่คงค้างอยู่ในของแข็งที่ผ่านการขั้นตอนก่อนหน้า โดยมีค่าพีเอชในช่วงที่กำหนด และ (ค) การแยกส่วนของแข็งที่ประกอบด้วยเซลลูโลสความบริสุทธิ์สูง โดยทั้งสามขั้นตอนดำเนินการใน ถังปฏิกิรณ์เดียวในลักษณะที่ให้ของเหลวไหลผ่านโดยมีการควบคุมค่าอัตราความเร็วจำเพาะในช่วงที่กำหนด องค์ประกอบชีวมวลที่แยกได้สามารถนำไปใช้ในการผลิตสารผลิตภัณฑ์เคมีและวัสดุชีวภาพในอุตสาหกรรมPage 1 of 1. Invention Summary. This invention describes a process for the separation of lignocellulosic biomass components consisting of (a) a hemicellulose fractionation step into a sugar-containing form using high-pressure hot water catalyzed by acid with controlled pH within a specified range; (b) a lignin fractionation step using an organic solvent relying on the acid remaining in the preceding solid with controlled pH within a specified range; and (c) fractionation of a high-purity cellulose solid. All three steps are performed in a single liquid-flow reactor with controlled specific velocity within a specified range. The separated biomass components can be used in the industrial production of chemical products and biomaterials.
Claims (10)
หน้า 1 ของจำนวน 2 หน้า ข้อถือสิทธิPage 1 of 2. Claims.1. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลสแบบของเหลวไหลผ่านซึ่งประกอบด้วย ก. ขั้นตอนการแยกส่วนเฮมิเซลลูโลสให้อยู่ในรูปที่มีน้ำตาลเป็นองค์ประกอบ ทำการสกัดชีวมวลลิกโนเซลลูโลสด้วยน้ำซึ่งปรับพีเอชด้วยกรด โดยให้มีค่าพีเอชเริ่มต้น อยู่ในช่วง 1-3.5 ในช่วงอุณหภูมิ 150-200 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 10-90 นาที ข. ขั้นตอนการแยกส่วนลิกนิน ทำการสกัดของแข็งที่ได้จากขั้นตอนที่หนึ่งโดยใช้สารผสมตัวทำละลายอินทรีย์ซึ่ง ประกอบด้วย เอทานอลและน้ำ ที่ปริมาณเอทานอล 70-95% ในช่วงอุณหภูมิ 150-210องศา เซลเซียส เป็นระยะเวลา 10-90 นาที โดยไม่มีการเติมตัวเร่งปฏิกิริยา และมีค่าพีเอชของระบบอยู่ ในช่วง 4.0-6.0 เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา ค. ขั้นตอนการแยกส่วนของแข็ง ที่ประกอบด้วยเซลลูโลสความบริสุทธิ์สูง ซึ่งเป็นส่วนของแข็งที่ คงเหลือในกังปฏิกรณ์ โดยขั้นตอนที่หนึ่งและสองทำในระบบปฏิกรณ์แบบของเหลวไหลผ่านซึ่งการควบคุมการ ไหลของสารละลายที่มีค่าความเร็วของเหลวจำเพาะอยู่ในช่วง 1-25 ต่อชั่วโมง โดยวัสดุลิกโน เซลลูโลสที่ใช้มีค่าความหนาแน่นรวมตั้งต้น อยู่ในช่วง 0.05-0.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร1. The liquid-flow biomass lignocellulosic separation process consists of: a. Hemicellulose separation into sugar-containing forms: Lignocellulosic biomass is extracted using aqueous solution with acidic pH adjustment, resulting in an initial pH of 1-3.5 at temperatures of 150-200°C for 10-90 minutes. b. Lignin separation: The solid from step one is extracted using an organic solvent mixture of ethanol and water (70-95% ethanol content) at temperatures of 150-210°C for 10-90 minutes. No catalyst is added, and the system pH is in the range of 4.0-6.0 at the end of the reaction. c. Solid separation: The remaining high-purity cellulose solid is separated from the reactor. Steps one and two are performed in a liquid-flow reactor with controlled specific fluid velocity of 1-25 lbs per hour. The cellulose used has an initial bulk density ranging from 0.05-0.5 grams per cubic centimeter.2. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง ขั้นตอนการแยกส่วน เฮมิเซลลูโลส และขั้นตอนการแยกส่วนลิกนิน ดำเนินการในรูปแบบที่ต่อเนื่องกันโดยไม่มีการลดอุณหภูมิ และไม่มีการปรับพีเอชในระหว่างขั้นตอน2. Lignocellulosic biomass decomposition process according to claim 1, where the hemicellulosic and lignin decomposition steps are performed in successive fashion without temperature reduction and without pH adjustment during the process.3. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง สภาวะที่ใช้ในการแยก เฮมิเซลลูโลสที่เหมาะสมที่สุดคือ ที่อุณหภูมิ 160-180 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 40-80 นาที ที่พีเอช 1.5- 2.53. The process for separating lignocellulosic biomass components, according to claim 1, where the optimal conditions for hemicellulose separation are at a temperature of 160-180°C for 40-80 minutes at a pH of 1.5-2.5.4. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง สภาวะที่ใช้ในการแยก ส่วนลิกนิน ที่เหมาะสมที่สุดคือ ที่อุณหภูมิ 170-190 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 40-60 นาที โดยมีค่าพีเอช เริ่มต้นเท่ากับ 1-3 เมื่อเริ่มต้นปฏิกิริยาโดยอาศัยกรดที่เหลือจากขั้นตอนแรกและเท่ากับ 4-6 เมื่อสิ้นสุด ปฏิกิริยา4. The process of separating lignocellulosic biomass components, according to claim 1, where the optimal conditions for lignin separation are at a temperature of 170-190 °C for 40-60 minutes, with an initial pH of 1-3 at the start of the reaction using residual acid from the first step and a pH of 4-6 at the end of the reaction.5. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง กระบวนการแยก องค์ประกอบดังกล่าว ที่เหมาะสมที่สุดคือ มีค่าความเร็วจำเพาะอยู่ในช่วง 5-15 ต่อชั่วโมง และค่าความ หนาแน่นรวมอยู่ในช่วง 0.067-0.167 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร5. The lignocellulosic biomass separation process according to claim 1, where the optimal separation process has a specific velocity in the range of 5-15 per hour and a bulk density in the range of 0.067-0.167 g/cm³.6. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง ระบบปฏิกรณ์แบบของ เหลวไหลผ่านดังกล่าวมีค่าสัดส่วนความสูงต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของถังปฏิกรณ์อยู่ในช่วง 1-15 โดยเฉพาะ อย่างยิ่งในช่วง 1.25-2.5 หน้า 2 ของจำนวน 2 หน้า6. The lignocellulosic biomass separation process, according to claim 1, where the liquid-flow reactor system has a reactor height-to-diameter ratio in the range of 1-15, especially in the range of 1.25-2.5. (Page 2 of 2)7. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่งความดันในระบบอยู่ ในช่วง 10-40 บาร์7. Lignocellulosic biomass decomposition process according to claim 1, where the system pressure is in the range of 10-40 bar.8. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง ปรับค่าค่าพีเอชโดยใช้ กรดซัลฟิวริก8. A process for separating lignocellulosic biomass components according to claim 1, where the pH is adjusted using sulfuric acid.9. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง การแยกส่วนลิกนินออก จากของเหลวทำโดยการตกตะกอนลิกนินโดยการเติมน้ำและปรับพีเอชให้อยู่ในช่วงกรด และแยกลิกนินใน รูปของแข็งออกโดยวิธีที่เลือกได้จาก การกรอง, การปั่นเหวี่ยง, การเปลี่ยนเฟสของสารละลาย, การทำ แห้ง การแยกผ่านเมมเบรน อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน9. A process for separating lignocellulosic biomass components according to claim 1, where the lignin is separated from the liquid by precipitation of lignin by adding water and adjusting the pH to the acidic range, and the lignin in solid form is separated by a choice of filtration, centrifugation, phase change of solution, drying, or membrane separation, either individually or in combination.10. กระบวนการแยกองค์ประกอบของชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง ชีวมวลลิกโนเซลลูโลสที่ ใช้ เลือกได้จาก วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรในกลุ่มพืชล้มลุก วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรในกลุ่มไม้ โดยที่ เหมาะสมที่สุดคือ ชานอ้อย หรือวัสดุเหลือใช้ที่ได้จากอ้อย อย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกัน10. A process for separating lignocellulosic biomass components according to Claim 1, where the lignocellulosic biomass used can be selected from agricultural waste in the herbaceous plant group or the wood group, with the most suitable being bagasse or sugarcane residue, either individually or in combination.
TH1903002437U2019-09-20
Two-step flow-through process for separating the components of lignocellulosic biomass.
TH22207U
(en)
Biorefinery process for extraction, separation and recovery of fermentable saccharides, other useful compounds, and yield of improved lignocellulosic material from plant biomass