用于从植物材料的有机酸预处理回收产物的有效方法和组合物技术

提供了关于产物的有效下游加工的组合物和工艺，该产物来源于植物材料的有机酸预处理。理。理。

【技术实现步骤摘要】
用于从植物材料的有机酸预处理回收产物的有效方法和组合物
本申请是申请号为“201880093860.0”，专利技术名称为“用于从植物材料的有机酸预处理回收产物的有效方法和组合物”的专利技术申请的分案申请。


[0001]本专利技术涉及组合物和工艺，其涉及：(i)从来源于植物材料的有机酸预处理的纤维素浆中回收有机酸，(ii)在转化为葡萄糖之前处理从纤维素浆中回收的纤维素，该纤维素浆来源于植物材料的有机酸预处理，(iii)从来源于植物材料的有机酸预处理的木质素悬浮液中分离和清洁木质素，(iv)从植物材料的有机酸预处理的水相中回收有机酸，(v)从来源于植物材料的有机酸预处理的含半纤维素的级分中回收残余的有机酸，以及(vi)由来源于植物材料的有机酸预处理的纤维素和半纤维素汁生产的有机肥料。

技术介绍

[0002]在第一方面，本专利技术涉及一种通过干燥器和脱溶剂器的组合施加，从纤维素浆中回收有机酸的方法。本专利技术的该方面通过允许回收和再利用有机酸来提高现有的有机酸预处理工艺的效率，所述有机酸用于溶解木质纤维素植物材料中所含的半纤维素和木质素。在植物材料的有机酸预处理的溶解步骤之后，获得可溶性部分和不溶性部分的混合物。在将混合物分离成可溶性级分和不溶性级分之后，获得纤维素浆和萃取液。纤维素浆为约62％的主要由有机酸和水组成的可溶性级分和38％的主要由未溶解的纤维素组成的不溶性级分。
[0003]适合于本专利技术应用的有机酸预处理工艺描述于国际专利公开WO2011/154293和WO2010/006840中，其内容通过引用以其整体并入本文。本专利技术还涉及从有机酸预处理工艺步骤中回收有机酸，所述工艺步骤涉及部分消除木质素以获得0.3％至4％的木质素残余的总水平。这样的步骤描述于国际专利公开WO2012/049054中，其内容通过引用以其整体并入本文。
[0004]在这样的工艺中，损失的有机酸不仅代表单元操作成本的显著部分，而且未回收的有机酸也对环境考虑因素具有影响。因此，从通过植物材料的有机酸预处理生产的纤维素浆中有效回收有机酸，提供优于现有方法的经济和环境优点。
[0005]在另一方面，本专利技术进一步涉及通过中和与碱化的组合来处理纤维素的工艺，其中所述纤维素来源于用于生产生物乙醇或其它产物的现有工艺，包括植物材料的有机酸预处理。这样的现有工艺描述于美国专利公开2013
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0183733，其内容通过引用以其整体并入本文。
[0006]通过包括有机酸预处理步骤的工艺生产生物乙醇，涉及通过使木质纤维素植物材料经受甲酸、乙酸和水的混合物来使其结构破坏的初始步骤，下一步骤涉及将纤维素与其它材料分离。为了实现所分离的纤维素的酶水解的最佳可能产率，公开了在酶水解步骤之前部分消除木质素，通过用氢氧化钠处理纤维素，随后进行旨在在酶水解之前消除残余的
氢氧化钠的洗涤步骤，进行这样的纤维素的处理，以消除木质素，以实现优选的木质素水平，其中木质素的残余的总体水平等于约1.65％。
[0007]通常，通过直接向纤维素中加入氢氧化钠以将pH调节至pH 10至pH 12，随后进行分离步骤以将混合物分离成经处理的纤维素和滤液(主要含有氢氧化钠和其它可溶性级分)，对来源于植物材料的有机酸预处理的纤维素进行处理。通过现有的有机酸预处理工艺生产的纤维素含有来自预处理工艺的残余的有机酸，其范围在干燥的纤维素的0.5重量％
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5重量％之间。这些残余的酸的中和消耗大量的氢氧化钠，这直接导致生物乙醇生产的成本增加，并且间接导致滤液处理的成本增加。因此，在纤维素的后续处理之前，使达到操作pH范围所需的氢氧化钠的量最小化的方法，代表了优于现有方法的特别重要的优点。
[0008]在另一方面，本专利技术涉及一种通过使用离心从来源于植物材料的有机酸预处理的木质素悬浮液中分离和清洁木质素的工艺。
[0009]有机酸预处理工艺使用有机酸溶液作为试剂来溶解植物材料中所含的半纤维素和木质素，分离后，将萃取液从混合物中分离。将主要由纤维素、溶解的半纤维素、木质素、矿物质、有机酸、水等组成的萃取液通过蒸发系统浓缩，以去除部分有机酸和水，根据经浓缩的萃取液的总重量计算，至干物质含量为55％
