WO2018002402A1 - Producción de jarabes de azúcar provenientes de hidrolizados de biomasa - Google Patents

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WO2018002402A1 PCT/ES2017/070464 ES2017070464W WO2018002402A1 WO 2018002402 A1 WO2018002402 A1 WO 2018002402A1 ES 2017070464 W ES2017070464 W ES 2017070464W WO 2018002402 A1 WO2018002402 A1 WO 2018002402A1
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separation
evaporation
biomass
solid
stage
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Ana Isabel VICENTE GARCÍA
Cristina Montejo Méndez
Pablo CABEZA PÉREZ
Silvia RODRÍGUEZ BARRAL
Margarita GUERRERO GESTO
Patricia ZAN ALVAREZ
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Abengoa Bioenergia Nuevas Tecnologias, S.A.
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    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
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    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate

Definitions

  • the present invention relates to the production of sugar syrups from hydrolysates from biomass hydrolyzate.
  • the present invention relates to the production of sugar syrups from biomass hydrolysates, to concentrate sugars and eliminate insoluble and inert content.
  • Ethanol is a biofuel with the potential to replace some of the fossil fuels used for transportation. The introduction of ethanol in the market has been facilitated by the positive effects of ethanol-gasoline mixtures. Also, other fuels can be obtained from biomass, such as butanol. Biobutanol can be used in engine combustion or it can be mixed with gasoline.
  • Bioethanol can be produced from any biomass, so raw materials are almost unlimited (agricultural by-products, urban solid waste, etc.). However, the production of ethanol from lignocellulosic raw materials has some additional difficulties on sugar or starch.
  • Lignocellulosic materials consist mostly of cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose and hemicellulose can be hydrolyzed to monomeric sugars.
  • hydrolysis of these materials can be carried out by acidic or basic hydrolysis or by enzymatic hydrolysis.
  • the hydrolyzate can contain a large amount of inerts that can affect fermentation.
  • the present invention relates to the production of sugar syrups from biomass hydrolysates, to concentrate sugars and eliminate insoluble and inert content.
  • syrups from different plants can be transported to different plants for fermentation; - the syrups obtained are fermentable after dilution or if they are added in ongoing fermentations to increase the concentration of sugars;
  • the present invention relates to a method of obtaining a sugar syrup comprising the following steps:
  • step (b) concentration of the liquid phase obtained in step (a) by evaporation.
  • biomass means “lignocellulosic biomass that is capable of being transformed to its most elementary components (fermentable sugars). Biomass is selected from the biodegradable fraction of products, residues and remains of origin biological from agriculture (including plant substances, such as crop residues, and animal substances) forestry industries (such as timber resources) and related industries that include fisheries and aquaculture, as well as the biodegradable cellulosic fraction of industrial and urban waste, such as urban solid waste or paper waste.
  • Industrial waste means those substances or products, resulting from an industrial process of production, transformation, use, consumption or cleaning that the producer or the owner wants to release or intends to do.
  • Urban waste means those that are generated in the activities carried out in urban centers or in their areas of influence, such as private homes, shops, offices and services.
  • the biomass comprises plant waste, industrial waste, urban waste or any combination thereof.
  • Vegetable waste means sugar cane, starch biomass, cereal grains, cereal straw, sugar cane straw, grass, tree residues.
  • the cereals are selected from wheat, corn, barley, sorghum, rice and any combination thereof.
  • the evaporation of step (b) is an evaporation between 50 ° C and 100 ° C, preferably between 70 ° C and 80 ° C.
  • the evaporation of step (b) is a vacuum evaporation.
  • the evaporation of step (b) is a vacuum evaporation at a temperature between 70 ° C and 80 ° C.
  • the solid-liquid separation of step (a) comprises a step of separation (a1) of the biomass hydrolyzate with a flat coarse sieve, a rotary coarse sieve or a screw press, to obtain a solid phase 1 and a liquid phase 1.
  • a flat coarse sieve is understood to mean one with a filtering mesh with an inclination that is decreasing and having a mesh light between 1 and 10 mm, preferably between 2 and 5 mm.
  • the filter mesh has a triangular section.
  • Rotary coarse sieve means that with a horizontal axis filter mesh, where the solids are retained and extracted by scraper to the transport system and which has a mesh light between 1 and 100 mm, preferably between 2 and 5 mm.
  • a screw press means a press consisting of one or more screws equipped with a mechanical pressure device.
  • the solid phase obtained in this stage (a1) (cake 1) can comprise between 20% and 25% by weight of the total mass and 25-30% by weight of total solids, that is, of the total mass entering to the team, 20-25% by weight comes out of cake 1, while the rest continues in the liquid stream. Also, of the total solids entering the team, 25-30% by weight leave by cake 1, while the rest continue by the liquid stream.
  • Total mass means the total amount of material that enters the equipment, including water.
  • Total solids means only the dry base.
  • Total solids include both soluble solids and insoluble solids.
  • Soluble solids is a commonly used term. Soluble solids means those solids that tend to form a homogeneous system with other solids, that is, all those substances that normally occur in a solid state under environmental conditions but that under certain circumstances become part of a solution. Examples of soluble solids are sugars such as glucose or organic acids such as lactic acid or acetic acid.
  • Insoluble solids means those that cannot dissolve and form a solution, so that they form a heterogeneous system in which different phases can be differentiated.
  • the liquid phase 1 obtained in step (a1) can comprise between 75% and 80% by weight of the total mass.
  • step (a1) will preferably be carried out with a flat coarse sieve or a rotary coarse sieve, due to the amount of large inerts that can be found in its hydrolysates. Therefore, in another embodiment of the first aspect of the present invention, the biomass is industrial waste, urban waste or any of its combinations and step (a) comprises a step of separation (a1) of the biomass hydrolyzate with a flat coarse sieve or a thick rotary sieve.
  • the separation solid-liquid of step (a) comprises a step of separation (a1) of the biomass hydrolyzate with a flat coarse sieve or a rotary coarse sieve;
  • the solid-liquid separation of stage (a) comprises a separation stage (a2) of the solid phase 1 obtained in the separation stage (a1) with a screw press, a screw thickener or a rotary filter to obtain a solid phase 2 and a liquid phase 2.
  • the solid phase obtained in this stage (a2) cake 2 may comprise between 5% and 10% by weight of the total mass and between 50% and 55% by weight of the total solids.
  • the liquid phase 2 obtained in step (a2) may comprise approximately 15% by weight of the total mass.
  • the solid-liquid separation of step (a) comprises a step of separation (a1) of the biomass hydrolyzate with a screw press.
  • the different liquid phases obtained are taken to a final separation stage (a3).
  • the combination of liquid phases 1 and 2 (obtained in steps a1 and a2, respectively) can comprise between 90% by weight and 95% by weight of the total soluble sugars.
  • the liquid phase 3 obtained in step a3 can comprise between 70% by weight and 75% by weight of the total mass and 70% -75% by weight of the total soluble sugars. Therefore, in another embodiment of the first aspect of the present invention, the solid-liquid separation of stage (a) comprises a stage of separation (a3) of the biomass hydrolyzate and / or of the liquid phase 1 obtained in the stage of separation (a1) and / or the liquid phase obtained in the separation stage (a2) with centrifuge or filter press to obtain a solid phase 3 and a liquid phase 3.
  • Centrifugal means the equipment that uses the centrifugal force that is generated in the rotational movements, in order to separate the constituent elements of a mixture.
  • Press filter means a pressure filtration system consisting of a series of plates and frames alternated with a filter cloth on each side of the plates.
  • the solid phase obtained in step (a3) may comprise between 20% by weight and 25% by weight of the total mass and between 25% by weight and 30% by weight of the total solids.
  • the biomass comprises plant waste, industrial waste, urban waste or any combination thereof.
  • the biomass comprises plant residues selected from sugar cane, cereal grains, cereal straw, grass, tree residues and any combination thereof, preferably the biomass is cereal straw.
  • biomass hydrolyzate is a hydrolyzate from an enzymatic hydrolysis.
  • step (b) the evaporation of step (b) is carried out until a concentration of soluble sugars is reached between 50% by weight and 80% by weight with respect to the total mass, preferably between 55% by weight and 70% by weight with respect to the total mass.
  • FIG. 1 Scheme of the process of the invention.
  • B biomass; H: hydrolyzate; FS1, FS2: solid phases 1 and 2, respectively; FL1, FL2: liquid phases 1 and 2, respectively; FL: liquid phase to evaporate; J: syrup; a1, a2, a3: separation stages; b: evaporation stage.
  • FIG. 2 Graph showing the relationship between the viscosity of the syrups obtained in example 4 and the temperature.
  • V (cP) viscosity in cP
  • T (° C) temperature in ° C
  • 50% TS, 60% TS and 70% TS concentration in% by weight of total soluble solids with respect to the total mass.
  • the dashed line indicates the viscosity from which the syrup is not pumpable.
  • FIG. 3 Graph showing the relationship between a w and concentration of total soluble solids.
  • a w water activity;
  • % TS % by weight of total soluble solids with respect to the total mass;
  • E3 example 3;
  • E4 example 4.
  • Example 1 Characterization of biomass and hydrolysis Firstly, the humidity of the samples was determined by weight loss in an oven at 105 ° C and the ash content by calcination at 550 ° C. The following is a compositional analysis of the complete sample in which the cellulose, hemicellulose and lignin content is determined following the protocol developed by the NREL, National Renewable Energy Laboratory (Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass, Laboratory Analytical Procedure, 2008, revision 201 1; Sluiter ef al.).
  • Biomass 1 Corn straw (also known as “corn stover”).
  • the raw material was taken to a pretreatment stage with diluted sulfuric acid, between 12 and 14 gauge bar for 5 minutes at high pressure and temperature, to break the structure of the hemicellulose and thus increase the accessibility of the enzymes.
  • the pretreated substrate is taken to a pH conditioning stage in which ammonium hydroxide is added until the optimum pH (5.0) of the enzymatic hydrolysis stage is reached.
  • the enzymatic hydrolysis stage begins, which lasts for at least 72 hours and can be done in both a flask and a reactor, the first being incubated in an orbital shaker at 150 rpm and 50 ° C.
  • Table 1 Corn straw composition.
  • Others comprise compounds such as hemicellulose or lignin.
  • the urban waste is introduced in a rotating trommel or sieve of between 80-1 OOmrn, the biowaste being the current of smaller size to this section that is mainly composed of organic matter.
  • the biowaste was subjected to a pretreatment of sterilization with dilute sulfuric acid and digestion at 4 bar for 5 minutes.
  • the pretreated substrate was taken to a reactor in which ammonium hydroxide was added to a pH of 5.0 and then the enzyme cocktail based on the initial cellulose and starch content in the pretreated substrate. The temperature was maintained at 50 ° C and stirring at 600 rpm.
  • Table 2 Composition of urban waste used in the examples.
  • Table 4 Composition of organic matter in dry basis.
  • compositional analyzes are carried out to determine the sugar content (oligomers and monomers) and the complete characterization of solids (total solids, insoluble solids and suspended solids) to the samples both at the entrance as at the exit of each of the stages.
  • the biomass hydrolyzate 1 obtained in Example 1 was taken to a liquid solid separation stage in a press filter in order to eliminate as much insoluble solids as possible from the sugar-rich stream to increase the yield of a subsequent concentration stage. .
  • Example 1 The hydrolyzate obtained in Example 1 was introduced into a filter press with a working pressure of 8 bar, obtaining two streams, a solid stream or cake with a total solids content of 55%, most of them insoluble, and a liquid stream with 15% of total solids of which only 0.2% are insoluble solids.
  • This clarified liquid stream was sent to an evaporation stage in a thin film evaporator under vacuum conditions (150 mbar) and at a temperature in the outer jacket of 90 ° C obtaining a 65% TS concentrated syrup in a time less than 10 minutes thus avoiding the degradation of sugars at this stage.
  • the cake generated was taken to an energy recovery stage.
  • the biomass hydrolyzate 2 obtained in Example 1 was taken to a thickening stage in a screw press with an output mesh of 300 microns and a pressure of 3 bars.
  • the biomass hydrolyzate 2 obtained in Example 1 was taken to a screening stage through a 3 mm rotary sieve in which two streams were obtained, a solid phase that was taken to a thickener and a liquid phase with a solids concentration of 14% by weight of which 30% by weight were insoluble solids.
  • the solid phase was pressed in a compactor, in a screw thickener, which increased the dryness of the cake while recovering a greater amount of soluble solids by a second liquid stream.
  • the cake with 60% by weight of total solids is sent to an energy recovery stage (they burn).
  • the two liquid streams obtained (that of the sieve and that of the compacting equipment) were taken to a tank where a 800 ppm dose of cationic flocculant was added to a clarification stage by centrifugation at 3000G and residence time 2 minutes, in the that the insoluble solids contained in the stream were removed with a yield of 85% by weight, forming a cake that joins the first one in the energy recovery stage.
  • the clarified liquid was taken to a multi-effect evaporation stage with a first stage in falling film evaporator where the syrup is concentrated up to 30% by weight of solids working under vacuum (200 mbar) and a temperature below 80 ° C in the shirt.
  • the concentrate of this equipment takes a second effect consisting of a thin film evaporator that concentrates the syrup up to 70% by weight of total solids under vacuum conditions (250 mbar) and with temperatures in the outer jacket of 75 ° C.
  • Others comprise other sugars such as mannose or galactose and compounds such as organic acids (lactic, acetic, succinic), glycerol, methanol, hydroxymethylfurfural or furfural ethanol.
  • the water activity of said syrups has been used.
  • the definition of water activity is the relationship between the vapor pressure of the air around a food (p) and the vapor pressure of pure water (po), both remaining at the same temperature. It is usually expressed with the acronym w , (activity water in English).
  • w activity water in English.
  • a simpler definition would be the amount of free water in a food, that is, the amount of water available to react chemically with other substances and cause microbial growth.
  • the rest of the water that remains in the food is the bound water, is combined with other elements and is not available for microorganisms, therefore it does not affect microbial growth.
  • the units of measurement range from 0 to 1 to w and are equivalent to the relative equilibrium humidity (ERH) ranging from 0 to 100% RH
  • ERP relative equilibrium humidity
  • the relationship between water activity and water or moisture content at a given temperature must be empirically calculated for each product, obtaining adsorption isotherms. For the same water or moisture content, an adsorption isotherm will not necessarily have the same activity value as a desorption isotherm.
  • Capacitance hygrometers consist of two charged plates separated by a dielectric polymer membrane. The humidity causes the membrane to absorb water, varying the distance between the plates with the consequent variation of the geometry of the capacitor, thus measuring the capacitance. This value is approximately proportional to water activity as determined by a specific sensor calibration.
  • the data shown here were obtained with the Hygrolab 2 capacitance hygrometer, with the Rotronic AW-DIO probe. For the measurement, a quantity of samples between 15 and 50 ml was used and at a temperature between 20 ° C and 30 ° C.
  • Table 8 shows syrup water activity values of example 3 and 4 different concentrations of total solids.
  • the viscosity of the syrups obtained in example 4 was studied.
  • a Brookfield viscometer is used to measure the viscosity. This viscometer measures the viscosity by capturing the torque required to spin a spindle immersed in the sample of fluid to be studied at a constant speed. The torque is proportional to the viscous resistance on the submerged shaft, and consequently, to the viscosity of the fluid.
  • Figure 2 shows the variation in viscosity with the temperature of 3 syrups of example 4 at concentrations of 50%, 60% and 70% by weight of total solids respectively.
  • Figure 3 shows water activity (a w ) of syrups of example 3 and example 4 with respect to the weight concentration of total solids between 50% and 70%. It can be seen that a syrup with a concentration between 55% -70% by weight of total soluble solids has a good at w at the same time as we have already seen a viscosity not too high, so it is the ideal concentration.

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Abstract

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un jarabe de azúcar que comprende las etapas de separación sólido-líquido de un hidrolizado de biomasa; y concentración de la fase líquida obtenida en la etapa (a) mediante evaporación.

Description

PRODUCCIÓN DE JARABES DE AZÚCAR PROVENIENTES DE HIDROLIZADOS
DE BIOMASA
DESCRIPCIÓN
La presente invención se refiere a la producción de jarabes de azúcar a partir de hidrolizados procedentes de hidrolizado de biomasa.
ESTADO DE LA TÉCNICA
La presente invención se refiere a la producción de jarabes de azúcar provenientes de hidrolizados de biomasa, para concentrar los azúcares y eliminar el contenido insoluble e inerte. El etanol es un biocombustible con el potencial de sustituir algunos de los combustibles fósiles utilizados para el transporte. La introducción de etanol en el mercado ha sido facilitada por los efectos positivos de mezclas de etanol-gasolina. Asimismo, se pueden obtener otros combustibles a partir de biomasa, como por ejemplo butanol. El biobutanol se puede emplear en la combustión de motores o puede ser mezclado con gasolina.
El bioetanol se puede producir a partir de cualquier biomasa, así que las materias primas son casi ilimitadas (subproductos de la agricultura, residuos sólidos urbanos, etc.). Sin embargo la producción de etanol a partir de materias primas lignocelulosicas tiene unas dificultades añadidas sobre el azúcar o el almidón. Los materiales lignocelulósicos consisten mayoritariamente de celulosa, hemicelulosa y lignina. La celulosa y la hemicelulosa pueden ser hidrolizados a azúcares monoméricos.
La hidrólisis de estos materiales puede llevarse a cabo por hidrólisis ácida o básica o por hidrólisis enzimática.
Una vez la materia prima ha sido hidrolizada, una solución que comprende azúcares monoméricos se lleva a fermentación. Sin embargo, dependiendo de la materia prima, el hidrolizado puede contener una gran cantidad de inertes que pueden afectar a la fermentación.
Otro problema común es que, dependiendo de la materia prima y del tipo de hidrólisis, los hidrolizados obtenidos tienen una concentración de azúcares monoméricos muy baja, por lo que se obtienen concentraciones de etanol también muy bajas.
Por otro lado, es posible que se desee realizar la hidrólisis de la biomasa en una planta y almacenar el hidrolizado obtenido para un futuro o se desee transportar a otra planta diferente para su fermentación. Si la concentración de los hidrolizados es baja, estas operaciones supondrían un consumo de recursos muy elevado para el retorno que se obtendría.
Por tanto, se necesitan procedimientos para el tratamiento de hidrolizados obtenidos que resuelvan los problemas citados.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a la producción de jarabes de azúcar provenientes de hidrolizados de biomasa, para concentrar los azúcares y eliminar el contenido insoluble e inerte.
Ya que la biomasa proveniente de residuos suele tener una gran cantidad de contaminantes inertes como vidrio, metal, piedras, plásticos, etc. hacer un jarabe es una solución para evitar problemas de sobredimensionamiento, paros debidos a mantenimiento extra, averías en bombas. Además el jarabe puede ser fácilmente transportado y fermentado en una planta diferente.
La presente invención presenta las siguientes ventajas:
- Los jarabes obtenidos son fácilmente almacenables y transportables ya que tienen un volumen inferior al de los hidrolizados de los que provienen;
- se pueden almacenar jarabes de diferentes hidrolizados hasta acumular una cantidad suficiente para realizar la fermentación;
- se pueden transportar jarabes de distintas plantas a plantas diferentes para fermentación; - los jarabes obtenidos son fermentables tras dilución o si se añaden en fermentaciones en marcha para aumentar la concentración de azúcares;
- se previenen problemas operacionales importantes y paros debidos a la presencia de abrasivos inertes presentes en la biomasa proveniente de residuos;
- el tamaño de los equipos de fermentación puede ser significantemente reducido;
- la contaminación y la degradación de los azúcares en los jarabes se evita más fácilmente.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de un jarabe de azúcar que comprende las siguientes etapas:
a) separación sólido-líquido de un hidrolizado de biomasa;
b) concentración de la fase líquida obtenida en la etapa (a) mediante evaporación.
En el contexto de la presente invención, por "biomasa" se entiende "biomasa lignocelulósica que sea susceptible de ser transformada a sus componentes más elementales (azúcares fermentables). La biomasa se selecciona de la fracción biodegradable de los productos, residuos y restos de origen biológico procedentes de la agricultura (incluyendo sustancias vegetales, tales como residuos de cultivos, y sustancias animales) industrias forestales (tales como recursos madereros) e industrias relacionadas que incluyen pesquerías y acuicultura, así como la fracción celulósica biodegradable de los residuos industriales y urbanos, tales como residuos sólidos urbanos o residuos de papel.
Por residuos industriales se entiende aquellas sustancias o productos, resultantes de un proceso industrial de producción, transformación, utilización, consumo o de limpieza del que el productor o el posesor se quiere desprender o tenga la intención de hacerlo.
Por residuos urbanos se entiende aquellos que se generan en las actividades desarrolladas en los núcleos urbanos o en sus zonas de influencia, como son los domicilios particulares, los comercios, las oficinas y los servicios.
Preferiblemente la biomasa comprende residuos vegetales, residuos industriales, residuos urbanos o cualquiera de sus combinaciones. Por residuos vegetales se entiende caña de azúcar, biomasa de almidón, granos de cereales, paja de cereales, paja de caña de azúcar, hierba, residuos arbóreos. Preferiblemente los cereales se seleccionan de trigo, maíz, cebada, sorgo, arroz y cualquiera de sus combinaciones.
En una realización del primer aspecto de la presente invención, la evaporación de la etapa (b) es una evaporación entre 50°C y 100°C, preferiblemente entre 70°C y 80°C.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la evaporación de la etapa (b) es una evaporación a vacío.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la evaporación de la etapa (b) es una evaporación a vacío a una temperatura entre 70°C y 80°C. En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la separación sólido- líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a1) del hidrolizado de biomasa con un tamiz grueso plano, un tamiz grueso rotativo o una prensa de tornillo, para obtener una fase sólida 1 y una fase líquida 1. Por tamiz grueso plano se entiende aquel con malla filtrante con una inclinación que va disminuyendo y que tiene una luz de malla entre 1 y 10 mm, preferiblemente entre 2 y 5 mm. Preferiblemente la malla filtrante tiene sección triangular. Preferiblemente la inclinación va disminuyendo desde los 65° hasta los 45°. Por tamiz grueso rotativo se entiende aquel con malla filtrante de eje horizontal, donde son retenidos los sólidos y extraídos mediante rasqueta hasta el sistema de transporte y que tiene una luz de malla entre 1 y 100 mm, preferiblemente entre 2 y 5mm.
Por prensa de tornillo se entiende una prensa que consta de uno o más tornillos equipados con un dispositivo mecánico de presión.
La fase sólida obtenida en esta etapa (a1) (torta 1) puede comprender entre un 20% y un 25% en peso de la masa total y 25-30% en peso de sólidos totales, es decir, de la masa total que entra al equipo, un 20-25% en peso sale por la torta 1 , mientras que el resto sigue por la corriente líquida. Asimismo, de los sólidos totales que entran al equipo, un 25-30% en peso salen por la torta 1 , mientras que el resto siguen por la corriente líquida.
Por masa total se entiende el total de materia que entra en el equipo, incluyendo el agua.
Por sólidos totales se entiende solamente la base seca. Los sólidos totales incluyen tanto los sólidos solubles como los sólidos insolubles. Sólidos solubles es un término habitualmente utilizado. Por sólidos solubles se entiende aquellos sólidos que tienden a formar un sistema homogéneo con otros sólidos, es decir son todas aquellas sustancias que normalmente se presentan en estado sólido bajo condiciones ambientales pero que en ciertas circunstancias pasan a formar parte de una solución. Son ejemplos de sólidos solubles los azúcares como la glucosa o los ácidos orgánicos como el ácido láctico o acético.
Por sólidos insolubles se entiende aquellos que no se pueden disolver y formar una disolución, de manera que forman un sistema heterogéneo en el que se pueden diferenciar distintas fases.
La fase líquida 1 obtenida en la etapa (a1) puede comprender entre un 75% y un 80% en peso de la masa total.
Normalmente cuando la biomasa sean residuos industriales y/o residuos urbanos, esta etapa (a1) se llevará a cabo preferiblemente con un tamiz grueso plano o un tamiz grueso rotativo, debido a la cantidad de inertes de gran tamaño que pueden encontrarse en sus hidrolizados. Por tanto, en otra realización del primer aspecto de la presente invención, la biomasa es residuos industriales, residuos urbanos o cualquiera de sus combinaciones y la etapa (a) comprende una etapa de separación (a1) del hidrolizado de biomasa con un tamiz grueso plano o un tamiz grueso rotativo.
Preferiblemente, la fase sólida obtenida en la etapa (a1) cuando se utiliza un tamiz grueso plano o un tamiz grueso rotativo se lleva a la etapa de separación (a2). Por tanto, en otra realización del primer aspecto de la presente invención, la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a1) del hidrolizado de biomasa con un tamiz grueso plano o un tamiz grueso rotativo; y
donde la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a2) de la fase sólida 1 obtenida en la etapa de separación (a1) con una prensa de tornillo, un espesador de tornillo o un filtro rotativo para obtener una fase sólida 2 y una fase líquida 2.
La fase sólida obtenida en esta etapa (a2) torta 2 puede comprender entre un 5% y un 10% en peso de la masa total y entre un 50% y un 55% en peso de los sólidos totales.
La fase líquida 2 obtenida en la etapa (a2) puede comprender aproximadamente un 15% en peso de la masa total.
Sin embargo, cuando la biomasa utilizada proviene de residuos vegetales, se puede utilizar en la etapa (a1) una prensa de tornillo. Por tanto, en otra realización del primer aspecto de la presente invención, la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a1) del hidrolizado de biomasa con una prensa de tornillo. Las diferentes fases líquidas obtenidas (ya sea el propio hidrolizado o las fases líquidas obtenidas en las etapas (a1) y/o (a2)) se llevan a una última etapa de separación (a3).
La combinación de las fases líquidas 1 y 2 (obtenidas en las etapas a1 y a2, respectivamente) pueden comprender entre un 90% en peso y un 95% en peso del total de los azúcares solubles. La fase líquida 3 obtenida en la etapa a3 puede comprender entre un 70% en peso y un 75% en peso de la masa total y un 70%-75 % en peso del total de los azúcares solubles. Por tanto, en otra realización del primer aspecto de la presente invención, la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a3) del hidrolizado de biomasa y/o de la fase líquida 1 obtenida en la etapa de separación (a1) y/o de la fase líquida obtenida en la etapa de separación (a2) con centrifuga o filtro prensa para obtener una fase sólida 3 y una fase líquida 3. Por centrífuga se entiende el equipo que emplea la fuerza centrífuga que se genera en los movimientos de rotación, con el fin de separar los elementos constituyentes de una mezcla. Por filtro prensa se entiende un sistema de filtración por presión que consiste en una serie de placas y marcos alternados con una tela filtrante a cada lado de las placas.
La fase sólida obtenida en la etapa (a3) (torta 3) puede comprender entre un 20% en peso y un 25% en peso de la masa total y entre un 25% en peso y un 30% en peso de los sólidos totales.
Las fases sólidas obtenidas en las etapas (a2) y/o (a3) se pueden quemar.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención la biomasa comprende residuos vegetales, residuos industriales, residuos urbanos o cualquiera de sus combinaciones.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la biomasa comprende residuos vegetales seleccionados de caña de azúcar, granos de cereales, paja de cereales, hierba, residuos arbóreos y cualquiera de sus combinaciones, preferiblemente la biomasa es paja de cereales.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención el hidrolizado de biomasa es un hidrolizado proveniente de una hidrólisis enzimática.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención la evaporación de la etapa (b) se lleva a cabo hasta que se alcanza una concentración de azúcares solubles entre el 50% en peso y el 80% en peso respecto a la masa total, preferiblemente entre el 55% en peso y el 70% en peso respecto a la masa total.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
FIG. 1. Esquema del procedimiento de la invención. B: biomasa; H: hidrolizado; FS1 , FS2: fases sólidas 1 y 2, respectivamente; FL1 , FL2: fases líquidas 1 y 2, respectivamente; FL: fase líquida a evaporar; J: jarabe; a1 , a2, a3: etapas de separación; b: etapa de evaporación.
FIG. 2. Gráfica que muestra la relación entre la viscosidad de los jarabes obtenidos en el ejemplo 4 y la temperatura. V (cP): viscosidad en cP; T (°C): temperatura en °C; 50% TS, 60% TS y 70% TS: concentración en % en peso de sólidos solubles totales respecto a la masa total. La línea discontinua indica la viscosidad a partir de la cual el jarabe no es bombeable.
FIG. 3. Gráfica que muestra la relación entre aw y concentración de sólidos solubles totales. aw: actividad del agua; % TS: % en peso de sólidos solubles totales respecto a la masa total; E3: ejemplo 3; E4: ejemplo 4.
EJEMPLOS A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la efectividad del producto de la invención.
Ejemplo 1. Caracterización de la biomasa e hidrólisis En primer lugar se determinó la humedad de las muestras mediante pérdida de peso en estufa a 105°C y el contenido en cenizas por calcinación a 550°C. A continuación se realiza un análisis composicional de la muestra completa en el que se determina el contenido en celulosa, hemicelulosa y lignina siguiendo el protocolo desarrollado por el NREL, National Renewable Energy Laboratory (Determination of Structural Carbohydrates and Lignin in Biomass, Laboratory Analytical Procedure, 2008, revisión 201 1 ; Sluiter ef al.).
Biomasa 1 : Paja de maíz (también conocido como "corn stover").
Una vez caracterizada, la materia prima se llevó a una etapa de pretratamiento con ácido sulfúrico diluido, entre 12 y 14 bar manométrico durante 5 minutos a alta presión y temperatura, para romper la estructura de la hemicelulosa y aumentar así la accesibilidad de las enzimas.
El sustrato pretratado se lleva a una etapa de acondicionamiento de pH en la que se añade hidróxido de amonio hasta alcanzar el pH óptimo (5,0) de la etapa de hidrólisis enzimática.
Tras la adición del cocktail enzimático comienza la etapa de hidrólisis enzimática que se alarga durante al menos 72 horas y puede hacerse tanto en matraz como en reactor, siendo el primero incubado en agitador orbital a 150 rpm y 50°C.
Figure imgf000010_0001
Tabla 1 . Composición de paja de maíz.
1 : Otros comprenden compuestos tales como hemicelulosa o lignina.
Biomasa 2: Residuos urbanos
Los residuos urbanos se introducen en un trómel o criba giratoria de entre 80-1 OOmrn, siendo el biowaste la corriente de tamaño menor a esta sección que está compuesta mayoritariamente por materia orgánica. El biowaste se llevó a un pretratamiento de esterilización con ácido sulfúrico diluido y digestión a 4 bar durante 5 minutos. El sustrato pretratado se llevó hasta un reactor en el que se le añadió hidróxido amónico hasta un pH de 5,0 y a continuación el cocktail enzimático en función del contenido inicial de celulosa y almidón en el sustrato pretratado. La temperatura se mantuvo en 50°C y la agitación en 600 rpm. Humedad Corriente Biowaste 56,5%
Cenizas Corriente Biowaste 15,2%
Tabla 2. Composición de los residuos urbanos utilizados en los ejemplos.
Figure imgf000011_0001
Tabla 3. Composición de la corriente de la fracción orgánica de los residuos urbanos. La fracción orgánica contiene trazas de vidrio, textil, plásticos, etc. ya que en la limpieza para obtener solo la fracción orgánica siempre quedan remanentes de otras fracciones por que la limpieza no es efectiva al 100 %.
Figure imgf000011_0002
Tabla 4. Composición de la materia orgánica en base seca.
1 : Otros comprenden compuestos tales como ácidos orgánicos (láctico, acético, succínico), glicerol, metanol, etanol hidroximetilfurfural o furfural). Tras la liberación de azúcares durante la etapa de hidrólisis enzimática, el hidrolizado se lleva a la etapa de separación sólido-líquido en la que el interés es recuperar el máximo posible de la fracción soluble contenida en el líquido. Además el sólido eliminado debe tener la mayor sequedad posible para valorizarlo mediante tratamiento térmico (incineración o gasificación). Para conocer el rendimiento de las distintas etapas de este proceso se realizan análisis composicionales para determinar el contenido en azúcares (oligómeros y monómeros) y la caracterización completa de sólidos (sólidos totales, sólidos insolubles y sólidos en suspensión) a las muestras tanto a la entrada como a la salida de cada una de las etapas.
Ejemplo 2: Separación S/L en una etapa (a3)
El hidrolizado de la biomasa 1 obtenido en el ejemplo 1 se llevó hasta una etapa de separación sólido líquido en filtro prensa con el fin de eliminar el máximo posible de sólidos insolubles de la corriente rica en azúcares para aumentar el rendimiento de una posterior etapa de concentración.
El hidrolizado obtenido en el ejemplo 1 se introdujo en un filtro prensa con una presión de trabajo de 8 bar obteniéndose dos corrientes, una corriente sólida o torta con un contenido en sólidos totales del 55% la mayoría de ellos insolubles, y una corriente líquida con un 15% de sólidos totales de los que únicamente un 0,2% son sólidos insolubles. Esta corriente líquida clarificada se envió a una etapa de evaporación en un evaporador tipo película fina en condiciones de vacío (150 mbar) y a una temperatura en la camisa exterior de 90°C obteniéndose un jarabe concentrado al 65%TS en un tiempo inferior a 10 minutos evitando así la degradación de los azúcares en esta etapa. La torta generada se llevó a una etapa de valorización energética.
El jarabe así obtenido tuvo la siguiente composición:
Figure imgf000012_0001
Tabla 5. Concentración de azúcares en el jarabe obtenido en el ejemplo 2. : Otros comprenden otros azúcares como mañosa o galactosa y compuestos orgánicos tales como ácidos orgánicos (láctico, acético, succínico), glicerol, metanol, etanol hidroximetilfurfural o furfural. Ejemplo 3: Separación S/L en dos etapas (a1+a3)
El hidrolizado de la biomasa 2 obtenido en el ejemplo 1 se llevó hasta una etapa de espesamiento en prensa de tornillo con malla de salida de 300 mieras y presión de 3 bares.
Se produjeron dos corrientes, una de líquido con un contenido en sólidos totales del 14% siendo el 35% de ellos insolubles, y una corriente sólida con un 55% de sólidos totales en su mayoría insolubles que es llevada a valorización energética. La corriente líquida se llevó hasta una etapa de clarificación en centrífuga donde en condiciones de 3000G y tiempo de residencia de 2 minutos, se eliminan de la corriente producto la mayor parte de sólidos insolubles formando una nueva torta. La torta procedente de la centrífuga, con un porcentaje en sólidos del 30%, se une a la anterior en el proceso de valorización energética. Se obtiene un líquido clarificado en el que se recuperan el 80% de los sólidos solubles y un contenido de sólidos insolubles menor al 2%. La clarificación de este líquido favorece la etapa de evaporación a escala industrial pues aumenta las horas de operación al requerir un menor mantenimiento. La concentración del jarabe se realizó en un evaporador tipo película fina en condiciones de vacío (150mbar) y a una temperatura en la camisa exterior de 75°C obteniéndose un jarabe concentrado al 65%TS en un tiempo inferior a 10 minutos.
Figure imgf000013_0001
Tabla 6. Concentración de azúcares en el jarabe obtenido en el ejemplo 3. 1 : Otros comprenden otros azúcares como mañosa o galactosa y compuestos tales como ácidos orgánicos (láctico, acético, succínico), glicerol, metanol, etanol hidroximetilfurfural o furfural. Ejemplo 4. Separación S/L en tres etapas (a1 +a2+a3)
El hidrolizado de la biomasa 2 obtenido en el ejemplo 1 se llevó hasta una etapa de cribado a través de un tamiz rotatorio de 3 mm en el que se obtuvieron dos corrientes, una fase sólida que se llevó hasta un espesador y una fase líquida con una concentración de sólidos del 14% en peso de los que el 30% en peso eran sólidos insolubles.
La fase sólida fue prensada en un equipo compactador, en espesador de tornillo, que aumentó la sequedad de la torta recuperando a su vez mayor cantidad de sólidos solubles por una segunda corriente líquida. La torta con un 60% en peso de sólidos totales es enviada a una etapa de valorización energética (se queman).
Las dos corrientes líquidas obtenidas (la del tamiz y la del equipo compactador) se llevaron hasta un tanque donde se le adicionó una dosis de 800 ppm de floculante catiónico a una etapa de clarificación por centrifugación a 3000G y tiempo de residencia 2 minutos, en la que se eliminaron con un rendimiento del 85% en peso los sólidos insolubles contenidos en la corriente formando una torta que se une a la primera en la etapa de valorización energética. El líquido clarificado se llevó a una etapa de evaporación multiefecto con una primera etapa en evaporador de película descendente donde se concentra el jarabe hasta un 30% en peso de sólidos trabajando a vacío (200 mbar) y una temperatura inferior a 80°C en la camisa. El concentrado de este equipo se lleva a un segundo efecto que consiste en un evaporador de película fina que concentra el jarabe hasta un 70% en peso de sólidos totales en condiciones de vacío (250 mbar) y con temperaturas en la camisa exterior de 75°C.
La inclusión de una etapa previa con el tamiz grueso permite una mejor operación de este equipo puesto que se trabaja con grandes cantidades de líquido que pueden acumularse en la malla de los equipos que espesan. La inclusión de la tercera etapa aumenta la recuperación de sólidos solubles y la sequedad de la torta que se lleva a valorización energética (se queman).
Se extrajeron alícuotas de jarabes a concentraciones de entre 50%, y 70% en peso de sólidos totales. En la tabla siguiente se muestra la composición del jarabe al 60% en peso de sólidos totales.
Figure imgf000015_0001
Tabla 7. Concentración de azúcares en el jarabe al 60% en peso obtenido en el ejemplo 4.
1 : Otros comprenden otros azúcares como mañosa o galactosa y compuestos tales como ácidos orgánicos (láctico, acéticos, succínico), glicerol, metanol, etanol hidroximetilfurfural o furfural.
Ejemplo 5. Estabilidad y viscosidad de los jarabes
Como medida de la estabilidad de los jarabes se ha utilizado la actividad del agua de dichos jarabes. La definición de la actividad del agua es la relación entre la presión de vapor del aire alrededor de un alimento (p) y la presión de vapor del agua pura (po), ambos permaneciendo a una misma temperatura. Normalmente se expresa con las siglas aw, (activity water en inglés). Una definición más sencilla sería la cantidad de agua libre que hay en un alimento, es decir, la cantidad de agua disponible para reaccionar químicamente con otras sustancias y provocar el crecimiento microbiano.
El resto de agua que permanece en el alimento es el agua ligada, está combinada con otros elementos y no está disponible para los microorganismos, por tanto no afecta al crecimiento microbiano.
Las unidades de medida van de 0 a 1 aw y equivalen a la humedad relativa de equilibrio (ERH) que va de 0 a 100% H.R. La relación entre la actividad del agua y el contenido de agua o humedad a una temperatura dada deben calcularse empíricamente para cada producto, obteniendo las isotermas de adsorción. Para un mismo contenido de agua o humedad, no tendrá necesariamente el mismo valor de actividad del agua una isoterma de adsorción que una isoterma de desorción.
Para realizar la medida de actividad del agua se emplean equipos como higrómetros de capacitancia. Los higrómetros de capacitancia consisten en dos placas cargadas separadas por una membrana de polímero dieléctrico. La humedad hace que la membrana absorba agua, variando la distancia entre las placas con la consecuente variación de la geometría del capacitador, midiéndose así la capacitancia. Este valor es aproximadamente proporcional a la actividad de agua tal como se determina por una calibración específica del sensor.
Los datos que aquí se muestran fueron obtenidos con el higrómetro de capacitancia Hygrolab 2, con la sonda AW-DIO, de Rotronic, Para la medida se empleó una cantidad de muestras entre 15 y 50 mi y a una temperatura entre 20°C y 30°C.
En la tabla 8 se muestran valores de actividad de agua de jarabes del ejemplo 3 y 4 distintas concentraciones de sólidos totales.
Figure imgf000016_0001
Tabla . ct v a e agua e ara es e e emp o y a st ntas concentrac ones de sólidos totales. %TS: % en peso de sólidos totales.
Conforme a literatura (Water Activity in Foods: Fundamentáis and Applications, Gustavo V. Barbosa-Cánovas et al., ISBN: 978-0-8138-2408-6), valores de aw menores de 0,8 serán suficientes para evitar contaminación del jarabe. A mayor %TS menor actividad del agua y menor riesgo de contaminación, aunque resulta complicado el trasiego del jarabe a temperatura ambiente y puede ser necesario el calentamiento de las líneas para facilitar el bombeo.
Por otro lado se estudió la viscosidad de los jarabes obtenidos en el ejemplo 4. Para medir la viscosidad se emplea un viscosímetro Brookfield. Este viscosímetro mide la viscosidad captando el par de torsión necesario para hacer girar a velocidad constante un husillo inmerso en la muestra de fluido a estudiar. El par de torsión es proporcional a la resistencia viscosa sobre el eje sumergido, y en consecuencia, a la viscosidad del fluido.
En la figura 2 se muestra la variación de la viscosidad con la temperatura de 3 jarabes del ejemplo 4 a concentraciones de 50%, 60% y 70% en peso de sólidos totales respectivamente. En la figura 3 se han representado actividad del agua (aw)de jarabes del ejemplo 3 y del ejemplo 4 respecto a la concentración en peso de sólidos totales entre 50 % y 70 %. Se puede observar que un jarabe con una concentración entre 55%-70% en peso de sólidos solubles totales presenta una buena aw a la vez que como ya hemos visto una viscosidad no demasiado alta, por lo que es la concentración idónea.
Una mayor concentración presentaría mayor estabilidad pero no serían jarabes viables por su alta viscosidad.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de obtención de un jarabe de azúcar que comprende las siguientes etapas:
a) separación sólido-líquido de un hidrolizado de biomasa;
b) concentración de la fase líquida obtenida en la etapa (a) mediante evaporación.
2. Procedimiento según la reivindicación anterior, donde la evaporación de la etapa (b) es una evaporación entre 50°C y 100°C.
3. Procedimiento según la reivindicación anterior, donde la evaporación de la etapa (b) es una evaporación entre 70°C y 80°C.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la evaporación de la etapa (b) es una evaporación a vacío.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a1) del hidrolizado de biomasa con un tamiz grueso plano, un tamiz grueso rotativo o una prensa de tornillo, para obtener una fase sólida 1 y una fase líquida 1.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, donde la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a1) del hidrolizado de biomasa con un tamiz grueso plano o un tamiz grueso rotativo; y
donde la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a2) de la fase sólida 1 obtenida en la etapa de separación (a1) con una prensa de tornillo, un espesador de tornillo o un filtro rotativo para obtener una fase sólida 2 y una fase líquida 2.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, donde la separación sólido-líquido de la etapa (a) comprende una etapa de separación (a3) del hidrolizado de biomasa y/o de la fase líquida 1 obtenida en la etapa de separación (a1) y/o de la fase líquida obtenida en la etapa de separación (a2) con centrífuga o filtro prensa para obtener un fase sólida 3 y una fase líquida 3.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la biomasa comprende residuos vegetales, residuos industriales, residuos urbanos o cualquiera de sus combinaciones.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la biomasa comprende residuos vegetales seleccionados de caña de azúcar, granos de cereales, paja de cereales, hierba, residuos arbóreos y cualquiera de sus combinaciones.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el hidrolizado de biomasa es un hidrolizado proveniente de una hidrólisis enzimática.
1 1. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la evaporación de la etapa (b) se lleva a cabo hasta que se alcanza una concentración de azúcares solubles entre 50% y el 80% en peso respecto a la masa total.
12. Procedimiento según la reivindicación anterior, donde la evaporación de la etapa (b) se lleva a cabo hasta que se alcanza una concentración de azúcares solubles entre el 55% y el 70% en peso respecto a la masa total.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110281317A1 (en) * 2009-03-12 2011-11-17 Universiti Malaya Conversion of cellulosic materials into glucose for use in bioethanol production
US20140315254A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-23 Weyerhaeuser Nr Company Clean sugar and lignin from non-chemically pretreated lignocellulosic biomass
US20140315258A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-23 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc Methods for converting cellulosic waste to bioproducts
WO2015050881A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 The Texas A&M University System Systems and methods for converting lignocellulosic biomass to concentrated sugars

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110281317A1 (en) * 2009-03-12 2011-11-17 Universiti Malaya Conversion of cellulosic materials into glucose for use in bioethanol production
US20140315258A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-23 Abengoa Bioenergy New Technologies, Llc Methods for converting cellulosic waste to bioproducts
US20140315254A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-23 Weyerhaeuser Nr Company Clean sugar and lignin from non-chemically pretreated lignocellulosic biomass
WO2015050881A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 The Texas A&M University System Systems and methods for converting lignocellulosic biomass to concentrated sugars

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GAO, J. ET AL.: "Saccharification of recalcitrant biomass and integration options for lignocellulosic sugars from Catchlight Energy's sugar process (CLE sugar", BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, vol. 6, 2013, pages 1 - 10, XP055261093, [retrieved on 20170929] *

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