发酵产品的生产制造技术

一种使液体置于固液分离阶段从而将悬浮固体从发酵液体中分离的方法，其中发酵液体是在发酵产品生产的发酵过程中制备的，液体包括水、木质素和ＢＯＤ，其中利用处理系统来有助于固液分离阶段的进行，其特征在于处理系统包括，（ｉ）具有至少４ｄｌ／ｇ特性粘度（Ⅳ）的阳离子聚合物，其基于悬浮液干重以高于２千克／公吨的剂量存在，或（ｉｉ）具有至少４ｄｌ／ｇ的特性粘度（Ⅳ）的阳离子聚合物，和（ｉｉｉ）阴离子聚合物，和／或（ｉｖ）具有低于４ｄｌ／ｇ的特性粘度且阳离子电荷密度至少为３ｍｅｑ／ｇ的阳离子聚合物，和／或（ｖ）无机促凝剂和／或（ｖｉ）带电荷的微粒材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种处理植物来源的材料以提供用于发酵过程来制备发酵产品的含有糖的含水液体的方法。本专利技术尤其涉及作为发酵产品蒸馏回收的副产物的发酵液残余物的脱水方法。典型地将经脱水的固体干燥并用作固体燃料。经净化的水通常回到其源处，和/或进一步回到方法过程中用作洗液。这些发酵产品典型地包括例如乙醇，甘油，丙酮，正丁醇，丁二醇，异丙醇，丁酸，甲烷，柠檬酸，富马酸，乳酸，丙酸，琥珀酸，衣康酸，乙酸，乙醛，3-羟基丙酸，葡糖酸，酒石酸和氨基酸例如L-戊二酸、L-赖氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸、L-芳基甘氨酸或这些酸中的任一种的盐。众所周知，用酸处理生物质是为了水解多糖，形成可被用于发酵方法以制备发酵产品的组分糖。例如US-A-4384897中描述了一种进行两阶段水解处理生物质原料的方法，其中多糖例如半纤维素更易于水解，然后在第二阶段对于较难以解聚的材料例如纤维素，使用更剧烈的水解处理方法进行解聚。第一、第二阶段产物包括糖溶液和有机酸、醛。对单糖进行发酵以制备乙醇，然后可以将由发酵过程得到的发酵醪进行精馏以制备商品级乙醇。US-A-4384897中给出了在更有效的固体洗涤方面的改进，利用并流洗涤或逆流洗涤固体，并提出使用铁和或铝离子作为絮凝剂以精细地分离源于水解产物液流的中和作用的分散的固体。由国家再生能源实验室(NREL)在NREL/IP-580-26157(1999年7月)上发表的名为“Lignocellulose Biomass to Ethanol Process Designand Economics of Co-Current Dilute Acid Prehydrolysis andEnzymatic Hydrolysis Current and Future Scenarios”的报告中可得知，为了水解纤维素成为其组分糖，通过纤维素酶处理以第二种多糖形式存在的纤维素。在此方法的一个形式中，将源于第一个水解步骤且含有纤维素的固体副产物残余物分成主流和副流。将主流直接进料到发酵容器中，将副流进入纤维素酶生产阶段，在该阶段中使真菌生长并对纤维素起作用，这样形成了糖和纤维素酶。然后将糖和纤维素酶加入到发酵容器中，纤维素酶作用于主流中的纤维素并将其转化为随后可用于发酵以制备发酵产品的组分糖。众所周知，使用浓酸处理纤维素材料碎片以提供可被用于发酵过程的糖的水溶液。例如US-A-4650689公开了一种由纤维素材料制备乙醇的方法，在该方法中，将纤维素材料在压力下置于高浓度的无机酸气体，例如HCl中，并用热水处理得到含有可用作发酵的糖的液体。在US-A-5975439中描述了一种用于制备乙醇的自动化方法，该方法通过将城市固体废物的纤维素组份破碎，并和等量的浓硫酸在高温下混合，形成经加热浸提的混合物。在进行发酵方法之前，用过滤法将糖的水溶液从固体中分离。然而，在从发酵液里回收发酵产品的过程中，有时需要在蒸馏阶段中不断地蒸馏出发酵产品，其中除去包含残余物和副产品的釜馏物液流。在WO-A-8603514中描述了通过发酵然后由发酵液中提取乙醇的乙醇生产方法。残余的发酵液液体中含有酵母和溶解的聚合材料例如多糖和蛋白质。在蒸馏阶段之后，采用固液分离阶段的优点是由于在蒸馏和热交换方法中进行加热而发生凝结作用，使得在发酵液体中的不可分的溶解蛋白质的一部分转变为可分离的形式。通过Ann C Wilkie等人的研究(Biomass and Bioenergy19(2000)63-102)，评估了乙醇釜馏物的处理方案。已表明细菌运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)能产生较高的乙醇产率，但从固体物料中分离出釜馏物液体存在着困难。该项研究也确定了由糖料作物和纤维素作物中分离悬浮固体的困难。通常将源于蒸馏过程的釜馏物液流或釜脚进行固液分离阶段，以制备可被干燥制备干物质燃料产品的脱水产物。与固体分离的水溶液或者回到其源处，和/或将其再循环用于洗涤酸化的植物来源的材料的洗涤水。釜馏物液流或釜脚中通常具有较高的BOD(生物需氧量)，所以保证将水溶液有效地澄清就很重要，由此产生的水基本上不含杂质以便不使水源中毒，和/或当用作洗液时不污染被洗涤的底物。釜馏物液流中含有基于沉淀蛋白质的杂质和高水平的木质素，造成难以絮凝和实现固体液体的分离。从名为“Liquid/Solid Separation”99-10600/14(200 13月)的NREL报告获知，用浓度为0.01-0.02wt％的单一聚合物溶液处理后馏份浆液，确定为Perc-765，以每公吨干燥固体0.4-1Kg的剂量范围加入，以使固体在带式压滤机上脱水至最终干物质含量为26-29wt％。然而，用浓度为3-4wt％的稀释物料来分离，产生含有0.25wt％或更大浓度的固体的滤液，该滤液的透明度不好。人们注意到当以所需要的11.7wt％的进料浓度来操作时，絮凝固体的能力将因这种差别而受到影响，并且可以得到物料的稀释、混合强度更大、和/或提高聚合物剂量的结果。根据最终干物质含量和滤液中干物质含量，不推荐使用带式压滤机。此外液体通常是在高温下，例如高于50℃，并可高达95℃或100℃。在此高温下，液体通常变得更硬，足以使这些液体产生絮凝。因此目的是提高固体-液体的分离效果。一种使液体进入固液分离阶段从而将悬浮固体从发酵液体中分离的方法，其中发酵液体是在用于发酵产品生产的发酵过程中产生的，液体包括水、木质素和BOD，其中利用处理系统来促使固液分离阶段的进行，其特征在于处理系统包括，(i)具有至少4dl/g特性粘度(IV)的阳离子聚合物，其基于悬浮液干重以高于2千克/公吨的剂量存在，或(ii)具有4dl/g的特性粘度(IV)的阳离子聚合物，和(iii)阴离子聚合物，和/或(iv)具有低于4dl/g的特性粘度且阳离子电荷密度至少为3meq/g的阳离子聚合物，和/或(v)无机促凝剂和/或(vi)带电荷的微粒材料。利用气承液柱粘度计在25℃下、在pH值为7.5的1M NaCl缓冲液中测定特性粘度。我们已意外地发现，本方法的产率和/或效率可以通过进行快速但有效的固体残余物从含有BOD的含水液体中的固液分离来提高，而且可将液体再循环到发酵过程中。本专利技术的处理系统显著地提高了液体从固体残余物和副产品中的分离效果。尤其本方法导致更有效的絮凝作用，并发现分离过程显著地加快。另外，源于分离过程的含有主要木质素的固体残余物比常规的分离处理具有固体含量更高的饼状固体。这样的固体产物将耗费更少的时间和能量来干燥，这样可以视情况将其更有效地用作固体燃料。通常生物质残余物包含除木质素之外还含有微生物和残余的未转化的纤维素和半纤维素。含水的液体也常常包括蛋白质，多糖，有机和无机盐。确保比常规处理更快速地实现液体从固体副产物中非常有效的分离也是同样重要的。在本专利技术的一个方面，将发酵液体置于将发酵产品回收的蒸馏阶段，其中将液体以釜馏物液流的形式从蒸馏阶段中移出，然后进行固液分离阶段。这样，在本专利技术的此形式中，当将发酵液体进行固液分离阶段时，发酵液体中基本上不含发酵产品。或者将含有发酵产品的发酵液体的液体置于固液分离阶段，然后通过蒸馏阶段，其中发酵产品被回收。这样在本专利技术的此形式中，在蒸馏阶段之前固体已被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过将液体置于固液分离阶段从发酵液体中分离悬浮固体的方法，其中发酵液体是在用于发酵产品生产的发酵过程中产生的，发酵液体包括水、木质素和ＢＯＤ，其中利用处理系统来有助于固液分离阶段，其特征在于处理系统包括，（ｉ）具有至少４ｄｌ／ｇ 特性粘度（Ⅳ）的阳离子聚合物，其基于悬浮液干重以高于２千克／公吨的剂量存在，或（ｉｉ）具有至少４ｄｌ／ｇ的特性粘度（Ⅳ）的阳离子聚合物，和（ｉｉｉ）阴离子聚合物，和／或（ｉｖ）具有低于４ｄｌ／ｇ特性粘度且阳离子电荷密 度至少为３ｍｅｑ／ｇ的阳离子聚合物，和／或（ｖ）无机促凝剂和／或（ｖｉ）带电荷的微粒材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J休斯，KC赛姆斯，
申请(专利权)人：西巴特殊化学水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]