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65％。该现有工艺描述于国际专利公开WO 2000/068494、WO 2009/092749、WO 2011/154293和WO 2015/185639中，其各自的内容通过引用以其整体并入本文。
[0010]在这样的工艺中，通常通过将木质素分散在经浓缩的萃取液和水的混合物中来获得木质素悬浮液，并且存在于木质素悬浮液中的木质素和糖的分离经由压滤机分离。在分离木质素之后，获得包含木质素和糖的液体的压滤饼。用水或通过空气和水的组合洗涤压制的木质素饼，以获得最终洗涤的木质素和洗涤液。
[0011]然而，在整个工艺中压滤机不能连续运行，并因此由于装置的结构限制，使用压滤机洗涤所述饼不能生产均匀的产物。木质素的滤饼是矩形的，使得穿过木质素饼的洗涤路径是可变的并且通常是不一致的。本公开提供用于离心回收木质素的方法，从而降低水使用，并因此降低能量消耗，同时改进从木质素悬浮液中回收木质素。
[0012]在另一方面，本专利技术涉及一种通过蒸发与汽提的组合从通过植物材料的有机酸预处理生产的半纤维素混合物中生产半纤维素汁的工艺，所述半纤维素混合物主要包含溶解的半纤维素、有机酸和水。有机酸预处理工艺使用有机酸溶液作为试剂，以在相对低的温度和大气压下溶解木质纤维素原料中所含的半纤维素和木质素，甚至在下一个萃取液处理工艺中在相对低的温度和大气压或真空压力下进行，以防止产生糠醛。
[0013]通常，由溶解的半纤维素、木质素、有机酸和水组成的萃取液通过多效蒸发系统浓缩以去除部分有机酸和水，根据浓缩液的总重量计算，至干物质含量为55％
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65％。通过用于从萃取液中分离木质素和糖的现有工艺分离浓缩液中所含的木质素，在该工艺中，在分离木质素和糖之前，将浓缩液和水以等重量份混合，经分离的木质素必须用水洗涤以去除残余的糖、有机酸，将全部可溶性材料和水收集在一起，以形成在该工艺中生产的溶解的半纤维素、有机酸和水的半纤维素混合物。这样的工艺描述于国际专利公开WO 2011/154293和WO 2010/006840中，其各自的内容通过引用以其整体并入本文。
[0014]半纤维素混合物中的溶解的半纤维素主要包含木糖和阿拉伯糖，其可以用于生产乙醇和其它工业产物。然而，存在于半纤维素混合物中的有机酸将抑制木糖和阿拉伯糖向
乙醇和其它工业产物的转化。因此，对于来自半纤维素汁内的可用糖的乙醇的产率最大化，从半纤维素混合物中有效去除有机酸以生产半纤维素汁是特别重要的。
[0015]在另一方面，本专利技术涉及从通过植物材料的有机酸预处理工艺生产的高水含量有机酸溶液中回收有机酸。通常，在这样的工艺中有机酸的含量高于溶液总重量的83％。有机酸用作试剂以在相对低的温度和大气压下溶解木质纤维素原料中所含的半纤维素和木质素，以避免在预处理工艺期间产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产有机肥料组合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)使用倾析器从通过植物材料的有机酸预处理生产的纤维素和半纤维素汁中分离釜馏物，以获得釜馏物的固体级分和稀釜馏物，以及b)用多效蒸发系统浓缩所述稀釜馏物，以获得浓缩的釜馏物，其中用于所述多效蒸发系统的蒸汽在任选地补充新鲜蒸汽的所述方法的步骤d)中从所述干燥器释放的蒸气供应，以及c)将所述固体级分和浓缩的釜馏物混合以获得混合物，以及d)将所述混合物干燥以获得所述有机肥料，其中将从所述干燥器释放的所述蒸气进料到所述多效蒸发系统作为用于所述方法的所述多效蒸发系统的热能。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体级分包含20重量％
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45重量％的干固体含量。3.根据权利要求1所述的方法，其中在包含4效蒸发系...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：皮尔森生物工程技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：