用于沼气生产的产甲烷生物体底物制造技术

本发明专利技术涉及在用于沼气生产的方法中氢化糖的一种内部脱水产物作为一种产甲烷生物体底物的用途、包括单脱水己糖醇(M)、双脱水己糖醇(D)以及脱水己糖醇聚合物(P)的一种组合物以及一种甲烷化方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术的主题是一种氢化糖的一种内部脱水产物用于沼气生产的用途。本专利技术的主题还是可通过一种氢化糖的内部脱水获得并且作为一种甲烷化底物非常有用的一种具体组合物。本专利技术的另一个主题涉及使用一种氢化糖的所述内部脱水产物的一种甲烷化工艺。现有技术随着气体资源的减少，提取所述气体的成本的增加和公众对可持续发展的敏感性的发展，用于可在短时间内从可再生的资源获得的产生沼气的工艺已经这是过去20年来非常令人感兴趣的主题。沼气通过有机物质的甲烷化(又称厌氧消化)获得。在受控条件和不存在氧的情况下通过多种微生物进行该降解。在这种降解结束时，回收沼气和被称为消化物的富含部分稳定的有机物质的一种湿产物。这种消化物可用于粪肥撒播，任选地在一个堆肥步骤之后。关于获得的该沼气，它总体上主要包含甲烷、二氧化碳以及少量痕量气体，诸如二氮、氨以及硫化氢。关于后两者，优选尽可能多的限制它们在该沼气中的含量。这是因为，在该沼气的燃烧过程中，该氨容易转化成对人类和环境危险的氮氧化物(NOx)。对于硫化氢，它是一种腐蚀性和有毒的气体。此外，当硫化氢燃烧时，它转化成硫氧化物(SOx)，并且然后在环境中转化成硫酸或其他硫酸盐，后者在很大程度上负责酸雨现象。可从许多类型的有机物质或“生物质”获得沼气，例如食品加工、农业或市政来源的生物质。这具体地可以是液体粪肥、脂肪或另外来自食品加工业的废物。每种生物质具有限定的甲烷潜力，它代表可以从给定质量的这种生物质获得的甲烷的体积。该甲烷潜力越高，这种生物质的甲烷生产力越好。作为举例，可以提及的是文件EP1149805A1，该文件描述了用于从生物质类型的废物生产沼气的一种工艺，这种废物可能具体地来自甜菜。这种工艺包括预处理该废物的一个步骤，该步骤包括使该废物脱水的一个步骤。根据所述文件，术语脱水意思是指将水分含量降低至大致地30％。这种工艺的优点是，该浓缩的生物质可以在氮气下长时间(从6至8个月)贮藏，而这种生物质不开始发酵。因此，这种工艺的优点是能够使用该生物质，该生物质的生产是全年自然季节性的。然而，这种工艺具有要求该脱水的生物质在氮气下贮藏的缺点。所述文件未描述所用废物的化学改变，但是在甲烷化中使用之前仅降低它的水分含量。因此，在当前时间，仍然需要发现一种可甲烷化的有机物质，在本说明书的其余部分中也称为“产甲烷生物体底物”。该产甲烷生物体底物具有高甲烷潜力，可高于已知的其他多种底物的甲烷潜力，诸如液体粪肥或葡萄糖。对于这种产甲烷生物体底物，有利的是足够稳定以能够在长期贮藏后，例如在贮藏若干月后，这甚至在非受控气氛中被甲烷化。对于该产甲烷生物体底物，也优选产生不含或包含少量氨和/或硫化氢的一种沼气。
技术实现思路
这正是本专利技术的主题，这涉及一种氢化糖的一种内部脱水产物作为沼气生产工艺中的一种产甲烷生物体底物的用途。本专利技术还涉及一种组合物，该组合物包括相对于它的干物质：-至多50％的至少一种单脱水己糖醇(M)和至少一种双脱水己糖醇(D)；-至少50％的脱水己糖醇聚合物(P)；这些组分(M)+(D)+(P)的总和达到100％，并且所述组分M和D根据从0.40至0.95范围内的M/(M+D)重量比存在。这种特定的组合物可特别地用于沼气生产，因为它是一种优异的产甲烷生物体底物。本专利技术的主题还是一种甲烷化工艺，该工艺包括：·在一种微生物存在下，将包括一种氢化糖的一种内部脱水产物的一种产甲烷生物体底物引进消化器中以便形成一种产甲烷生物体介质的一个步骤；·在从15℃至70℃，优选地从25℃至45℃范围内的温度下，厌氧消化该产甲烷生物体底物以便形成一种沼气的一个步骤；·回收所述沼气的一个步骤，此步骤可能在该整个消化步骤中进行。专利技术详述本专利技术的目的是提供可用于沼气生产工艺的一种新产甲烷生物体底物。术语“产甲烷生物体底物”意思是指在厌氧条件下在它的生物降解过程中能够产生甲烷的一种底物。除非在下面的说明中另外指明，所有的百分比均以重量表示。在关于生物质开发的研究的上下文中，申请人已能观察到一种氢化糖的这种内部脱水产物在甲烷化中是所非常感兴趣的。这是因为当这种产物以闭合方式贮藏时，它随时间的推移稳定，但是能够厌氧地降解。它的甲烷潜力与其他产甲烷生物体底物诸如液体粪肥或葡萄糖相比是特别有利的。此外，就其作用而言，所获得的消化物具有可生物降解的性质。优选地，一种氢化糖的该内部脱水产物包括脱水己糖醇、脱水己糖醇聚合物或这些产物的混合物，该脱水己糖醇优选选自双脱水己糖醇诸如异山梨醇、异甘露醇、异艾杜糖醇或单脱水己糖醇诸如脱水山梨醇、曼尼特(mannitan)以及艾杜坦(iditan)和/或这些产品中至少两种的任何混合物。优选地，一种氢化糖的该内部脱水产物是山梨醇的一种内部脱水产物。单脱水己糖醇是己糖醇的单次内部脱水的一种反应产物。双脱水己糖醇是己糖醇的双内部脱水的一种反应产物。脱水己糖醇聚合物是在单脱水己糖醇或双脱水己糖醇与选自单脱水己糖醇、双脱水己糖醇以及己糖醇的一种或多种产物之间的分子间脱水的一种反应产物。优选地，一种氢化糖的该内部脱水产物具有相对于它的干物质小于3％的硫量，有利地小于2％的硫量，优选地从5ppm至1.5％的硫，例如从10ppm至0.8％的硫。使用具有这些受控量的硫的这种底物使产生具有低浓度或甚至零量的硫化氢的一种沼气有可能。根据本专利技术，一种氢化糖的该内部脱水产物与不同于一种氢化糖的该内部脱水产物的至少一种另外的产甲烷生物体物质一起用作一种产甲烷生物体底物。该另外的产甲烷生物体物质可以是农业、食品加工、工业、家庭或市政来源的废物。一种氢化糖的该内部脱水产物具有能够与许多其他产甲烷生物体物质组合的优点。在它用于沼气生产时，它与后者的相容性允许很大的多样性。优选地，一种氢化糖的该内部脱水产物是相对于它的干物质包括以下的一种混合物：-至多50％的至少一种单脱水己糖醇(M)和至少一种双脱水己糖醇(D)，例如从5％至50％，特别是从10％至50％，有利地从25％至45％，优选地从30％至40％；-至少50％的脱水己糖醇聚合物(P)，例如从50％至95％，特别是从50％至90％，有利地从55％至75％，优选地从60％至70％；这些组分(M)+(D)+(P)的总和达到100％，并且所述组分M和D根据M/(M+D)重量比存在，该M/(M+D)重量比在从0.40至0.95，有利地从0.42至0.90，优选地从0.45至0.85的范围内。一种氢化糖的内部脱水的这种特定产物，它是单脱水己糖醇、脱水己糖醇以及脱水己糖醇聚合物的混合物，具有随时间的推移稳定的优点，同时具有可生物降解性质和特别有利的甲烷潜力。因此，本专利技术还涉及这种具体组合物。在申请WO03/089435的实例中，描述了一种连续异山梨醇的生产工艺。根据此工艺，为了使得这些不可溶的山梨糖醇酐聚合物沉淀的目的，通过加入水来纯化包含异山梨醇、脱水山梨醇以及多种山梨糖醇酐聚合物的一种副产物流，以此方式以便在此工艺中再循环该异山梨醇和这些脱水山梨醇；这些不可溶的聚合物就它们的部分从该工艺移除。在所述文件中，没任何东西指明在此沉淀物中发现化合物M和D，即使是微量的。该脱水产物中的重量可通过气相色谱法(CPG)测定，如下文实例部分所述。这种具体组合物可通过包括以下步骤的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢化糖的一种内部脱水产物作为沼气生产工艺中的一种产甲烷生物体底物的用途。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.26 FR 14547151.一种氢化糖的一种内部脱水产物作为沼气生产工艺中的一种产甲烷生物体底物的用途。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物是山梨醇的一种内部脱水产物。3.如权利要求1所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物包括脱水己糖醇、脱水己糖醇聚合物或这些产物的混合物，该脱水己糖醇优选地选自异山梨醇、异甘露醇、异艾杜糖醇、脱水山梨醇、曼尼特或艾杜坦或这些产品中至少两种的任何混合物。4.如权利要求1至3中任一项所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物包括小于3％的硫的量，有利地小于2％的硫的量，优选地从5ppm至1.5％的硫。5.如权利要求1至4中任一项所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物与不同于一种氢化糖的该内部脱水产物的至少一种另外的产甲烷生物体物质一起用作一种产甲烷生物体底物，所述另外的产甲烷生物体物质可能是农业、食品加工、工业、家庭或市政来源的废物。6.如权利要求1至5中任一项所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物是一种混合物，该混合物包括相对于它的干物质：-至多50％的至少一种单脱水己糖醇(M)和至少一种双脱水己糖醇(D)，例如从5％至50％，特别是从10％至50％，有利地从25％至45％，优选地从30％至40％；-至少50％的脱水己糖醇聚合物(P)，例如从50％至95％，特别是从50％至90％，有利地从55％至75％，优选地从60％至70％；这些组分(M)+(D)+(P)的总和达到100％，并且所述组分M和D根据M/(M+D)重量比存在，该M/(M+D)重量比在从0.40至0.95，有利地从0.42至0.90，优选地从0.45至0.85的范围内。7.如权利要求1至6中一项所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物是一种混合物，该混合物根据测试A，具有被包括在从200至2000mPa.s的范围内布氏粘度，优选地从250至1800mPa.s，最优选地从380至1200mPa.s，该测试A包括将该组合物的该干物质调整至85％，并且然后测量该所得组合物在60℃的该布氏粘度。8.如权利要求1至7中一项所述的用途，其特征在于一种氢化糖的该内部脱水产物具有大于20毫升甲烷/克所述产物的干物质的甲烷潜力(mLCH4/g)，有利地大于50mLCH4/g，优选地大于110mLCH4/g。9.一种组合物，包括相对于它的干物质：-至多50％的至少一种单脱水己糖醇(M)和至少一种双脱水己糖醇(D)；-至少50％的脱水己糖醇聚合物(P)；这些组分(M)+(D)+(P)的总和达到100％，并且所述组分M和D根据在从0.40至0.95范围内的M/(M+D)重量比存在。10.如权利要求9所述的组合物，其特征在于它包括：-从...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·维亚尔，M·伊贝尔，
申请(专利权)人：罗盖特公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR