增大含可溶性碳水化合物的馏分的浓度的方法和设备，含可溶性碳水化合物的馏分，固体馏分及其应用技术

本发明专利技术涉及一种生产含可溶性碳水化合物的馏分(10)的方法和设备，其中通过处理植物基原料(1)形成的木质纤维素材料(3)被导入分离阶段(4)。该方法包括至少一个固‑液分离阶段(4)，用于从木质纤维素材料(3)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)，至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)再循环到木质纤维素材料(3)中，以增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度，固体(11)和至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)从分离阶段中供出。本发明专利技术还涉及含可溶性碳水化合物的馏分和固体馏分以及它们的应用。

Method and apparatus for increasing concentration of fractions containing soluble carbohydrates, fractions containing soluble carbohydrates, solid fractions and uses thereof

The present invention relates to a method and an apparatus for producing a fraction (10) containing soluble carbohydrates, wherein a lignocellulosic material (3) formed by treating a plant base material (1) is introduced into a separation stage (4). The method comprises at least one solid liquid separation stage (4), used from lignocellulosic materials (3) isolated Soluble Carbohydrate Fractions (10) and / or wash filtrate (12), the fraction containing soluble carbohydrate of at least a portion (10) and / or recycled to wash filtrate (12) lignocellulosic materials (3), to the increase of the concentration of soluble carbohydrate fractions, solid (11) and the fraction containing soluble carbohydrate of at least a portion (10) for the separation stage. The present invention also relates to fractions containing soluble carbohydrates and solid fractions and their use.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增大含可溶性碳水化合物的馏分的浓度的方法和设备，含可溶性碳水化合物的馏分，固体馏分及其应用专利
本专利技术涉及生产含可溶性碳水化合物的馏分和固体馏分的方法和设备。本专利技术还涉及含可溶性碳水化合物的馏分及其应用。本专利技术还涉及固体馏分及其应用。专利技术背景现有技术中已经知道由不同原料(例如生物质)形成碳水化合物的不同方法。许多生物炼制方法(例如水解)在对生物质处理后产生木质素和糖。专利技术目的本专利技术的目的是揭示一种生产具有高浓度的含可溶性碳水化合物的馏分的方法。本专利技术的另一个目的是生产具有增加的浓度和改善的回收性的含可溶性碳水化合物的馏分。本专利技术的另一个目的是改善生物质的分馏，用于生产具有高回收的包含可溶性碳水化合物的改善且浓缩的液体馏分和不含可溶性材料的固体馏分。
技术实现思路
依据本专利技术的增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度的方法，其特征如权利要求1中所述。依据本专利技术的增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度的设备，其特征如权利要求13中所述。依据本专利技术的含可溶性碳水化合物的馏分，其特征如权利要求17所述。依据本专利技术的固体馏分，其特征如权利要求19所述。依据本专利技术的含可溶性碳水化合物的馏分的应用，其特征如权利要求23所述。根据本专利技术的固体馏分的应用，其特征如权利要求24中所述。附图的简要说明包括附图以提供对本专利技术的进一步理解，附图构成说明书的一部分，举例说明本专利技术的一些实施方式，与说明书一起帮助解释本专利技术的原理。在附图中：图1是说明根据本专利技术的一种实施方式的方法的流程图，图2是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图3是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图4是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图5是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图6是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图7是说明按照本专利技术的另一个实施方式的方法的流程图，图8显示依据本专利技术一个实施方式的方法进行的一个实例的结果，图9显示依据本专利技术一个实施方式的方法进行的一个实例的结果，以及图10显示依据本专利技术一个实施方式的方法进行的一个实例的结果。专利技术详述本专利技术涉及一种增加包含可溶性碳水化合物的液体馏分(例如含可溶性碳水化合物的馏分)的浓度的方法，其中通过处理植物基原料(1)形成的木质纤维素材料(3)被导入分离阶段(4,6)。在本专利技术的方法中，该方法包括至少一个固-液分离阶段(4,6)，用于从木质纤维素材料(3)分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)。该分离阶段包括一个或多个分离步骤。为了提高含可溶性碳水化合物的馏分的浓度，优选在所需的分离阶段(4,6)的分离步骤之前，将至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)再循环到木质纤维素材料(3)。固体(11)和至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)从分离阶段中供出。在一个实施方式中，至少一部分的洗涤滤液(12)从分离阶段中供出。本专利技术的方法的一个实施方式示于图1。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图2。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图3。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图4。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图5。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图6。本专利技术的方法的另一个实施方式示于图7。本专利技术的设备包括至少一个固-液分离装置(4,6)，处理植物基原料(1)形成的木质纤维素材料(3)被导入该装置中，在该装置中从木质纤维素材料(3)分离出含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)。此外，该设备包括至少一个进料装置，例如泵，用于将木质纤维素材料(3)进料到分离装置(4,6)中。此外，该设备包括至少一个再循环装置，用于将至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)再循环到木质纤维素材料(3)中，优选在所需的分离装置或分离步骤之前，以增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度。此外，该设备包括诸如排料装置或出口装置之类的装置，用于从设备中供出固体(11)和至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)。在一个实施方式中，该设备包括用于将至少一部分的洗涤滤液(12)从该设备中供出的装置。本专利技术是基于固-液分离。此外，本专利技术是基于优选含糖的滤液，例如含可溶性碳水化合物的馏分和/或洗涤滤液的再循环，以增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度。在本专利技术中，可通过在各应用中滤液的再循环来增加含可溶性碳水化合物的馏分的糖含量。同时，可以增加含液体可溶性碳水化合物的馏分的回收，形成更纯的包含固体的固体馏分。此外，可通过本专利技术的手段提高碳水化合物的含量和固体的纯度。此外，如果这样形成洗涤滤液，它可以用于该工艺中。在一个实施方式中，使用少量洗涤液，因此可以进一步增加可溶性化合物的浓度。在一个实施方式中，使用置换洗涤，从而进一步增加可溶性化合物的浓度，提高固体馏分的纯度。在本文中，洗涤滤液表示来自洗涤木质纤维素材料的洗涤步骤的稀滤液。在本文中，含可溶性碳水化合物的馏分表示从木质纤维素材料分离的含可溶性碳水化合物的滤液，优选具有高浓度。在优选的实施方式中，洗涤滤液和含可溶性碳水化合物的馏分包括碳水化合物，优选C5糖(C5H10O5或(C5(H2O)n)。含可溶性碳水化合物的馏分可包含碳水化合物，例如单糖(C6H12O6或C5H10O5)，二糖(C12H22O11)，低聚糖和/或聚糖((C6H10O5)n或(C5H8O4)n)。优选地，含可溶性碳水化合物的馏分包含可溶性C5碳水化合物(C5H10O5或C5(H2O)n)和其它碳水化合物。洗涤滤液和含可溶性碳水化合物的馏分还可包含其它组分。在优选的实施方式中，固体包含碳水化合物，优选固体C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)。固体也可包含其它碳水化合物和其它组分。在本文中，植物基原料表示任何植物基原料，例如木基原料。植物基原料包括木质素、纤维素和半纤维素。在一个实施方式中，植物基原料选自下组：木基原料，木材，木质纤维素生物质，农业残余物，蔗渣基材料，甘蔗渣，玉米基材料，玉米秸秆，小麦秸秆，水稻秸秆，木质生物质，多年生木本植物，维管束植物等等，以及它们的混合物和它们的组合。在一个实施方式中，植物基原料是木基原料或包含木基材料的混合物。在一个实施方式中，植物基原料包括植物碎片，例如木片。在本文中，木质纤维素材料表示利用合适的处理方法一步或多步处理(例如预处理)植物基原料形成的任何木质纤维素材料。在一个实施方式中，木质纤维素材料包含碳水化合物和木质素。优选地，碳水化合物为Cn(H2O)n或Cn(H2O)n-1。碳水化合物可包括单糖(C6H12O6或C5H10O5)，二糖(C12H22O11)，低聚糖和/或聚糖((C6H10O5)n或(C5H8O4)n)。优选地，木质纤维素材料包括碳水化合物，例如可溶性C5碳水化合物(C5H10O5或C5(H2O)n)和固体C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)。木质纤维素材料可含有一种或多种木质纤维素材料组分。优选地，木质纤维素材料为包含液体(例如水)的悬浮液形式。木质纤维素材料(3)由植物基原料(1)形成，并且在一个或多个处理步骤(2,5)中处理。在一个实施方式中，木质纤维素材料通过选自下组的处理(优选预处理)形成或处理：物理处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增大含可溶性碳水化合物的馏分(10)的浓度的方法，其中通过处理植物基原料(1)形成的木质纤维素材料(3)被导入分离阶段(4)，其中‑该方法包括至少一个固‑液分离阶段(4)，用于从木质纤维素材料(3)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)，‑至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)再循环到木质纤维素材料(3)中，用于增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度，‑固体(11)和至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)从分离阶段中供出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.06 FI 201550761.一种增大含可溶性碳水化合物的馏分(10)的浓度的方法，其中通过处理植物基原料(1)形成的木质纤维素材料(3)被导入分离阶段(4)，其中-该方法包括至少一个固-液分离阶段(4)，用于从木质纤维素材料(3)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)，-至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)再循环到木质纤维素材料(3)中，用于增加含可溶性碳水化合物的馏分的浓度，-固体(11)和至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)从分离阶段中供出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过过滤、离心处理或它们的组合将含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)从木质纤维素材料(3)分离。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，固-液分离阶段(4)包括过滤，其中所述过滤通过加压、负压或超压进行。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，固-液分离阶段(4)包括洗涤，其中用少量净水进行木质纤维素材料的置换洗涤，其中洗涤水与固体的比例低于6，优选低于3，更优选低于1.5。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，洗涤滤液(12)再循环到木质纤维素材料(3)。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，至少一部分的含可溶性碳水化合物的馏分(10)再循环到木质纤维素材料(3)。7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，洗涤滤液(12)和含可溶性碳水化合物的馏分(10)的混合物再循环到木质纤维素材料(3)。8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，木质纤维素材料(3)的进料浓度为2–60重量％，优选5–30重量％，更优选10–20重量％。9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，在固-液分离后，含可溶性碳水化合物的馏分(10)中可溶性碳水化合物的浓度为15-280g/l，优选为30-200g/l，更优选为50-165g/l。10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，固-液分离阶段(4)包括不止一个分离步骤。11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括不止一个固-液分离阶段(4,6)。12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，植物基原料(1)是木基材料或包含木基材料的混合物。13.一种增大含可溶性碳水化合物的馏分的浓度的设备，其中该设备包括分离装置(4)，通过处理植物基原料(1)形成的木质纤维素材料(3)被导入该分离装置中，其中该设备包括-至少一个固-液分离装置(4)，用于从木质纤维素材料(3)中分离含可溶性碳水化合物的馏分(10)和/或洗涤滤液(12)，-至少一个进料装置，用于将木质纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米廷顿，S·图伦尼，J·坦帕尔，
申请(专利权)人：芬欧汇川集团，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI