用于生物质转化的改进的预浸泡方法技术

一种进行预浸泡步骤的改进方法，包括在进行较高温度浸泡前，在液体(水)中在100℃～150℃的温度范围内预浸泡木质纤维素生物质。然后对该材料进行浸透并对浸泡后的液体进行纳米过滤。当使用纳米过滤时，预浸泡温度可在10℃～150℃的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物质转化的改进的预浸泡方法
技术介绍
通过引用整体包括在本文中的公开号为WO201013129的专利申请公开了用于处理木质纤维素生物质的方法，包括如下步骤：A)在100～210℃的温度范围内，在蒸汽或液态水或二者混合物中浸泡木质纤维素生物质原料1分钟至24小时，以产生包含干物质和第一液体的经浸泡的生物质；B)将第一液体的至少一部分与经浸泡的生物质分离以产生第一液体流和第一固体流；其中该第一固体流包含经浸泡的生物质；和C)使第一固体流蒸汽爆炸(Steamexploding)以产生包含固体和第二液体的蒸汽爆炸流。公开号为WO201013129的申请的权利要求4公开了浸泡步骤A前可进行低温浸泡步骤，其中木质纤维素生物质浸泡在液体中1分钟至24小时，该液体包含25～100℃温度范围内的水，且低温浸泡步骤后为分离步骤以将液体的至少一部分从低温浸泡分离。这也称为低温过程。公开号为WO201013129的申请中没有公开的是本申请中公开的多个对流的进一步处理或过程，其进一步改进公开号为WO201013129的申请中的步骤和过程。
技术实现思路
本专利技术公开了用于处理木质纤维素生物质的方法，包括如下步骤：A)向预浸泡容器中输入包含水的液体流和包含木质纤维素生物质固体的原料流，所述木质纤维素生物质固体包含纤维素、糖，B)在大于100℃至150℃范围内的温度下，用所述液体流预浸泡所述原料流，C)将至少一部分液体流与所述固体分离以产生第一固体产物流和预浸泡过的液体产物流，和D)根据下述方式浸泡所述第一固体流1)在100℃～210℃的温度范围内，在蒸汽或液态水或二者混合物中浸泡所述固体产物流1分钟至24小时，以产生包含干物质和浸泡后液体的第二经浸泡的生物质；2)将所述浸泡后的液体的至少一部分从所述第二经浸泡的生物质分离以产生浸泡后的液体流和第二固体流；其中所述第二固体流包含第二经浸泡的生物质。本申请进一步公开了：预浸泡后的液体流中糖的重量相对于所述原料流中木质纤维素生物质的总糖重量小于选自包括5％重量份、2.5％重量份及1％重量份的组的值。本申请还公开了：预浸泡在小于48小时的时间内完成。本申请进一步公开了：所述液体流与所述原料流的重量比小于选自包括4:1,6:1,10:1,15:1,及20:l的组的比值。过滤所述浸泡后液体流的进一步的步骤由纳米过滤(nano-filtration)完成。本申请还公开了：所述浸泡后液体的至少一部分具有大于7L/h-m2的瞬时流量，其中所述瞬时流量是当所述浸泡后液体的至少一部分的190L等份的72L通过螺旋式的纳米纳米过滤膜时的流量，所述纳米过滤膜符合的规格是，所述膜为复合在聚酯上的聚酰胺型薄膜，当在9巴和25℃在水中有2000ppm的硫酸镁进行测量时，所述浸泡后液体的至少一部分具有大于或等于98％的硫酸镁抑制率并具有64.0～65.0mm的外径、432mm的长度和21mm的内径，所述膜具有1.3～1.8m3h的横流，在1cP和设计膜面积为0.7m2的条件下具有0.6巴的最大压降。本申请进一步公开了：螺旋式纳米过滤膜符合NF99的2011过滤器规格，可从阿法拉伐(瑞典)购买，或螺旋式纳米过滤膜是NF99，可从阿法拉伐(瑞典)购买，如2011由阿法拉伐提供的。本申请还公开了：所述乙酸的至少一部分的分离由纳米过滤完成。本申请进一步公开了：当使用纳米过滤或该流量出现时，可使用下述方法并结合多种上述的变化：A)向预浸泡容器中输入包含水的液体流及包含木质纤维素生物质固体的原料流，所述木质纤维素生物质固体包含纤维素、糖；B)在10℃～150℃的温度范围内用所述液体流预浸泡所述原料流；C)将液体流的至少一部分与所述固体分离以产生第一固体产物流及预浸泡过的液体产物流；和D)用浸泡步骤处理所述第一固体流，该浸泡步骤包括以下步骤：1)在100℃～210℃的温度范围内，在蒸汽或液态水或二者混合物中浸泡所述第一固体流，以产生包含干物质和浸泡后液体的第二经浸泡的生物质；2)将所述浸泡后的液体的至少一部分从所述第二浸泡后的生物质分离以产生浸泡后的液体流和第二固体流，所述浸泡后的液体流包含悬浮固体、单糖、寡聚糖、乙酸和糠醛；其中所述第二固体流包含第二经浸泡的生物质，E)将所述浸泡后的液体的至少一部分与包含单糖、寡聚糖、乙酸及糠醛的所述浸泡后的液体流的悬浮固体分离，F)从所述浸泡后液体的所述至少一部分中滤除至少一部分所述乙酸，以产生渗透物和渗余物。本申请进一步公开了：当暴露于真空环境时，用步骤B)中所述液体流在10℃～100℃的温度范围内预浸泡所述原料流。真空环境可以小于以毫巴(mbar)计量的选自下列一组中的绝对压强值：950、900、850、800、700、600、500、400、300、250、200、150、100、50、30、20、10、5及0.5毫巴。附图说明图1有两个图表，分别显示了现有技术和本专利技术的方法的实施方式；图2显示了采用和不采用预浸泡步骤的浸泡后的液体的组分；图3显示了采用和不采用预浸泡步骤的蒸汽爆炸固体的组分；图4显示了来自每个实验的浸泡后的液体流的流量，是时间的函数；图5显示了来自每个实验的浸泡后的液体流的流量，表示成通过过滤器的渗透物体积的函数；图6显示了在预浸泡处理期间木质纤维素生物质暴露及不暴露于真空环境的预浸泡实验结果的比较。具体实施方式本说明书基于下列发现：第一预浸泡步骤的最高温度为木质纤维素生物质溶解为半纤维素时的温度，第一预浸泡步骤在浸泡预处理前进行，其后可以有也可以没有蒸汽爆炸。这个温度是高度可变的，并取决于木质纤维素生物质的类型，在一段时间中木质纤维素生物质保持在那个温度。公开号为WO201013129的申请公开了预浸泡步骤，但教导了第一预浸泡步骤的低温应在25至100℃之间。这教导了要避开大于100℃的更高温度。大于100℃的温度需要压力容器、特殊的加热设备、隔离并增加了工序的费用和运营成本。还发现，在半纤维素的溶解温度以下进行浸泡后，被滤除的液体的可滤性被大大提高，这可以由延长的过滤器寿命来衡量。高温下的预浸泡步骤去除临界的过滤器堵塞组分，以使浸泡水解步骤后的液体净化步骤仅需要一个单元操作，如一个过滤器(例如与一系列的两个单元操作(例如超滤后进行纳米过滤)对照的纳米过滤器)。该方法可具有1微米级或更大的离心分离机和/或袋式过滤器，但避免了昂贵的超滤设备，且没有超滤设备该方法也可以进行。因此，在公开号为WO201013129的申请上的一个改进就是预浸泡不需在低温下进行，而是可在100℃～150℃的温度范围内，不包括公开号为WO201013129的申请中的上限100℃。已经知道更高的温度更好地去除污物，特别是抑制来自浸泡(而不是预浸泡)步骤的液体纳米过滤的污物。用于该方法的木质纤维素生物质可定义如下。首先，除去淀粉，生物质中三个主要成分是纤维素、半纤维素及木质素，其通常称为通用术语木质纤维素。作为通用术语的包含多糖的生物质包括淀粉和木质纤维素生物质。因此，一些原料流的类型可以为生物质、包含多糖的生物质和木质纤维素生物质。根据本专利技术的含多糖的生物质包括任何包含聚合糖(例如，以淀粉及精制淀粉、纤维素及半纤维素形式)的材料。用于获得要求保护的专利技术的生物质的相应类型可包括来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理木质纤维素生物质的方法，包括如下步骤：A)向预浸泡容器中注入包含水的液体流和包含木质纤维素生物质固体的原料流，所述木质纤维素生物质固体包含纤维素、糖，B)在大于100℃至150℃范围内的温度下，用所述液体流预浸泡所述原料流，C)将至少一部分液体流与所述固体分离以产生第一固体产物流和预浸泡后的液体产物流，和D)根据下述方式浸泡所述第一固体流1)在100℃～210℃的温度范围内，在蒸汽或液态水或二者混合物中浸泡所述固体产物流1分钟至24小时，以产生包含干物质和浸泡后的液体的第二经浸泡的生物质；2)将所述浸泡后的液体的至少一部分从所述第二经浸泡的生物质分离以产生浸泡后的液体流和第二固体流；其中所述第二固体流包含所述第二经浸泡的生物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.28 IT TO2011A0012191.一种用于处理木质纤维素生物质的方法，包括如下步骤：A)向预浸泡容器中注入包含水的液体流和包含木质纤维素生物质固体的原料流，所述木质纤维素生物质固体包含纤维素、糖，B)在范围为105℃至150℃的温度下，用所述液体流预浸泡所述原料流，C)将至少一部分液体流与所述固体分离以产生第一固体产物流和预浸泡后的液体产物流，和D)根据下述方式浸泡所述第一固体流1)在100℃～210℃的温度范围内，在蒸汽或液态水或二者混合物中浸泡所述固体产物流1分钟至24小时，以产生包含干物质和浸泡后的液体的第二经浸泡的生物质；2)将所述浸泡后的液体的至少一部分从所述第二经浸泡的生物质分离以产生浸泡后的液体流和第二固体流；其中所述第二固体流包含所述第二经浸泡的生物质。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预浸泡后的液体流中糖的重量相对于所述原料流中...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科·车迟，皮耶罗·奥顿尼路，西蒙·费雷罗，保罗·托雷，达尼洛·蒂·法维利，比阿特丽丝·里瓦斯·托雷斯，利利亚娜·特纳特·冉思，达妮埃莱·莉娃，费代里卡·博西奥，
申请(专利权)人：贝塔可再生资源股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT