ES2557497T3 - Purificación regenerativa de una corriente de biomasa pretratada - Google Patents

Purificación regenerativa de una corriente de biomasa pretratada Download PDF

Info

Publication number
ES2557497T3
ES2557497T3 ES09805873.8T ES09805873T ES2557497T3 ES 2557497 T3 ES2557497 T3 ES 2557497T3 ES 09805873 T ES09805873 T ES 09805873T ES 2557497 T3 ES2557497 T3 ES 2557497T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
medium
compounds
stream
furfural
acetic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES09805873.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Andrea Bonanni
Mariella Mule'
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beta Renewables SpA
Original Assignee
Beta Renewables SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beta Renewables SpA filed Critical Beta Renewables SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2557497T3 publication Critical patent/ES2557497T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08—Selective adsorption, e.g. chromatography
    • B01D15/10—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features
    • B01D15/20—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by constructional or operational features relating to the conditioning of the sorbent material
    • B01D15/203—Equilibration or regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3416—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising free carbon, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3458—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the gas phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3475—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the liquid phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483—Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3491—Regenerating or reactivating by pressure treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

Procedimiento para eliminar al menos una parte del furfural y el ácido acético en una primera corriente compuesta por agua, compuestos C5, compuestos C6, y al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ácido acético y furfural, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de poner en contacto la corriente con un medio de adsorción que se ha puesto en contacto previamente con una segunda corriente compuesta por los mismos componentes y el medio de adsorción se ha generado exponiéndolo, sin estar en contacto con la segunda corriente, a condiciones tales que al menos el 70% del furfural y el ácido acético adsorbidos se han desorbido cada uno y al menos el 60% de los compuestos C5 y C6 permanecen adsorbidos sobre el medio, en el que los compuestos C5 totales son la suma de arabinano y xilano en la composición que incluye los monómeros, dímeros, oligómeros y polímeros de arabinosa y xilosa en el líquido y los sólidos de la composición, y los compuestos C6 totales son el contenido en glucano que incluye los monómeros, dímeros, oligómeros y polímeros de glucosa que pueden estar presentes en el líquido y los sólidos de la corriente.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Purificacion regenerativa de una corriente de biomasa pretratada Campo
Esta memoria descriptiva se refiere al campo de la biomasa para procedimientos de fermentacion.
Antecedentes
La preparacion de una corriente de biomasa pretratada para favorecer la hidrolisis y la posterior fermentacion se conoce bien en la tecnica. Taherzadeh y Karimi (2007) “Enzyme-based Ethanol”, BioResources 2(4), 707-738 analizan los diversos procedimientos de pretratamiento. En el procedimiento de pretratamiento, la biomasa se trata con presion alta, corriente o agua a alta presion, alta temperatura y se elimina algo de gua. Sin embargo, segun estos autores, uno de los objetivos es evitar la formacion de subproductos inhibidores. Sin embargo, en lugar de evitar su formacion, podnan eliminarse. Existe por tanto la necesidad de eliminar economicamente los subproductos del pretratamiento de biomasa.
Rodrigues et al. (Brazilian Journal of Chemical Engineering, vol. 18, n.° 3, sept. 2001, pags. 299-3111) dan a conocer la eliminacion parcial de acido acetico y furfural de hidrolizado hemicelulosico de bagazo de cana de azucar mediante la adsorcion sobre carbon activado.
Sumario
Esta memoria descriptiva da a conocer un procedimiento para eliminar al menos una parte del furfural y el acido acetico en una primera corriente compuesta por agua, al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en furfural y acido acetico, compuestos C5 y C6, dicho procedimiento comprende las etapas de puesta en contacto de la corriente con un medio de adsorcion, que se ha puesto previamente en contacto, con una segunda corriente compuesta por los mismos componentes, y el medio de adsorcion se ha regenerado exponiendolo a condiciones sin estar en contacto con la segunda corriente, de manera que al menos el 70% del furfural y el acido acetico adsorbidos se han desorbido cada uno y al menos el 60% de los compuestos C5 y C6 permanecen adsorbidos sobre el medio. La primera y segunda corriente podnan ser la misma corriente.
Se da a conocer ademas que la regeneracion se realiza elevando la temperatura del medio, que podna ser un carbono activado de forma esferica, hasta una temperatura en la que el acido acetico y el furfural se desorberan rapidamente y los compuestos C5 y C6 se desorberan lentamente durante un tiempo suficiente. Se da a conocer que puede regenerarse el medio de modo que al menos el 80% del furfural y el acido acetico adsorbidos se han desorbido cada uno y al menos el 80% de los compuestos C5 y C6 permanecen adsorbidos sobre el medio. Se da a conocer la reduccion de la presion o vacfo como una forma para regenerar el medio. Tambien se da a conocer un gas inerte como posible estado de desorcion.
Tambien se da a conocer que la eliminacion podna ir precedida por una etapa de concentracion que elimina al menos el 20% en peso del agua en la primera corriente y que la etapa de eliminacion o la etapa de concentracion podna ir precedida por una etapa de eliminacion de solidos para eliminar al menos una parte de los solidos de la primera corriente. Tambien se da a conocer que la corriente puede diluirse con agua antes del tratamiento adicional.
Descripcion
El procedimiento actua sobre una biomasa pretratada en una corriente de biomasa pretratada.
La biomasa pretratada esta compuesta por una corriente lfquida que tiene un contenido en materia seca expresado en lo que se refiere a solidos solubles y disueltos mas agua y con presencia de compuestos organicos como azucares y acidos organicos.
La biomasa pretratada puede caracterizarse basandose en su contenido en agua, compuestos C5, C6, acido acetico, acido formico y furfural. Los compuestos C5 totales de la composicion son la suma de arabinano y xilano en la composicion que incluye los monomeros, dfmeros, oligomeros y polfmeros de arabinosa y xilosa en el lfquido y los solidos de la composicion. Los compuestos C6 totales en la composicion es el contenido en glucano que incluye los monomeros, dfmeros, oligomeros y polfmeros de glucosa que pueden estar presente en el lfquido y solidos de las corrientes.
La biomasa pretratada habitualmente procede de una biomasa lignocelulosica o compuestos lignocelulosicos que se han pretratado por medio de un procedimiento en el que la biomasa, elegida como materia prima preferida que es habitualmente una biomasa vegetal con celulosa, hemicelulosas y lignina, se anade con agua o vapor de agua o productos qrnmicos o una combinacion de los mismos y se mantiene durante un tiempo determinado a una temperatura determinada para obtener la biomasa pretratada con un contenido en materia seca y una parte de agua.
El agua esta presente habitualmente en forma de agua absorbida en la propia biomasa y en forma de agua libre. Los terminos biomasa y agua se refieren al contenido en materia seca de la biomasa mas todo el agua que incluye el
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
agua presente antes del pretratamiento y el agua adsorbida y el agua libre que se ha anadido durante el procedimiento de pretratamiento.
La corriente de biomasa pretratada se envfa habitualmente a una etapa de separacion en la que la corriente de biomasa lfquida pretratada se separa a menudo en una forma lfquida mediante una etapa de separacion usando filtros, prensa o membrana o cualquier otro procedimiento que pueda separar y recoger una corriente lfquida con un solido seco compuesto por materia soluble mas solidos disueltos mas agua. Este es un ejemplo de una corriente lfquida de biomasa pretratada.
La corriente de biomasa pretratada y la corriente lfquida de biomasa pretratada contienen algunos compuestos que son hidrolizables especies solubles en agua a partir de la hidrolisis de la porcion seca de la biomasa.
Glucosa y xilosa son ejemplos de compuestos hidrolizados.
Durante la etapa de pretratamiento habitualmente se forman o se extraen otros compuestos organicos de la biomasa. Estos compuestos habitualmente se derivan de las partes de celulosa o de hemicelulosa o de lignina. En algunos casos, otros compuestos organicos estan presentes en la corriente de biomasa pretratada debido a compuestos organicos como almidon o extractos en la materia prima de biomasa de entrada al procedimiento de pretratamiento. Estos compuestos organicos, tales como furfural, acido formico y acido acetico, o al menos una parte de ellos, pueden separarse y recogerse en la corriente lfquida de biomasa pretratada.
El procedimiento descrito a continuacion ha podido eliminar uno o mas compuestos organicos de interes como el acido acetico de la corriente de biomasa lfquida pretratada mediante el uso de un medio adsorbente. El procedimiento minimiza la cantidad total de medio adsorbente necesario para alcanzar el nivel deseado de compuesto organico de interes y minimiza la perdida total de azucares u oligomeros o polfmeros como glucosa y xilosa.
Ademas de adsorber las impurezas organicas de furfural y acido acetico, el medio adsorbente seleccionado puede regenerarse para eliminar las impurezas que todavfa mantienen los compuestos C5 y C6 adsorbidos sobre el medio de modo que en el segundo uso y usos posteriores, solo se adsorben las impurezas, o al menos se adsorbe una pequena fraccion de los compuestos C5 y C6.
El medio adsorbente puede ser un carbon activado o un polfmero de alta superficie, tal como poliestireno con carbon activado. Estos medios polimericos estan disponibles de Blucher G.m.b.H, Alemania con el nombre comercial SARATECH®. La fabricacion de estas partmulas de carbon activado esfericas polimericas de alta area superficial se describe en los documentos US 20060148645 y US 2008171648.
Aunque el procedimiento dado a conocer a continuacion comprende una etapa de concentracion, una etapa de adsorcion y una etapa de regeneracion, con filtracion opcional, el procedimiento existe sin la etapa de concentracion.
La etapa de concentracion es para eliminar tanta agua como sea economicamente posible, sabiendo que se eliminaran muchos de los compuestos distintos de C5 y C6. La etapa de concentracion puede realizarse con tecnicas ya existentes y probablemente algunas de ellas ya se han inventado. Las tecnicas de concentracion tfpicas incluyen, pero no se limitan, a las seleccionadas del grupo que consisten en evaporadores, vacms, destilaciones ultrarrapidas, destilaciones, centnfugas, ciclones e hidrociclones.
El valor mmimo de concentracion de los compuestos organicos de interes, como el acido acetico o el furfural, es la concentracion a la que un aumento diferenciado de concentracion del propio componente organico no cambia la capacidad de adsorcion del medio adsorbente para adsorber el compuesto organico de interes de la corriente de biomasa pretratada lfquida de manera significativa. El valor mmimo de concentracion se expresa habitualmente en lo que se refiere a la cantidad de material organico en la disolucion y expresado de otra forma, es la concentracion que debe tener el compuesto de interes tras la etapa de adsorcion.
El procedimiento es muy espedfico puesto que depende del compuesto organico de interes, de la temperatura y de la concentracion del compuesto organico de interes que va a eliminarse de la corriente de biomasa pretratada lfquida.
El valor mmimo de concentracion del compuesto organico de interes puede medirse anadiendo una pequena cantidad diferenciada del propio compuesto organico y midiendo la variacion de aumento de la capacidad adsorbente del medio adsorbente con respecto al compuesto organico de interes.
La condicion de procedimiento preferida es la condicion a la que una adicion de una pequena cantidad del compuesto organico de interes no cambia significativamente la capacidad del medio adsorbente para adsorber el compuesto organico de interes por unidad de tiempo y por unidad de medio adsorbente y a la misma temperatura constante.
Tras la etapa de concentracion, la concentracion del compuesto organico de interes en la corriente de biomasa pretratada lfquida tras la etapa de concentracion debe ser igual o superior a la concentracion minima del
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
componente organico de interes en la corriente de biomasa pretratada Kquida con el fin de maximizar la capacidad adsorbente del medio adsorbente durante el procedimiento de adsorcion.
Cuando la concentracion del compuesto organico de interes es de manera que un pequeno aumento del compuesto organico de interes en la corriente de biomasa pretratada lfquida cambia la capacidad adsorbente del medio para adsorber el compuesto organico de interes en una forma que es superior a una pequena variacion de capacidad adsorbente, el procedimiento de concentracion concentrara la corriente de biomasa pretratada a un nivel de concentracion del compuesto organico de interes superior que la concentracion minima del compuesto organico de interes al que un aumento de concentracion del compuesto organico de interes no cambia la capacidad adsorbente del medio para adsorber el compuesto organico de interes en una forma que es superior a la propia pequena variacion.
Tal como se muestra en el experimento usando una muestra de 9 litros, se eliminaron 3 litros mediante rotaevaporacion.
Tras la etapa de concentracion, la corriente de biomasa lfquida pretratada concentrada se somete a un procedimiento adsorbente en el que la composicion se pone en contacto con al menos un medio de adsorcion para eliminar al menos algunas de las impurezas organicas de interes.
El medio adsorbente se selecciona segun su capacidad para regenerarse. Lo que se ha aprendido es que el medio adsorbente adsorbera las impurezas organicas asf como una parte de los compuestos C5 y C6. Por tanto si fuera a usarse el medio una vez, podnan eliminarse las impurezas asf como una parte del producto de interes. Aunque podna regenerarse el medio adsorbente, el medio regenerado todavfa adsorbena los compuestos C5 y C6. Sin embargo, se ha descubierto que al menos algunos medios, cuando se regeneran, mantendran los compuestos C5 y C6 adsorbidos al medio. Cuando se reutiliza el medio regenerado con los compuestos C5 y C6 todavfa adsorbidos, el medio regenerado eliminara las impurezas de la disolucion, pero eliminara muy poca cantidad de los compuestos C5/C6 de la disolucion, si elimina alguno.
La regeneracion del medio adsorbente se realiza habitualmente con tecnicas industriales. En los ejemplos a continuacion, el medio se calento y los compuestos volatiles se desorbieron. El medio puede calentarse a vado, calentarse con vapor de agua o agua caliente, u otra corriente caliente que separa el compuesto organico de interes mas que los compuestos C5 y C6.
La etapa de regeneracion se realiza habitualmente aumentando la temperatura del medio. Tambien puede usarse un cambio de presion de la condicion de presion del medio o el uso de una corriente de calor como agua caliente o vapor de agua u otro compuesto que pueda desorber los compuestos organicos de interes que se hace pasar a traves del medio para regenerar el propio medio.
La regeneracion puede comprender las condiciones de o que consisten en o que consisten esencialmente en mantener la temperatura, la presion y el tiempo u otra variable usada para regenerar el medio a un nivel superior al valor al que el compuesto organico de interes comienza a desorberse e inferior al valor al que el azucar o el oligomero o el polfmero tiende a desorberse.
La etapa de regeneracion se realizara en estas condiciones de modo que al menos el 50% en peso de los compuestos C5/C6 permanezcan con el medio y mas de al menos el 80% o el 90% en peso de los compuestos organicos distintos de C5 y C6 se eliminen del medio. Incluso es mas preferido que al menos el 75% en peso de los compuestos C5/C6 permanezcan con el medio, siendo lo mas preferido que mas de al menos el 90% en peso de los compuestos C5/C6 permanezcan con el medio. El valor de compuestos C5/C6 no esta asociado a la eliminacion de los compuestos distintos de C5 y C6 eliminados del medio.
Por ejemplo, aunque se prefiere que al menos el 50% en peso de la cantidad total de compuestos C5 y C6 permanezcan con el medio, es mas preferido que al menos el 60% en peso de la cantidad total de compuestos C5 y C6 permanezcan con el medio, siendo mas preferido que al menos el 70% en peso de la cantidad total de compuestos C5 y C6 permanezcan con el medio, siendo incluso mas preferido que al menos el 80% en peso de la cantidad total de compuestos C5 y C6 permanezcan con el medio, siendo lo mas preferido que al menos el 90% en peso de la cantidad total de compuestos C5 y C6 permanezcan con el medio.
Para los compuestos distintos de C5 y C6 al menos el 50% en peso de la cantidad total de compuestos distintos de C5 y C6 se eliminan del medio, es mas preferido que al menos el 60% en peso de la cantidad total de compuestos distintos de C5 y C6 se eliminen del medio, siendo mas preferido que al menos el 70% en peso de la cantidad total de compuestos distintos de C5 y C6 se eliminen del medio, siendo incluso mas preferido que al menos el 80% en peso de la cantidad total de compuestos distintos de C5 y C6 se eliminen del medio, siendo lo mas preferido que al menos el 90% en peso de la cantidad total de compuestos distintos de C5 y C6 se eliminen del medio.
En interes de la especificidad, en el caso del furfural al menos el 50% en peso de la cantidad total del furfural se elimina del medio, es mas preferido que al menos el 60% en peso de la cantidad total del furfural se elimine del medio, siendo mas preferido que al menos el 70% en peso de la cantidad total del furfural se elimine del medio, siendo incluso mas preferido que al menos el 80% en peso de la cantidad total del furfural se elimine del medio,
5
10
15
20
25
siendo lo mas preferido que al menos el 90% en peso de la cantidad total del furfural se elimine del medio.
En el caso del acido acetico, al menos el 50% en peso de la cantidad total del acido acetico se elimina del medio, es mas preferido que al menos el 60% en peso de la cantidad total del acido acetico se elimine del medio, siendo mas preferido que al menos el 70% en peso de la cantidad total del acido acetico se elimine del medio, siendo incluso mas preferido que al menos el 80% en peso de la cantidad total del acido acetico se elimine del medio, siendo lo mas preferido que al menos el 90% en peso de la cantidad total del acido acetico se elimine del medio.
Esta etapa permite recuperar la capacidad de adsorber el compuesto organico de interes del medio adsorbente y minimizar la cantidad de azucar que se adsorbera cuando el medio se use de nuevo tras la etapa de regeneracion. Tras la regeneracion, el medio regenerado se usa de nuevo para purificar mas corriente de biomasa lfquida pretratada.
Tras la etapa de adsorcion, la corriente de biomasa lfquida purificada puede procesarse adicionalmente.
Puesto que la corriente de biomasa lfquida pretratada tendra algunos solidos, puede ser preferible separar los solidos de la corriente antes de la concentracion, pero lo mas particularmente antes de poner en contacto con el medio de adsorcion.
Parte experimental
Las tablas 1 y 2 a continuacion establecen el valor de regeneracion. En la tabla 1, se hizo pasar una corriente que contema glucosa y xilosa a 1,385 y 3,01 g/dm3 respectivamente, sobre la cantidad de medio esferico obtenido de Blucher. Se indican la cantidad de medio usado en gramos por litro de corriente y el tiempo de exposicion. Se indican la cantidad de compuestos C5 y C6 que permanecen en la disolucion y el porcentaje adsorbido. Los datos en la tabla 1 son para el medio nuevo indicando una alta perdida de xilosa.
TABLA 1 - MEDIO NUEVO, SIN REGENERACION
MEDIO
GLUCOSA XILOSA
Cantidad (g/l)
Tiempo (min) Cantidad en lfquido (g/dm3) % Absorbido (eliminado) por 100 g de medio Cantidad en lfquido % Absorbido (eliminado) por 100 g de medio
100
2 1,183 14,6 2,277 24,4
100
7 1,046 24,5 1,882 37,5
100
12 0,835 39,7 1,383 54,1
200
2 0,902 17,4 1,557 24,1
200
7 0,715 24,2 1,124 31,3
200
12 0,613 27,8 0,893 35,2
50
2 1,415 -4,33 2,664 23,0
50
7 1,312 10,54 2,443 37,8
50
12 1,221 23,7 2,206 53,4
En la tabla 2, se hizo pasar una corriente que contema las mismas concentraciones de glucosa y xilosa a 1,385 y 3,01 g/dm3 respectivamente, sobre el mismo medio que en la tabla 1. Se indican la cantidad de medio usado en gramos por litro de corriente y el tiempo de exposicion. Se indican la cantidad de compuestos C5 y C6 que permanecen en la disolucion y el porcentaje adsorbido. Sin embargo, en este caso, el medio se ha usado una vez y luego se ha regenerado exponiendolo a 150°C durante 20 minutos. El medio regenerado pudo adsorber mas de las impurezas organicas, pero tal como se ha visto, la perdida maxima fue del 7% por 100 g de medio para xilosa, o del 20% la perdida de medio nuevo.
TABLA 2 - MEDIO, TRAS LA REGENERACION
MEDIO
GLUCOSA XILOSA
Cantidad
Tiempo Cantidad en % Absorbido Cantidad en % Absorbido
(g/l)
(min) lfquido (g/dm3) (eliminado) por 100 g de medio lfquido (eliminado) por 100 g de medio
100
2 1,437 -3,8 3,04 -1,0
100
7 1,427 -3,0 2,924 2,9
100
12 1,381 0,3 2,902 3,6
200
2 1,444 -2,1 2,895 1,9
200
7 1,364 0,8 2,78 3,8
200
12 1,286 3,6 2,598 6,8
50
2 1,448 -4,5 3,027 -0,6
50
7 1,396 -0,8 2,905 3,5
50
12 1,409 -1,7 2,891 4,0
Los valores negativos indican que algunos de los azucares se desorbieron en la disolucion.
La tabla 3 demuestra la capacidad del procedimiento para eliminar los contaminantes. Se concentro la disolucion mediante vaporizacion durante 1,5 h a 55°C en multiples etapas. En cada etapa, se redujeron 1,5 l hasta 1,0 l correspondiendo con una reduccion de volumen del 33%. Se trato la disolucion concentrada en un matraz con 5 agitador que contema una disolucion 100 g/l de medio adsorbente SARATECH® tipo microporoso (mismo medio que en las tablas 1 y 2) durante 10 minutos. Volvio a diluirse la disolucion con agua desmineralizada para realizar el analisis de modo que pudieran obtenerse las concentraciones y las perdidas de manera comparable.
TABLA 3 - ELIMINACION EN CADA ETAPA
Comenzar disolucion Tras conc. del 33% en peso, eliminacion Eliminacion a traves de evap. Tras tratamiento con resinas Bluecher en modo discontinuo durante 10 min Disolucion tras tratamiento con resinas Bluecher en modo discontinuo durante 10 min Rendimiento de eliminacion de adsorcion Rendimiento de eliminacion total: adsorcion + evap.
ID
g/l g/l % de cantidad de partida g/l g/l % de cantidad concentrada % de cantidad de partida
Glucosa
1,524 2,255 -1,5% 1,75 1,1655 -22% -23,5%
Xilosa
3,1388 4,571 -3,0% 3,319 2,210454 -27% -29,6%
Glicerol
Acido formico
0,856 1,287 0,1% 0,977 0,650682 -24% -24,0%
Acido acetico
4,923 6,645 -10,1% 2,7 1,7982 -59% -63,5%
5 HMF
0,315 0,472 -0,2% 0,00022 0,000147 -100% -100,0%
2- Furfural
0,0915 0,0033 -97,6% 0,000 -100% -100,0%
Vol. de lfquido
1 litro 10 10
Masa seca
0,8201 0,7711

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Procedimiento para eliminar al menos una parte del furfural y el acido acetico en una primera corriente compuesta por agua, compuestos C5, compuestos C6, y al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en acido acetico y furfural, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de poner en
    5
    contacto la corriente con un medio de adsorcion que se ha puesto en contacto previamente con una segunda corriente compuesta por los mismos componentes y el medio de adsorcion se ha generado exponiendolo, sin estar en contacto con la segunda corriente, a condiciones tales que al menos el 70% del furfural y el acido acetico adsorbidos se han desorbido cada uno y al menos el 60% de los compuestos C5 y C6 permanecen adsorbidos sobre el medio, en el que los compuestos C5 totales son la suma de arabinano
    10
    y xilano en la composicion que incluye los monomeros, dfmeros, oligomeros y polfmeros de arabinosa y xilosa en el lfquido y los solidos de la composicion, y los compuestos C6 totales son el contenido en glucano que incluye los monomeros, dfmeros, oligomeros y polfmeros de glucosa que pueden estar presentes en el lfquido y los solidos de la corriente.
  2. 2.
    Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que las corrientes primera y segunda son la misma corriente.
    15 3.
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la exposicion para la regeneracion se realiza elevando la temperatura del medio hasta una temperatura a la que el acido acetico y el furfural se desorberan rapidamente y los compuestos C5 y C6 se desorberan lentamente durante un tiempo suficiente de modo que al menos el 80% del furfural y el acido acetico adsorbidos se han desorbido cada uno y al menos el 80% de los compuestos C5 y C6 permanecen adsorbidos sobre el medio.
    o CM
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la exposicion para la regeneracion se realiza reduciendo la presion.
  3. 5.
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa de eliminacion va precedida por una etapa de concentracion que elimina al menos el 20% en peso del agua en la primera corriente.
    CD LO CM
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que cada etapa va precedida por una etapa de eliminacion de solidos para eliminar al menos una parte de los solidos de la primera corriente.
  4. 7.
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la regeneracion usa un gas inerte en contacto con el medio de adsorcion.
    CO o CO
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la corriente de biomasa lfquida purificada se diluye con agua antes del procesamiento adicional.
  5. 9.
    Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el medio de adsorcion es un medio polimerico esferico con carbono activo.
ES09805873.8T 2009-12-11 2009-12-11 Purificación regenerativa de una corriente de biomasa pretratada Active ES2557497T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IT2009/000562 WO2011070602A1 (en) 2009-12-11 2009-12-11 Regenerative purification of a pretreated biomass stream

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2557497T3 true ES2557497T3 (es) 2016-01-26

Family

ID=42289248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09805873.8T Active ES2557497T3 (es) 2009-12-11 2009-12-11 Purificación regenerativa de una corriente de biomasa pretratada

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8394277B2 (es)
EP (1) EP2509694B1 (es)
JP (1) JP2013513468A (es)
KR (1) KR20120119911A (es)
CN (1) CN102711940B (es)
AU (1) AU2009356384A1 (es)
BR (1) BR112012014095A2 (es)
CA (1) CA2782522A1 (es)
ES (1) ES2557497T3 (es)
MX (1) MX2012006610A (es)
RU (1) RU2508929C1 (es)
UA (1) UA105261C2 (es)
WO (1) WO2011070602A1 (es)
ZA (1) ZA201204929B (es)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9499635B2 (en) 2006-10-13 2016-11-22 Sweetwater Energy, Inc. Integrated wood processing and sugar production
US9084981B2 (en) * 2009-12-11 2015-07-21 Beta Renewables S.P.A. Regenerative purification of a pretreated biomass stream
EP3401410B1 (en) 2010-06-26 2020-12-30 Virdia, Inc. Methods for production of sugar mixtures
IL206678A0 (en) 2010-06-28 2010-12-30 Hcl Cleantech Ltd A method for the production of fermentable sugars
IL207329A0 (en) 2010-08-01 2010-12-30 Robert Jansen A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition
IL207945A0 (en) 2010-09-02 2010-12-30 Robert Jansen Method for the production of carbohydrates
PT106039A (pt) 2010-12-09 2012-10-26 Hcl Cleantech Ltd Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas
GB2505148B8 (en) 2011-04-07 2016-12-07 Virdia Ltd Lignocellulose conversion processes and products
US9617608B2 (en) 2011-10-10 2017-04-11 Virdia, Inc. Sugar compositions
CA3060976C (en) 2012-05-03 2022-08-23 Virdia, Inc. Methods for treating lignocellulosic materials
US9493851B2 (en) 2012-05-03 2016-11-15 Virdia, Inc. Methods for treating lignocellulosic materials
US9809867B2 (en) 2013-03-15 2017-11-07 Sweetwater Energy, Inc. Carbon purification of concentrated sugar streams derived from pretreated biomass
CN105518159A (zh) 2013-09-03 2016-04-20 威尔迪亚公司 提取和转化半纤维素糖的方法
HRP20221024T1 (hr) 2014-12-09 2022-11-11 Sweetwater Energy, Inc. Brza prethodna obrada
EP3242871B1 (en) 2015-01-07 2019-11-06 Virdia, Inc. Methods for extracting and converting hemicellulose sugars
WO2016191503A1 (en) 2015-05-27 2016-12-01 Virdia, Inc. Integrated methods for treating lignocellulosic material
KR102584351B1 (ko) * 2016-05-09 2023-10-05 에스케이이노베이션 주식회사 바이오매스로부터 당화액을 제조하는 방법
US11111513B2 (en) 2016-05-20 2021-09-07 Poet Research, Inc. Methods of removing one or more compounds from a lignocellulosic hydrolysate via gas stripping, and related systems
US11821047B2 (en) 2017-02-16 2023-11-21 Apalta Patent OÜ High pressure zone formation for pretreatment
EP3710573A1 (en) * 2017-11-16 2020-09-23 POET Research, Inc. Methods for propagating microorganisms for fermentation&related methods&systems
CA3165573A1 (en) 2019-12-22 2021-07-01 Sweetwater Energy, Inc. Methods of making specialized lignin and lignin products from biomass
EP4032881A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-27 Universität Hohenheim Method and apparatus for purifying a furan derivative
CN113578272B (zh) * 2021-07-22 2023-04-07 太原理工大学 具有大孔径和超大孔容的有序zif-8基介孔碳材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6006A (en) * 1849-01-09 Mode of making and playing tunes to produce music
JPS61132200A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 栗田工業株式会社 糖液の脱塩方法
SU1299979A1 (ru) * 1985-03-18 1987-03-30 Специализированное Пуско-Наладочное Управление По Очистке Промстоков И Водоподготовке Способ очистки сточных вод от органических веществ
EP1276694B1 (de) 2000-04-28 2004-11-24 Blücher GmbH Verfahren zur herstellung kugelförmiger aktivkohle
DE10254241A1 (de) 2002-11-20 2004-06-09 RVG Berlin-Brandenburg Gesellschaft für Verfahrensentwicklung und Recyclingtechnologien mbH Kugelaktivkohle
EP1836181B1 (en) * 2004-08-31 2009-03-11 Biomass Technology Ltd. Method and devices for the continuous processing of renewable raw materials
US7114492B2 (en) * 2004-09-29 2006-10-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system of purging evaporative emission control canister using heated purge air
CN101092435B (zh) * 2007-07-16 2010-06-09 北京梦狐宇通竹纤维研究开发中心 生物质有机组分的分离工艺方法
JP2009095282A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Gunma Univ 糖蜜又は廃糖蜜からのエタノール発酵用原料の生成方法
JP2011078327A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Gunma Univ 糖溶液からの発酵阻害物質の分離方法

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201204929B (en) 2013-09-25
AU2009356384A8 (en) 2014-09-25
KR20120119911A (ko) 2012-10-31
EP2509694A1 (en) 2012-10-17
AU2009356384A1 (en) 2012-08-02
CN102711940B (zh) 2015-03-18
US8394277B2 (en) 2013-03-12
MX2012006610A (es) 2012-07-03
WO2011070602A1 (en) 2011-06-16
RU2508929C1 (ru) 2014-03-10
BR112012014095A2 (pt) 2016-07-05
CN102711940A (zh) 2012-10-03
CA2782522A1 (en) 2011-06-16
UA105261C2 (ru) 2014-04-25
JP2013513468A (ja) 2013-04-22
US20120211427A1 (en) 2012-08-23
EP2509694B1 (en) 2015-10-21
RU2012129176A (ru) 2014-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2557497T3 (es) Purificación regenerativa de una corriente de biomasa pretratada
Lee et al. Removal of furan and phenolic compounds from simulated biomass hydrolysates by batch adsorption and continuous fixed-bed column adsorption methods
Shen et al. A combined process of activated carbon adsorption, ion exchange resin treatment and membrane concentration for recovery of dissolved organics in pre-hydrolysis liquor of the kraft-based dissolving pulp production process
CN103041787B (zh) 交联壳聚糖-二氧化锰复合吸附材料的制备方法
CN107321322B (zh) 一种纤维素改性制备茶多酚吸附材料的方法
Hellstén et al. Purification process for recovering hydroxy acids from soda black liquor
Gütsch et al. Purification of Eucalyptus globulus water prehydrolyzates using the HiTAC process (high-temperature adsorption on activated charcoal) 11th EWLP, Hamburg, Germany, August 16–19, 2010
US10793927B2 (en) Separation of lignin and sugars from biomass pre-treatment liquors
JP2010517522A5 (es)
BR112014027476B1 (pt) métodos de processamento de materiais lingnocelulósicos
Qiang et al. A novel process for molasses utilization by membrane filtration and resin adsorption
Trinh et al. An integrated detoxification process with electrodialysis and adsorption from the hemicellulose hydrolysates of yellow poplars
AU2020103503A4 (en) Boric acid adsorbent material and preparation method
WO2006066469A1 (fr) Procédé de production d'un agent faisant fondre la neige à base d'acétate de calcium
US8173837B1 (en) Process for the production of L-citrulline from watermelon flesh and rind
BR112018069935B1 (pt) Método para extrair hemiceluloses de uma matéria-prima contendo hemicelulose
EP1475146A1 (en) Adosrbent and process for producing adsorbent
US9084981B2 (en) Regenerative purification of a pretreated biomass stream
CN103059159B (zh) 一种啤酒酵母粉中甘露聚糖的提取工艺
Li et al. Lignin-based thermo-sensitive hydrogel for selective recovery of butanol from dilute solution
CN108905642A (zh) 一种优先脱水的木素磺酸钠/海藻酸钠共混渗透汽化膜
WO2018003295A1 (ja) ５－ヒドロキシメチル－２－フルフラールの製造方法
WO2020094526A1 (en) Process for the recovery of furfural
Koivula et al. Activated carbon treatment to improve ultrafiltration performance in recovery of hemicelluloses from wood extracts
RU2819896C2 (ru) Способ получения фурфурола