RU2793789C2 - Process for production of sugars from biomass derived from guayule plants - Google Patents
Process for production of sugars from biomass derived from guayule plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793789C2 RU2793789C2 RU2020127739A RU2020127739A RU2793789C2 RU 2793789 C2 RU2793789 C2 RU 2793789C2 RU 2020127739 A RU2020127739 A RU 2020127739A RU 2020127739 A RU2020127739 A RU 2020127739A RU 2793789 C2 RU2793789 C2 RU 2793789C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mmol
- amount
- acid
- biomass
- organic acid
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу производства сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюла.The present invention relates to a process for the production of sugars from biomass derived from guayule plants.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюла, включающему приведение определенного количества указанной биомассы в контакт с определенным количеством воды и, по меньшей мере, с одной органической кислотой и, необязательно, по меньшей мере, с одной неорганической кислотой, с получением смеси, указанная по меньшей мере одна органическая кислота и указанная по меньшей мере одна неорганическая кислота, необязательно присутствующая, используются в таких количествах, что общее количество молей указанной по меньшей мере одной органической кислоты и указанной по меньшей мере одной неорганической кислоты, необязательно присутствующей, содержащейся в указанной смеси рассчитывают в соответствии с конкретными уравнениями и конкретным алгоритмом, приведенным ниже.More specifically, the present invention relates to a process for producing sugars from biomass derived from guayule plants, comprising contacting a certain amount of said biomass with a certain amount of water and at least one organic acid, and optionally at least one inorganic acid, to obtain a mixture, said at least one organic acid and said at least one inorganic acid, optionally present, are used in such quantities that the total number of moles of said at least one organic acid and said at least one inorganic acid , optionally present, contained in the specified mixture is calculated in accordance with the specific equations and the specific algorithm below.
Полученные таким образом сахара могут преимущественно использоваться в качестве источников углерода в процессах ферментации для производства спиртов (например, этанола, бутанола), липидов, диолов (например, 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол) или в процессах химического синтеза для получения других промежуточных соединений или химических веществ. Указанные спирты и липиды могут, в свою очередь, выгодно использоваться при производстве биотоплива (например, биодизеля или «зеленого дизеля»), которое может использоваться как таковое или в смеси с другими автомобильными топливами, тогда как указанные диолы могут быть использованы при производстве продуктов, таких как, например, биобутадиен, который, в свою очередь, может быть использован при производстве каучуков (например, полибутадиен или его сополимеры). Указанные виды применения особенно важны в случае биопереработки.The sugars thus obtained can advantageously be used as carbon sources in fermentation processes for the production of alcohols (e.g. ethanol, butanol), lipids, diols (e.g. 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2 ,3-butanediol) or in chemical synthesis processes to produce other intermediates or chemicals. These alcohols and lipids can, in turn, be used to advantage in the production of biofuels (e.g., biodiesel or "green diesel"), which can be used alone or blended with other automotive fuels, while these diols can be used in the production of products, such as, for example, biobutadiene, which, in turn, can be used in the production of rubbers (eg, polybutadiene or its copolymers). These uses are particularly important in the case of biorefining.
Производство сахаров из биомассы, в частности из лигноцеллюлозной биомассы, известно в данной области.The production of sugars from biomass, in particular from lignocellulosic biomass, is known in the art.
Натуральный каучук представляет собой углеводородный полимер (цис-1,4-полиизопрен), присутствующий в сотнях видов растений в форме водной эмульсии, обычно называемой латексом. Основным источником натурального каучука является Hevea brasiliensis, дерево, произрастающее в Амазонии, и Южная Америка оставалась основным источником для ограниченного количества латекса, необходимого в течение всего девятнадцатого века. В настоящее время американские плантации были почти полностью заброшены из-за вредителей и болезней, а производство натурального каучука почти полностью сосредоточено в Юго-Восточной Азии.Natural rubber is a hydrocarbon polymer (cis-1,4-polyisoprene) found in hundreds of plant species in the form of an aqueous emulsion commonly referred to as latex. The main source of natural rubber is Hevea brasiliensis, a tree native to the Amazon, and South America remained the main source for the limited amount of latex needed throughout the nineteenth century. Currently, American plantations have been almost completely abandoned due to pests and diseases, and natural rubber production is almost entirely concentrated in Southeast Asia.
Чтобы преодолеть недостатки производства, которое всегда подвержено болезням и нападению паразитов, в двадцатом веке было разработано несколько методов производства синтетических каучуков, кульминацией которых стало открытие катализаторов Циглера-Натта, которые могут полимеризовать изопрен с очень высокой регио - и стереоселективностью, получая цис-1,4 синтетический полиизопрен, который практически неотличим от растительного происхождения. Натуральный каучук, однако, не был полностью заменен, потому что некоторые его в основном механические свойства фактически являются следствием небольшого количества липидов и белков, присутствующих в нем. Таким образом, общий объем производства каучука в 2013 году (27,5 млн. тонн) все еще включал 12 млн. тонн (43%) натурального каучука.To overcome the shortcomings of a manufacturing process that is always prone to disease and vermin attack, several methods for the production of synthetic rubbers were developed in the twentieth century, culminating in the discovery of Ziegler-Natta catalysts that can polymerize isoprene with very high regio- and stereoselectivity, yielding cis-1, 4 Synthetic polyisoprene that is virtually indistinguishable from plant origin. Natural rubber, however, has not been completely replaced because some of its mostly mechanical properties are actually a consequence of the small amount of lipids and proteins present in it. Thus, the total rubber production in 2013 (27.5 million tons) still included 12 million tons (43%) of natural rubber.
Однако производство каучука из Hevea brasiliensis влечет за собой некоторые технические и этические проблемы. На самом деле, всегда возможно, что те же самые болезни и паразиты, которые уничтожили американские плантации, также могут повлиять на заболевания в Юго-Восточной Азии. Кроме того, сбор латекса требует большого количества труда и является выгодным только потому, что этот труд оплачивается чрезвычайно низкой заработной платой. По этим причинам ищутся альтернативные источники натурального каучука. Среди них, гвайюла (Parthenium argentatum), безусловно, является одним из наиболее перспективных.However, the production of rubber from Hevea brasiliensis entails some technical and ethical issues. In fact, it is always possible that the same diseases and parasites that have decimated American plantations may also be affecting diseases in Southeast Asia. In addition, the collection of latex requires a lot of labor and is profitable only because this labor is paid with extremely low wages. For these reasons, alternative sources of natural rubber are being sought. Among them, guayule (Parthenium argentatum) is certainly one of the most promising.
Гвайюла (Parthenium argentatum) является многолетним кустарником, произрастающим в полупустынных районах юго-запада США (особенно в Техасе) и северной Мексики. Это растение накапливает натуральный каучук, в основном состоящий из цис-1,4-полиизопренового эластомера, в форме латекса (молочная суспензия или дисперсия в воде), особенно в коре ветвей и стебле. Содержание натурального каучука может зависеть от различных факторов окружающей среды, культивирования и сохранения и составляет от 5% до 20% от общего веса сухого растения.Guayule (Parthenium argentatum) is a perennial shrub native to the semi-desert regions of the southwestern United States (especially Texas) and northern Mexico. This plant accumulates natural rubber, mainly composed of cis-1,4-polyisoprene elastomer, in the form of latex (milky suspension or dispersion in water), especially in the bark of branches and stem. The content of natural rubber can depend on various environmental, cultivation and conservation factors and ranges from 5% to 20% of the total dry plant weight.
Экстракция натурального каучука из растения гвайюла (Parthenium argentatum), а также других растений, не относящихся к Hevea, например, родов Asteraceae, Euphorbiaceae, Campanulaceae, Labiatae и Moraceae, таких как, например, Euphorbia lathyris, Parthenium incanum, Chrysothamnus nauseosus, Pedilanthus macrocarpus, Cryptostegia grandiflora, Asclepias syriaca, Asclepias speciosa, Asclepias subulata, Solidago altissima, Solidago gramnifolia, Solidago rigida, Sonchus arvensis, Silphium spp., Cacalia atriplicifolia, Taraxacum kok-saghyz, Pycnanthemum incanum, Teucreum canadense, Campanula americana (для краткости обозначается термином «тип гвайюла») является важной альтернативой экстракции натурального каучука из Hevea brasiliensis, особенно с учетом более высокой устойчивости указанных видов к патогенным микроорганизмам, поражающим Гевею, и более низкой стоимости импорта сырья растительного происхождения и из-за более низкого содержания многих белковых загрязнений, ответственных за тип I (или опосредованная IgE) латексной аллергии в каучуках, выделенных из указанных растений, по сравнению с Hevea.Extraction of natural rubber from the guayule plant (Parthenium argentatum) as well as other non-Hevea plants, such as the genera Asteraceae, Euphorbiaceae, Campanulaceae, Labiatae and Moraceae, such as, for example, Euphorbia lathyris, Parthenium incanum, Chrysothamnus nauseosus, Pedilanthus macrocarpus , Cryptostegia grandiflora, Asclepias syriaca, Asclepias speciosa, Asclepias subulata, Solidago altissima, Solidago gramnifolia, Solidago rigida, Sonchus arvensis, Silphium spp., Cacalia atriplicifolia, Taraxacum kok-saghyz, Pycnanthemum incanum, Teucreum canadense, Campanula americana "guayule type") is an important alternative to the extraction of natural rubber from Hevea brasiliensis, especially given the higher resistance of said species to pathogens affecting Hevea and the lower cost of importing raw materials of plant origin and due to the lower content of many protein contaminants responsible for type I (or IgE mediated) latex allergy in rubbers isolated from said plants compared to Hevea.
Однако производство натурального каучука из гвайюлы выгодно только в том случае, если также используются все другие фракции, из которых состоит растение: в основном смола (присутствует в количествах, сравнимых с количеством каучука) и лигноцеллюлозная фракция, а также небольшие количества необходимых масел и воски. В частности, после экстракции каучука и смолы, как подробно описано в научной и патентной литературе, лигноцеллюлозный остаток (багасса), содержащий лигнин и полисахариды, должен подвергаться процессу осахаривания, который состоит из гидролиза полисахаридов [которые, таким образом, превращаются в сахара, имеющие 5 атомов углерода (С5) и шесть атомов углерода (С6), растворенные в полученном гидролизате], и оставляет твердый остаток, содержащий лигнин. Полученные таким образом сахара можно затем использовать в качестве исходного сырья в процессах получения органических промежуточных продуктов путем ферментации, тогда как лигнин можно использовать в качестве топлива или другими способами.However, the production of natural rubber from guayule is only beneficial if all the other fractions that make up the plant are also used: mainly resin (present in amounts comparable to rubber) and lignocellulosic fraction, as well as small amounts of essential oils and waxes. In particular, after the extraction of rubber and resin, as detailed in the scientific and patent literature, the lignocellulosic residue (bagasse) containing lignin and polysaccharides must undergo a saccharification process, which consists of the hydrolysis of polysaccharides [which are thus converted into sugars having 5 carbon atoms (C5) and six carbon atoms (C6) dissolved in the obtained hydrolyzate], and leaves a solid residue containing lignin. The sugars thus obtained can then be used as feedstock in processes for the production of organic intermediates by fermentation, while the lignin can be used as fuel or in other ways.
Важно отметить, что, в то время как натуральный каучук, полученный из Hevea brasiliensis, получают путем сбора латекса, присутствующего в молочных протоках вдоль коры, путем надреза к указанным протокам в коре, натуральный каучук гвайюлы накапливается внутри клеток растения (стебель, листья и корни) и может быть получен путем измельчения растительного материала и сбора клеточных компонентов с использованием физических и / или химических методов.It is important to note that while the natural rubber obtained from Hevea brasiliensis is obtained by harvesting the latex present in the milk ducts along the bark by incision to said ducts in the bark, the natural rubber of guayule accumulates inside the plant cells (stem, leaves and roots). ) and can be obtained by grinding plant material and collecting cellular components using physical and/or chemical methods.
Например, в международной заявке на патент WO 2013/134430 описан процесс извлечения натурального каучука из растений, не являющихся Hevea, который включает сбор растений гвайюлы, удаление большинства листовых частей и частичную сушку растительного материала. После дробления и измельчения растительный материал суспендируют в присутствии полярного органического растворителя (например, ацетона) и неполярного органического растворителя (например, гексана). После отделения багассы от суспензии получают суспензию, содержащую резину и смолу, мисцеллу. К указанной мисцелле добавляют более полярный органический растворитель, чтобы вызвать коагуляцию каучука в частицы, которые отделяются путем седиментации.For example, international patent application WO 2013/134430 describes a process for extracting natural rubber from non-Hevea plants, which involves harvesting guayule plants, removing most of the leaf parts, and partially drying the plant material. After crushing and grinding, the plant material is suspended in the presence of a polar organic solvent (eg acetone) and a non-polar organic solvent (eg hexane). After separating the bagasse from the slurry, a slurry containing rubber and resin, the miscella, is obtained. A more polar organic solvent is added to said miscella to cause the rubber to coagulate into particles which are separated by sedimentation.
Таким образом, при переработке растения гвайюлы получают смолу, состоящую в основном из терпеновых соединений, в основном диспергированных в древесной фракции. Смола гвайюлы уже давно используется для различных целей, включая, например, производство клеев и производство устойчивых к вредителям деревянных панелей. По этой причине важность также уделяется выделению указанной смолы в некоторых процессах, описанных в известном уровне техники.Thus, when processing the guayule plant, a resin is obtained, consisting mainly of terpene compounds, mainly dispersed in the wood fraction. Guayule resin has long been used for a variety of purposes, including, for example, the production of adhesives and the production of pest-resistant wood panels. For this reason, importance is also given to isolating said resin in some of the processes described in the prior art.
Например, в патенте США 4435337 описан процесс извлечения каучука, смолы, водорастворимых соединений и багассы. В частности, указанный способ включает: (а) стадию частичной сушки растительного материала до содержания влаги от 5 до 25 масс.%; (б) экстрагирование смолы по существу безводным кислородсодержащим органическим растворителем (например, безводным ацетоном) и (с) извлечение каучука, водорастворимых соединений и багассы путем флотации резинового материала. В указанном патенте отмечается, что экстракция смолы тем более эффективна, чем ниже количество воды, присутствующей в экстрагирующем растворителе; кроме того, неожиданно было обнаружено, что для извлечения смолы из растительного материала более выгодно использовать концентрированную смолу, содержащую мисцеллу, в отношении использования свежего растворителя.For example, US Pat. No. 4,435,337 describes a process for recovering rubber, tar, water-soluble compounds, and bagasse. In particular, this method includes: (a) the stage of partial drying of plant material to a moisture content of from 5 to 25 wt.%; (b) extracting the resin with a substantially anhydrous oxygenated organic solvent (eg, anhydrous acetone); and (c) recovering rubber, water-soluble compounds, and bagasse by flotation of the rubber material. In said patent, it is noted that resin extraction is more efficient the lower the amount of water present in the extracting solvent; in addition, it has surprisingly been found that, for the extraction of resin from plant material, it is more advantageous to use concentrated resin containing miscella in relation to the use of fresh solvent.
Патентная заявка США 2014/0288255 описывает процесс разделения каучука, смолы и багассы, включающий первую стадию частичной гомогенизации растительного материала в присутствии среды, способной растворить смолу, которая затем отделяется от багассы; вторую стадию частичной гомогенизации багассы в присутствии растворителя, способного растворить каучук, который затем отделяют от багассы; заключительная стадия сушки резины и багассы, которая может, например, включать испарение растворителя в тонкопленочном испарителе («выпарной аппарат с распределительной пленкой») и экструзию каучука. В заявке на патент также описан процесс, в котором растительный материал гомогенизируют в присутствии «измельчающего растворителя», способного растворять каучук и смолу, которые отделяют друг от друга на более поздней стадии очистки с использованием растворителя фракционирования.US Patent Application 2014/0288255 describes a process for separating rubber, resin, and bagasse, comprising a first step of partially homogenizing the plant material in the presence of a medium capable of dissolving the resin, which is then separated from the bagasse; a second step of partially homogenizing the bagasse in the presence of a solvent capable of dissolving the rubber, which is then separated from the bagasse; a final drying step for rubber and bagasse, which may, for example, involve evaporation of the solvent in a thin film evaporator ("spread film evaporator") and extrusion of the rubber. The patent application also describes a process in which plant material is homogenized in the presence of a "grinding solvent" capable of dissolving rubber and resin, which are separated from each other in a later purification step using a fractionation solvent.
Лигноцеллюлозный остаток (багасса), полученный после экстракции латекса и смолы из растений гвайюлы, представляет собой сложную структуру, состоящую из трех основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.Lignocellulosic residue (bagasse), obtained after the extraction of latex and resin from guayule plants, is a complex structure consisting of three main components: cellulose, hemicellulose and lignin.
Как известно в данной области техники, относительные количества указанных трех компонентов в лигноцеллюлозной биомассе, которые могут быть использованы для получения сахаров, варьируются в зависимости от типа используемой лигноцеллюлозной биомассы. Например, указанные количества варьируются в зависимости от вида и возраста растения.As is known in the art, the relative amounts of these three components in lignocellulosic biomass that can be used to produce sugars vary depending on the type of lignocellulosic biomass used. For example, these amounts vary depending on the species and age of the plant.
Целлюлоза является основным компонентом лигноцеллюлозной биомассы и обычно присутствует в количестве от 30 мас.% до 60 мас.%, исходя из общей массы лигноцеллюлозной биомассы. Целлюлоза состоит из молекул глюкозы (от приблизительно 500 до 10000 звеньев), связанных друг с другом посредством β-1,4 глюкозидной связи. Образование водородных связей между цепями приводит к образованию кристаллических доменов, что придает стойкость и эластичность растительным волокнам. В природе она может встречаться в чистом виде только в однолетних растениях, таких как хлопок и лен, тогда как в древесных растениях она всегда сопровождается гемицеллюлозой и лигнином. Cellulose is the main component of lignocellulosic biomass and is typically present in an amount of 30 wt.% to 60 wt.%, based on the total mass of lignocellulosic biomass. Cellulose consists of glucose molecules (approximately 500 to 10,000 units) linked to each other via a β-1,4 glucosidic bond. The formation of hydrogen bonds between the chains leads to the formation of crystalline domains, which gives resistance and elasticity to plant fibers. In nature, it can occur in its pure form only in annual plants such as cotton and flax, while in woody plants it is always accompanied by hemicellulose and lignin.
Гемицеллюлоза, которая обычно присутствует в количестве от 10 мас.% до 40 мас.%, исходя из общей массы лигноцеллюлозной биомассы, представляет собой сополимер, относительно короткий (от 10 до 200 молекул) и разветвленный, состоящий как из сахаров с шестью атомами углерода (глюкоза, манноза, галактоза), так и из сахаров с пятью атомами углерода (ксилоза, арабиноза). Некоторые важные свойства растительных волокон обусловлены присутствием гемицеллюлозы, среди которых основным свойством является склонность к насыщению влагой указанных растительных волокон, когда присутствует вода, что приводит к набуханию. Гемицеллюлоза также обладает липкостью и, следовательно, имеет тенденцию к твердению или ороговению, в результате чего указанные растительные волокна становятся жесткими и более медленно насыщаются влагой.Hemicellulose, which is usually present in an amount of 10 wt.% to 40 wt.%, based on the total mass of lignocellulosic biomass, is a copolymer, relatively short (10 to 200 molecules) and branched, consisting of both sugars with six carbon atoms ( glucose, mannose, galactose), and from sugars with five carbon atoms (xylose, arabinose). Some important properties of plant fibers are due to the presence of hemicellulose, among which the main property is the tendency to saturate said plant fibers with moisture when water is present, resulting in swelling. Hemicellulose is also tacky and therefore tends to harden or keratinize, causing said vegetable fibers to become stiff and more slowly hydrated.
Лигнин обычно присутствует в количестве от 10 мас.% до 30 мас.%, исходя из общей массы лигноцеллюлозной биомассы. Его основная функция состоит в связывании и скреплении различных растительных волокон между собой, придавая растению плотность и стойкость, а также он обеспечивает защиту от насекомых, болезнетворных микроорганизмов, повреждений и ультрафиолетового излучения. Его в основном используют в качестве топлива, но в настоящее время его также используют в промышленности в качестве диспергирующего, отверждающего агента, эмульгатора для слоистых пластиков, картона и резиновых изделий. Его также можно подвергать химической обработке с получением ароматических соединений типа ванилина, сирингальдегида, п-гидроксибензальдегида, которые можно использовать в фармацевтике или в косметической и пищевой промышленности. Lignin is typically present in an amount of 10% to 30% by weight, based on the total weight of the lignocellulosic biomass. Its main function is to bind and hold the various plant fibers together, giving the plant density and firmness, and it also provides protection from insects, pathogens, damage and ultraviolet radiation. It is mainly used as a fuel, but is currently also used in industry as a dispersant, curing agent, emulsifier for laminates, cardboard and rubber products. It can also be chemically processed to produce aromatic compounds such as vanillin, syringaldehyde, p-hydroxybenzaldehyde, which can be used in pharmaceuticals or in the cosmetics and food industries.
Чтобы оптимизировать преобразование лигноцеллюлозной биомассы в продукты энергетического назначения, известна предварительная обработка указанной биомассы для отделения лигнина и гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы до простых сахаров, таких как, например, глюкоза и ксилоза, которые затем подвергают процессам ферментации. In order to optimize the conversion of lignocellulosic biomass into energy products, it is known to pretreat said biomass to separate lignin and hydrolyse cellulose and hemicellulose to simple sugars such as, for example, glucose and xylose, which are then subjected to fermentation processes.
Способом, обычно используемым для вышеуказанной цели, является кислотный гидролиз, который осуществляют в присутствии разбавленных или концентрированных сильных кислот.The method commonly used for the above purpose is acid hydrolysis, which is carried out in the presence of dilute or concentrated strong acids.
Например, в US 6423145 описан способ гидролиза лигноцеллюлозной биомассы с получением большого количества поддающихся ферментации сахаров, включающий: пропитку лигноцеллюлозного материала смесью, включающей разбавленную кислоту в качестве катализатора (например, серную кислоту, соляную кислоту, азотную кислоту, диоксид серы или любую другую сильную кислоту, позволяющую обеспечить значение рН менее, чем приблизительно 3) и катализатор на основе соли металла (например, сульфат двухвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, хлорид трехвалентного железа, сульфат алюминия, хлорид алюминия, сульфат магния), в таком количестве, чтобы обеспечить высокий выход поддающихся ферментации сахаров по сравнению с этой величиной, получаемой в присутствии только разбавленной кислоты; подачу пропитанного лигноцеллюлозного материала в реактор и нагревание (например, до температуры от 120°С до 240°С) в течение периода времени (например, в течение периода времени от 1 мин до 30 мин), достаточного для гидролиза по существу всей гемицеллюлозы и свыше 45% целлюлозы до сахаров, растворимых в воде; извлечение сахаров, растворимых в воде.For example, US 6423145 describes a process for hydrolyzing lignocellulosic biomass to produce a large amount of fermentable sugars, comprising: impregnating lignocellulosic material with a mixture containing a dilute acid as a catalyst (for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfur dioxide, or any other strong acid to achieve a pH less than about 3) and a metal salt catalyst (e.g., ferrous sulfate, ferric sulfate, ferric chloride, aluminum sulfate, aluminum chloride, magnesium sulfate), in such an amount as to provide a high yield fermentable sugars compared to that obtained in the presence of dilute acid alone; feeding the impregnated lignocellulosic material into the reactor and heating (for example, to a temperature of from 120°C to 240°C) for a period of time (for example, for a period of time from 1 min to 30 min) sufficient to hydrolyze essentially all of the hemicellulose and more 45% cellulose to water-soluble sugars; extraction of sugars soluble in water.
В международной заявке на патент WO 2010/102060 описан способ предварительной обработки биомассы, предназначенной для использования на заводе по переработке биомассы с получением продукта ферментации, включающий следующие стадии: обработка (например, удаление нежелательных материалов, измельчение) биомассы перед подачей ее на предварительную обработку; предварительная обработка биомассы разбавленной кислотой (например, серной кислотой) с концентрацией от приблизительно 0,8 мас.% до приблизительно 1,1 мас.% при температуре от приблизительно 130°С до приблизительно 170°С, в течение периода времени от приблизительно 8 мин до приблизительно 12 мин; где продукт ферментации может быть получен посредством разделения предварительной обработанной биомассы на жидкий компонент, включающий ксилозу, и твердый компонент, из которого может быть получена глюкоза, и извлечения ксилозы для ферментации; при этом биомасса включает лигноцеллюлозный материал, а лигноцеллюлозный материал включает початки кукурузы, листовую обертку початков кукурузы, листья кукурузы и стебли кукурузы.International patent application WO 2010/102060 describes a process for pre-treatment of biomass for use in a biomass processing plant to produce a fermentation product, comprising the steps of: treating (eg removing unwanted materials, grinding) the biomass before it is fed to the pre-treatment; pre-treatment of the biomass with a dilute acid (eg, sulfuric acid) at a concentration of from about 0.8 wt.% to about 1.1 wt.% at a temperature of from about 130°C to about 170°C, for a period of time from about 8 minutes up to about 12 minutes; where the fermentation product can be obtained by separating the pre-treated biomass into a liquid component, including xylose, and a solid component, from which glucose can be obtained, and extracting xylose for fermentation; wherein the biomass includes lignocellulosic material and the lignocellulosic material includes corn cobs, corn cob husks, corn leaves, and corn stalks.
В международной заявке на патент WO 2010/071805 описан способ предварительной обработки лигноцеллюлозного материала, который включает: первую предварительную обработку лигноцеллюлозного материала, осуществляемую в нежестких рабочих условиях с получением первого продукта; приведение указанного первого продукта в контакт с разбавленной кислотой в водном растворе (например, серной кислотой, сернистой кислотой, диоксидом серы, фосфорной кислотой, угольной кислотой) с получением второго продукта. Указанный двухстадийный способ позволяет обеспечить продукты, используемые для получения биоэтанола.International patent application WO 2010/071805 describes a process for pretreatment of lignocellulosic material, which includes: a first pretreatment of lignocellulosic material, carried out under mild operating conditions, to obtain a first product; contacting said first product with a dilute acid in aqueous solution (eg, sulfuric acid, sulfurous acid, sulfur dioxide, phosphoric acid, carbonic acid) to form a second product. The specified two-stage method allows you to provide products used to obtain bioethanol.
В заявке на патент US 2010/0227369 описан способ получения продукта ферментации в системе ферментации из биомассы, которую предварительно обрабатывают и разделяют на первый компонент и на второй компонент, причем указанный способ включает следующие стадии: подачу первого компонента в систему ферментации; подачу в систему ферментации организма, способного к выработке этанола («этанологена»); выдержку первого компонента и организма, способного к выработке этанола («этанологена») в системе ферментации при температуре от приблизительно 26°С до приблизительно 37°С и при рН от приблизительно 4,5 до приблизительно 6,0, в течение периода времени не менее 18 ч; извлечение продукта ферментации из системы ферментации; при этом организм, способный к выработке этанола («этанологен») подают в систему ферментации в количестве менее, чем 150 г организма, способного к выработке этанола («этанологен») (сухая масса) на литр первого компонента; биомасса включает лигноцеллюлозный материал; лигноцеллюлозный материал включает по меньшей мере один материал из следующих: початки кукурузы, листовая обертка початка кукурузы, листья кукурузы и стебли кукурузы; первый компонент включает пентозу; пентоза включает ксилозу; при этом организм, способный к выработке этанола («этанологен») способен обеспечить ферментацию ксилозы в этанол. Предварительную обработку биомассы предпочтительно осуществляют посредством приведения указанной биомассы в контакт с кислотой, такой как, например, серная кислота, соляная кислота, азотная кислота, фосфорная кислота, уксусная кислота или их смеси.US 2010/0227369 describes a process for producing a fermentation product in a fermentation system from biomass that has been pre-treated and separated into a first component and a second component, said method comprising the steps of: supplying the first component to the fermentation system; supply to the fermentation system of an organism capable of producing ethanol ("ethanologen"); exposure of the first component and an organism capable of producing ethanol ("ethanologen") in the fermentation system at a temperature of from about 26°C to about 37°C and at a pH of from about 4.5 to about 6.0, for a period of time not less than 6 p.m.; removing the fermentation product from the fermentation system; wherein the organism capable of producing ethanol ("ethanologen") is fed into the fermentation system in an amount of less than 150 g of the organism capable of producing ethanol ("ethanologen") (dry weight) per liter of the first component; biomass includes lignocellulosic material; the lignocellulosic material includes at least one of the following: corn cobs, corn cob husks, corn leaves, and corn stalks; the first component includes pentose; pentose includes xylose; while an organism capable of producing ethanol (“ethanologen”) is able to ensure the fermentation of xylose into ethanol. Pretreatment of the biomass is preferably carried out by bringing said biomass into contact with an acid, such as, for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid or mixtures thereof.
В заявке на патент US 2008/0274509 описан способ получения гидролизованного продукта из лигноцеллюлозного материала, включающий: а) предварительную обработку указанного лигноцеллюлозного материала соединением, выбираемым из группы, состоящей из серной кислоты, щелочей, пероксодисульфатов, пероксида калия и их смесей, в присутствии воды, с получением водной фазы и b) после удаления водной фазы и промывки полученного продукта, обработку указанного продукта ферментом, используемым для гидролиза, в присутствии воды, с получением гидролизованного продукта, причем указанный гидролизованный продукт подходит в качестве источника углерода для ферментацииPatent application US 2008/0274509 describes a method for producing a hydrolyzed product from lignocellulosic material, comprising: a) pre-treatment of said lignocellulosic material with a compound selected from the group consisting of sulfuric acid, alkalis, peroxodisulfates, potassium peroxide and mixtures thereof, in the presence of water , to obtain an aqueous phase and b) after removing the aqueous phase and washing the resulting product, treating said product with an enzyme used for hydrolysis in the presence of water to obtain a hydrolyzed product, said hydrolyzed product being suitable as a carbon source for fermentation
В Tsoutsos Т. et al., «Energies» (2011), Vol. 4, pages 1601-1623, описана оптимизация получения растворов поддающихся ферментации сахаров для получения биоэтанола из лигноцеллюлозной биомассы. В связи с этим, лигноцеллюлозную биомассу подвергают двухстадийному процессу гидролиза в присутствии разбавленной кислоты. В частности, испытания осуществляли в присутствии кислот (например, соляной кислоты, серной кислоты, фосфорной кислоты, азотной кислоты), разбавленных до концентрации вплоть до 3% - 4%, и при температуре от 100°С до 240°С. Гидролиз гемицеллюлозы протекает при температуре от 110°С до 140°С, тогда как кристаллическая целлюлоза остается практически неизменной вплоть до температуры 170°С и гидролизуется при температуре 240°С.In Tsoutsos T. et al., Energies (2011), Vol. 4, pages 1601-1623, describes how to optimize the production of fermentable sugar solutions for the production of bioethanol from lignocellulosic biomass. In this regard, lignocellulosic biomass is subjected to a two-stage hydrolysis process in the presence of dilute acid. In particular, the tests were carried out in the presence of acids (eg hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid) diluted to a concentration of up to 3% - 4%, and at a temperature from 100°C to 240°C. Hydrolysis of hemicellulose proceeds at temperatures from 110°C to 140°C, while crystalline cellulose remains practically unchanged up to a temperature of 170°C and is hydrolyzed at a temperature of 240°C.
В Gonzales-Hernandez J.С. et al., «Journal of the Mexican Chemical Society» (2011), Vol. 56 (4), pages 395-401, описан гидролиз полисахаридов из семян тамаринда. В частности, семена тамаринда подвергают гидролизу при различных рабочих условиях: т.е. при температуре от 86°С до 130,2°С; при концентрации азотной кислоты или серной кислоты от 0,32 об. % до 3,68 об. %; и при времени контакта от 13,2 мин до 40 мин. Наблюдали, что температура и время представляют собой факторы, которые главным образом влияют на гидролиз сахаров: в частности, наилучшими рабочими условиями для обеих кислот были следующие: температура, равная 130,2°С, концентрация, равная 2 об. %, время контакта 30 мин, с выходом сахаров, приблизительно равным 110 г/л. In Gonzales-Hernandez J.C. et al., Journal of the Mexican Chemical Society (2011), Vol. 56 (4), pages 395-401, describes the hydrolysis of polysaccharides from tamarind seeds. In particular, tamarind seeds are subjected to hydrolysis under various operating conditions: i.e. at a temperature of 86°C to 130.2°C; at a concentration of nitric acid or sulfuric acid from 0.32 vol. % to 3.68 vol. %; and at a contact time of 13.2 minutes to 40 minutes. It was observed that temperature and time are factors that mainly affect the hydrolysis of sugars: in particular, the best operating conditions for both acids were as follows: temperature equal to 130.2° C., concentration equal to 2 vol. %, contact time 30 min, with a sugar yield of approximately 110 g/L.
В Shatalov A.A. et al., «Chemical Engineering & Process Technology» (2011), Vol. 2, Issue 5, pages 1-8, описано получение ксилозы из чертополоха (Cynara cardunculus L.) посредством гидролиза в присутствии разбавленной серной кислоты, при низкой температуре, в одну стадию. В частности, при работе в оптимальных условиях, т.е. при температуре, равной 138,5°С, времени обработки, равном 51,7 мин, концентрации кислоты, равной 1,28%, степень извлечения ксилозы составляет 86%, при низкой деструкции целлюлозы и низкой выработке фурфурола (глюкоза = 2,3 г и фурфурол (Ф) 1,04 г на 100 г чертополоха).Shatalov A.A. et al., "Chemical Engineering & Process Technology" (2011), Vol. 2, Issue 5, pages 1-8, describes the preparation of xylose from thistles (Cynara cardunculus L.) by hydrolysis in the presence of dilute sulfuric acid, at low temperature, in one step. In particular, when working under optimal conditions, i.e. at a temperature of 138.5° C., a treatment time of 51.7 minutes, an acid concentration of 1.28%, an xylose recovery of 86%, with low cellulose degradation and low furfural production (glucose = 2.3 g and furfural (F) 1.04 g per 100 g of thistle).
Однако, вышеописанные способы имеют некоторые недостатки.However, the above methods have some disadvantages.
Например, если кислотный гидролиз осуществляют при высоких температурах, например, выше 140°С, могут образоваться побочные продукты в результате гидратации сахаров и частичной деполимеризации лигнина, такие как, например, фурфурол (Ф), гидроксиметилфурфурол (ГМФ), фенольные соединения, которые действуют как ингибиторы роста микроорганизмов, обычно используемых в последующих процессах ферментации сахаров, что приводит к значительному снижению эффективности и производительности этих процессов.For example, if the acid hydrolysis is carried out at high temperatures, for example, above 140°C, by-products may be formed as a result of the hydration of sugars and the partial depolymerization of lignin, such as, for example, furfural (F), hydroxymethylfurfural (HMF), phenolic compounds, which act as inhibitors of the growth of microorganisms commonly used in subsequent sugar fermentation processes, resulting in a significant reduction in the efficiency and productivity of these processes.
С другой стороны, если кислотный гидролиз осуществляют при низких температурах, например, менее 140°С, может быть получена ограниченная деструкция лигноцеллюлозной биомассы, а указанная деструкция необходима для высвобождения волокон целлюлозы из решетки лигнина, которая их окружает, чтобы обеспечить возможность их использования с преимуществом на последующей стадии ферментативного гидролиза. Фактически, обычно используемым в ферментативном гидролизе ферментам (например, целлюлазе) трудно достигать волокон целлюлозы, прокрытых лигнином.On the other hand, if the acid hydrolysis is carried out at low temperatures, for example, less than 140° C., limited degradation of the lignocellulosic biomass can be obtained, and this destruction is necessary to release the cellulose fibers from the lignin lattice that surrounds them, in order to enable them to be used with advantage at the next stage of enzymatic hydrolysis. In fact, enzymes commonly used in enzymatic hydrolysis (eg, cellulase) find it difficult to reach cellulose fibers coated with lignin.
В технике известны попытки преодоления вышеуказанных недостатков.It is known in the art to overcome the above disadvantages.
Например, в международной заявке на патент WO 2010/069583 описан способ получения одного или более сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, включающий приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, предпочтительно п-толуолсульфоновой кислоты, 2-нафталинсульфоновой кислоты, 1,5-нафталиндисульфоновой кислоты, при температуре, большей или равной 160°С, предпочтительно от 160°С до 230°С. В указанной патентной заявке также упомянуты алкилсульфоновые кислоты, содержащие от 4 до 16 атомов углерода, предпочтительно от 8 до 12 атомов углерода, еще более предпочтительно октилсульфоновая кислота и додецилсульфоновая кислота. Однако, приведены примеры гидролиза, относящиеся только к использованию 2-нафталинсульфоновой кислоты. For example, international patent application WO 2010/069583 describes a process for producing one or more sugars from a biomass containing at least one polysaccharide, comprising contacting the biomass with an aqueous solution of at least one organic acid, preferably p-toluenesulfonic acid, 2 -naphthalenesulfonic acid, 1,5-naphthalenesulfonic acid, at a temperature greater than or equal to 160°C, preferably from 160°C to 230°C. Said patent application also mentions alkyl sulfonic acids having 4 to 16 carbon atoms, preferably 8 to 12 carbon atoms, even more preferably octyl sulfonic acid and dodecyl sulfonic acid. However, hydrolysis examples are given that refer only to the use of 2-naphthalenesulfonic acid.
В международной заявке на патент WO 2010/015404 описан способ получения сахаров из биомассы, содержащей по меньшей мере один полисахарид, включающий приведение биомассы в контакт с водным раствором по меньшей мере одной органической кислоты, содержащей от 7 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 9 до 15 атомов углерода, более предпочтительно п-толуолсульфоновой кислоты, 2-нафталинсульфоновой кислоты, 1,5-нафталинсульфоновой кислоты, при температуре от 80°С до 140°С, предпочтительно от 100°С до 125°С.International patent application WO 2010/015404 describes a method for producing sugars from biomass containing at least one polysaccharide, which includes bringing the biomass into contact with an aqueous solution of at least one organic acid containing from 7 to 20 carbon atoms, preferably from 9 to 15 carbon atoms, more preferably p-toluenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 1,5-naphthalenesulfonic acid, at a temperature of from 80°C to 140°C, preferably from 100°C to 125°C.
В международной заявке на патент WO 2015/087254 на имя заявителя описан процесс производства сахаров из биомассы, включающей, по меньшей мере, один полисахарид, включающий приведение указанной биомассы в контакт с водным раствором, по меньшей мере, одной органической кислоты, содержащей 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, рН указанного водного раствора составляет от 0,6 до 1,6, предпочтительно от 0,9 до 1,3. Предпочтительно, указанная, по меньшей мере, одна органическая кислота может быть выбрана из числа алкилсульфоновых кислот, имеющих общую формулу (I):International patent application WO 2015/087254 in the name of the Applicant describes a process for the production of sugars from biomass comprising at least one polysaccharide, comprising bringing said biomass into contact with an aqueous solution of at least one organic acid containing 1 to 6 carbon atoms, preferably from 1 to 3 carbon atoms, the pH of said aqueous solution is from 0.6 to 1.6, preferably from 0.9 to 1.3. Preferably, said at least one organic acid may be selected from among the alkyl sulfonic acids having the general formula (I):
R-SO3H (I),R-SO 3 H (I),
где R представляет собой линейную или разветвленную C1-C6 алкильную группу.where R represents a linear or branched C 1 -C 6 alkyl group.
Заявка на патент США 2017/218094 на имя Заявителя относится к интегрированному процессу обработки и использованию каждой части растения гвайюла, включающему следующие этапы:US Patent Application 2017/218094 in the name of the Applicant relates to an integrated process for the processing and use of each part of the guayule plant, including the following steps:
- отделение стеблей и ветвей от листьев указанного растения путем механической обработки;- separation of stems and branches from the leaves of the specified plant by mechanical processing;
- обработка листьев с получением восков и эфирных масел и фракции, включающей целлюлозу, гемицеллюлозу и в меньшей степени соли, органические соединения и лигнин;- treatment of leaves to obtain waxes and essential oils and a fraction including cellulose, hemicellulose and, to a lesser extent, salts, organic compounds and lignin;
- извлечение жидкой фазы из стебля и ветвей, в результате чего образуется первый твердый древесный остаток, называемый багасса;- extraction of the liquid phase from the stem and branches, resulting in the formation of the first solid woody residue, called bagasse;
- обработку указанного первого твердого древесного остатка с образованием сахаров, целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.- processing the specified first solid wood residue with the formation of sugars, cellulose, hemicellulose and lignin.
Считают, что вышеупомянутый интегрированный процесс может еще больше использовать растение гвайюлы, комбинируя производство латекса, резины, смолы и багассы с производством ферментируемых сахаров. Ферментируемые сахара получают, подвергая полученную багассу двухстадийной обработке осахаривания: на первом этапе кислотный гидролиз проводят в присутствии органических кислот, таких как, например, алкилфосфоновые или алкилсульфоновые кислоты, для превращения гемицеллюлозы в мономерные сахара, имеющие 5 атомов углерода (С5), тогда как на второй стадии проводят ферментативный, химический или термохимический гидролиз с получением мономерных сахаров, имеющих 6 атомов углерода (С6).It is believed that the aforementioned integrated process can further utilize the guayule plant by combining the production of latex, rubber, resin and bagasse with the production of fermentable sugars. Fermentable sugars are obtained by subjecting the obtained bagasse to a two-stage saccharification treatment: in the first stage, acid hydrolysis is carried out in the presence of organic acids, such as, for example, alkylphosphonic or alkylsulfonic acids, to convert hemicellulose into monomeric sugars having 5 carbon atoms (C5), while on the second stage is carried out by enzymatic, chemical or thermochemical hydrolysis to obtain monomeric sugars having 6 carbon atoms (C6).
Заявитель, однако, отметил, что использование органических кислот, описанных выше, имеющих общую формулу (I), не всегда позволяет получить желаемые результаты, особенно с точки зрения выхода сахара и производства побочных продуктов, либо при использовании биомассы, полученной из растений гвайюла как таковой, или при использовании багассы, полученной в результате процессов экстракции, которым растения гвайюла могли подвергаться, как известно в данной области, описанной, например, в заявке на патент США 2017/218094 или в международной заявке на патент WO 2017/103769 на имя заявителя или в патенте США 4 435 337, например:The Applicant noted, however, that the use of the organic acids described above having the general formula (I) does not always lead to the desired results, especially in terms of sugar yield and production of by-products, or when using biomass derived from guayule plants as such. , or by using bagasse obtained from extraction processes that guayule plants may have been subjected to, as is known in the art, as described, for example, in US patent application 2017/218094 or in international patent application WO 2017/103769 in the name of the applicant or in US Patent 4,435,337, for example:
- багасса, полученная с помощью процесса, описанного в примере 2 патента США 4435337, включенного в настоящее описание в качестве ссылки [образец, обозначенный как GR-2 в указанном патенте и обозначенный как «багасса (1)» в следующих примерах]; или- bagasse obtained using the process described in example 2 of US patent 4435337, included in the present description by reference [sample designated as GR-2 in said patent and designated as "bagasse (1)" in the following examples]; or
- багасса, полученная в результате работы в соответствии с процессами, описанными в примерах 1-3 международной заявки на патент WO 2017/103769 на имя заявителя, включенной в настоящее описание в качестве ссылки [образец, полученный после экстракции латекса, смолы и каучука, см. в качестве "багасса (2)" в следующих примерах].- bagasse obtained as a result of work in accordance with the processes described in examples 1-3 of the international patent application WO 2017/103769 in the name of the applicant, included in this description by reference [sample obtained after extraction of latex, resin and rubber, see .as "bagasse(2)" in the following examples].
Кроме того, поскольку производство сбраживаемых сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюлы, по-прежнему представляет особый интерес, разработка новых процессов, обеспечивающих указанное производство, может привести к желаемым результатам, особенно с точки зрения выхода сахара и производства путем побочных продуктов, также представляет большой интерес.In addition, since the production of fermentable sugars from biomass derived from guayule plants continues to be of particular interest, the development of new processes that provide this production can lead to desirable results, especially in terms of sugar yield and production through by-products, is also of interest. big interest.
Поэтому заявитель поставил перед собой задачу определения способа производства сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюлы, в частности из багассы, полученной в результате процессов экстракции, которым подвергаются указанные растения гвайюлы, которые могли бы преодолеть вышеупомянутые недостатки. В частности, заявитель поставил перед собой задачу определения способа производства сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюлы, которые могли бы обеспечить высокую конверсию гемицеллюлозного компонента и, следовательно, высокий выход сахаров, содержащих 5 атомов углерода (C5) и 6 атомов углерода (C6), в частности сахара, имеющие 5 атомов углерода (C5), такие как ксилоза, арабиноза (т.е. выход сахаров 5 атомов углерода (C5) и 6 атомов углерода (C6) выше чем или равный 95%, причем указанный выход рассчитывают по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе) и небольшому количеству побочных продуктов (например, фурфурола (F), гидроксиметилфурфурала (HMF)) (т.е. количество побочных продуктов меньше или равно 5%, причем указанное количество рассчитывается, как описано ниже).Therefore, the applicant set himself the task of determining a method for the production of sugars from biomass obtained from guayule plants, in particular from bagasse obtained as a result of the extraction processes to which said guayule plants are subjected, which could overcome the aforementioned disadvantages. In particular, the applicant has set himself the task of determining a method for the production of sugars from biomass obtained from guayule plants, which could provide a high conversion of the hemicellulose component and, therefore, a high yield of sugars containing 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6) , in particular sugars having 5 carbon atoms (C5), such as xylose, arabinose (i.e. the yield of sugars of 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6) is greater than or equal to 95%, and the specified yield is calculated by relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass) and a small amount of by-products (e.g., furfural (F), hydroxymethylfurfural (HMF)) (i.e. the amount of by-products is less than or equal to 5%, and this amount is calculated as described below).
В настоящее время заявитель обнаружил, что получение сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюлы, в частности из багассы, полученной в результате процессов экстракции, которым подвергаются указанные растения гвайюла, может преимущественно осуществляться посредством процесса, включающего приведение определенного количества указанной биомассы в контакт с определенным количеством воды и, по меньшей мере, одной органической кислотой и, необязательно, по меньшей мере, одной неорганической кислотой, получая смесь, указанную, по меньшей мере, одну органическую кислоту и указанную, по меньшей мере, одну неорганическую кислоту, необязательно присутствующую, используют в таких количествах, что общее количество молей указанной по меньшей мере одной органической кислоты и указанной по меньшей мере одной неорганической кислоты, необязательно присутствующей в указанной смеси, рассчитывают в соответствии с конкретными уравнениями и конкретным алгоритмом, представленным ниже.Applicant has now found that the production of sugars from biomass derived from guayule plants, in particular from bagasse obtained from the extraction processes to which said guayule plants are subjected, can advantageously be carried out by a process comprising bringing a certain amount of said biomass into contact with a certain amount of water and at least one organic acid and optionally at least one inorganic acid, obtaining a mixture of said at least one organic acid and said at least one inorganic acid, optionally present, is used in such amounts that the total number of moles of said at least one organic acid and said at least one inorganic acid optionally present in said mixture is calculated in accordance with the specific equations and the specific algorithm below.
Есть ряд преимуществ, которые могут быть получены с помощью указанного процесса. Например, указанный способ обеспечивает высокую конверсию гемицеллюлозного компонента и, следовательно, высокий выход сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5) и 6 атомов углерода (С6), в частности сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5), таких как ксилоза, арабиноза (т.е. выход сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5) и 6 атомов углерода (С6) выше, чем или равных 95%), причем указанный выход рассчитывают по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе, полученной из растения гвайюла), получаемые в результате кислотного гидролиза указанной биомассы, полученной из растения гвайюла, которая затем может быть использована в качестве источника углерода в процессах ферментации для производства спиртов (например, этанола, бутанола), липидов, диолов (например, 1,3-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол) или в процессах химического синтеза для получения других промежуточных соединений или химических веществ. Указанные спирты и липиды могут, в свою очередь, выгодно использоваться при производстве биотоплива (например, биодизеля или "зеленого дизеля"), которое может использоваться как таковое или в смеси с другими автомобильными топливами, тогда как указанные диолы могут использоваться при производстве продуктов, таких как, например, биобутадиен, который, в свою очередь, может быть использован при производстве каучуков (например, полибутадиен или его сополимеры). Указанные виды применения особенно важны в случае биопереработки.There are a number of benefits that can be obtained with this process. For example, this method provides a high conversion of the hemicellulose component and, consequently, a high yield of sugars having 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6), in particular sugars having 5 carbon atoms (C5), such as xylose, arabinose ( i.e. the yield of sugars having 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6) is greater than or equal to 95%), said yield being calculated with respect to the total amount of hemicellulose present in the original biomass obtained from the guayule plant ) resulting from the acid hydrolysis of said guayule biomass, which can then be used as a carbon source in fermentation processes to produce alcohols (e.g. ethanol, butanol), lipids, diols (e.g. 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol) or in chemical synthesis processes to produce other intermediates or chemicals. These alcohols and lipids can in turn be used to advantage in the production of biofuels (e.g., biodiesel or "green diesel"), which can be used alone or blended with other automotive fuels, while these diols can be used in the production of products such as such as, for example, biobutadiene, which, in turn, can be used in the production of rubbers (for example, polybutadiene or its copolymers). These uses are particularly important in the case of biorefining.
Кроме того, возможность получения обширной конверсии гемицеллюлозного компонента и, следовательно, высокий выход сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5) и 6 атомов углерода (С6), в частности сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5), таких как ксилоза, арабиноза позволяет отправлять растворы сахаров, которые особенно богаты сахарами, имеющими 5 атомов углерода (С5), или смеси указанных растворов сахаров, которые особенно богаты сахарами, имеющими 5 атомов углерода (С5), и растворы, которые особенно богатые сахарами, имеющими 6 атомов углерода (С6) (например, растворы сахаров, образующиеся в результате ферментативного гидролиза целлюлозы) для последующей ферментации и, как следствие, для оптимизации указанных процессов ферментации. Фактически известно, что микроорганизмы, используемые в процессе ферментации, дают ферментированную биомассу с характеристиками, которые отличаются, например, с точки зрения накопления промежуточных продуктов и нежелательных продуктов метаболизма, в зависимости от сахаров, содержащихся в сырье. Также известно, что микроорганизмы, используемые в процессах ферментации, чувствительны к их пище: например, некоторые штаммы микроорганизмов не переносят чрезмерное количество сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5). Поэтому чрезвычайно выгодно иметь два разных типа растворов сахара, то есть как растворы сахара, особенно богатые сахарами с 5 атомами углерода (С5), так и растворы сахара, особенно богатые сахарами с 6 атомами углерода (С6), так что эти растворы сахаров предназначены для различных процессов ферментации, следовательно, оптимизируя указанные процессы ферментации благодаря лучшему соответствию пищевым потребностям различных штаммов микроорганизмов.In addition, the possibility of obtaining an extensive conversion of the hemicellulose component and, consequently, a high yield of sugars having 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6), in particular sugars having 5 carbon atoms (C5), such as xylose, arabinose, allows send sugar solutions that are especially rich in sugars having 5 carbon atoms (C5) or mixtures of said sugar solutions that are especially rich in sugars having 5 carbon atoms (C5) and solutions that are especially rich in sugars having 6 carbon atoms (C6 ) (for example, sugar solutions resulting from the enzymatic hydrolysis of cellulose) for subsequent fermentation and, as a result, for optimizing said fermentation processes. In fact, it is known that the microorganisms used in the fermentation process produce fermented biomass with characteristics that differ, for example, in terms of the accumulation of intermediates and undesired metabolic products, depending on the sugars contained in the raw material. It is also known that microorganisms used in fermentation processes are sensitive to their food: for example, some strains of microorganisms do not tolerate excessive amounts of sugars having 5 carbon atoms (C5). It is therefore extremely advantageous to have two different types of sugar solutions, i.e. both sugar solutions especially rich in 5 carbon sugars (C5) and sugar solutions especially rich in 6 carbon sugars (C6), so that these sugar solutions are designed to different fermentation processes, therefore optimizing said fermentation processes by better matching the nutritional needs of different strains of microorganisms.
Следует также отметить, что количество сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5) и 6 атомов углерода (С6), полученных в результате гидролиза гемицеллюлозы, зависит от природы исходной багассы гвайюлы: фактически это известно, как упомянуто выше, что количества компонентов целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина варьируются в зависимости от типа биомассы.It should also be noted that the amount of sugars having 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6) obtained from the hydrolysis of hemicellulose depends on the nature of the original guayule bagasse: in fact it is known, as mentioned above, that the amounts of cellulose components, hemicellulose and lignin vary depending on the type of biomass.
Кроме того, указанный способ позволяет работать в широком диапазоне температур (т.е. в диапазоне температур от 100 до 180 °С) и даже при высоких температурах (то есть при температурах 140 °С или более) получать небольшое количество побочных продуктов [например, фурфурол (F), гидроксиметилфурфурол (HMF)], которые, как упоминалось выше, действуют как ингибиторы роста микроорганизмов, обычно используемых в последующих процессах ферментации сахара.In addition, this method allows you to work in a wide temperature range (i.e. in the temperature range from 100 to 180 ° C) and even at high temperatures (i.e. at temperatures of 140 ° C or more) to obtain a small amount of by-products [for example, furfural (F), hydroxymethylfurfural (HMF)], which, as mentioned above, act as growth inhibitors of microorganisms commonly used in subsequent sugar fermentation processes.
Кроме того, возможность работы в указанном широком диапазоне температур является значительным преимуществом с промышленной точки зрения, поскольку неожиданное повышение температуры в реакторах, в которых биомасса находится в контакте с водой, по меньшей мере, с одной органической кислотой и, необязательно, с по крайней мере, одной неорганической кислотой не приводит к увеличению производства побочных продуктов [например, фурфурол (F), гидроксиметилфурфурол (HMF)], как это обычно имеет место в процессах известного уровня техники.In addition, the ability to operate over this wide temperature range is a significant industrial advantage because the unexpected temperature increase in reactors in which the biomass is in contact with water, at least one organic acid, and optionally at least , inorganic acid alone does not increase the production of by-products [eg, furfural (F), hydroxymethylfurfural (HMF)], as is typically the case in prior art processes.
Кроме того, возможность замены некоторых из указанной, по меньшей мере, одной органической кислоты, на по меньшей мере, одну неорганическую кислоту позволяет получить экономию затрат и, следовательно, экономическое преимущество.In addition, the possibility of replacing some of said at least one organic acid with at least one inorganic acid allows for cost savings and therefore an economic advantage.
Таким образом, целью настоящего изобретения является способ получения сахаров из биомассы, полученной из растений гвайюлы, включающий введение количества указанной биомассы (G2) (г) в контакт с количеством воды (G1) (г) и с, по меньшей мере, одной органической кислотой и, необязательно, по меньшей мере, одной неорганической кислотой, получая смесь, причем указанная по меньшей мере одна органическая кислота и указанная по меньшей мере одна неорганическая кислота необязательно присутствующая, используются в таких количествах, что общее количество молей указанной по меньшей мере одной органической кислоты и указанной по меньшей мере одну необязательно присутствующей неорганической кислоты (mTOT), содержащиеся в указанной смеси, рассчитывают по следующему уравнению (1):Thus, the aim of the present invention is a method for obtaining sugars from biomass obtained from guayule plants, comprising contacting an amount of said biomass (G 2 ) (g) with an amount of water (G 1 ) (g) and with at least one organic acid and, optionally, at least one inorganic acid, obtaining a mixture, wherein said at least one organic acid and said at least one inorganic acid, optionally present, are used in such quantities that the total number of moles of said at least one organic acid and said at least one optionally present inorganic acid (m TOT ) contained in said mixture is calculated according to the following equation (1):
mTOT = m1 + m2 (1),m TOT = m 1 + m 2 (1),
где m1 и m2 определены согласно следующим уравнениям (2) и (3) соответственно:where m 1 and m 2 are defined according to the following equations (2) and (3) respectively:
m1 = R1 · G1 (2),m 1 \u003d R 1 G 1 (2),
m2 = R2 · G2 (3),m 2 \u003d R 2 G 2 (3),
в которой:wherein:
- R1 (ммоль/г) представляет собой соотношение между первым количеством указанной по меньшей мере одной органической кислоты (ммоль) и первым количеством указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты (ммоль), необязательно присутствующей, и количеством используемой воды G1 (г), R1 составляет от 0,06 до 0,25 ммоль/г, предпочтительно от 0,09 до 0,18 ммоль/г, указанное первое количество указанной, по меньшей мере, одной органической кислоты (ммоль) и указанное первое количество указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты (ммоль) необязательно присутствует в зависимости от количества воды G1 (г);- R 1 (mmol/g) is the ratio between the first amount of said at least one organic acid (mmol) and the first amount of said at least one inorganic acid (mmol), optionally present, and the amount of water used G 1 ( d), R 1 is from 0.06 to 0.25 mmol/g, preferably from 0.09 to 0.18 mmol/g, said first amount of said at least one organic acid (mmol) and said first amount the specified at least one inorganic acid (mmol) is optionally present depending on the amount of water G 1 (g);
- R2 (ммоль/г) составляет:- R 2 (mmol/g) is:
- в отсутствие указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты соотношение между вторым количеством указанной, по меньшей мере, одной органической кислоты (ммоль) и количеством используемой биомассы G2 (г); или- in the absence of said at least one inorganic acid, the ratio between the second amount of said at least one organic acid (mmol) and the amount of biomass used G 2 (g); or
- в присутствии указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты соотношение между суммой указанного второго количества указанной, по меньшей мере, одной органической кислоты (ммоль) и второго количества указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты (ммоль) и количеством используемой биомассы G2 (г); или- in the presence of said at least one inorganic acid, the ratio between the sum of said second amount of said at least one organic acid (mmol) and the second amount of said at least one inorganic acid (mmol) and the amount of biomass used G 2 (d); or
- в присутствии указанного второго количества указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты (ммоль) и в отсутствие указанного второго количества указанной, по меньшей мере, одной органической кислоты (ммоль) соотношение между указанным вторым количеством указанной по меньшей мере одной неорганической кислоты (ммоль) и количество использованной биомассы G2 (г); указанное второе количество указанной по меньшей мере одной органической кислоты (ммоль) и указанное второе количество указанной по меньшей мере одной неорганической кислоты (ммоль) зависит от количества биомассы G2 (г);- in the presence of said second amount of said at least one inorganic acid (mmol) and in the absence of said second amount of said at least one organic acid (mmol), the ratio between said second amount of said at least one inorganic acid (mmol ) and the amount of biomass used G 2 (g); said second amount of said at least one organic acid (mmol) and said second amount of said at least one inorganic acid (mmol) depends on the amount of biomass G 2 (g);
R2 составляет от 0,90 R (ммоль/г) до 1,10 R (ммоль/г), предпочтительно от 0,95 R (ммоль/г) до 1,05 R (ммоль/г), R определяется следующим алгоритмом (4), указанный алгоритм (4) получаемый посредством следующих элементарных операций:R 2 is from 0.90 R (mmol/g) to 1.10 R (mmol/g), preferably from 0.95 R (mmol/g) to 1.05 R (mmol/g), R is determined by the following algorithm (4), the specified algorithm (4) is obtained through the following elementary operations:
(i) получение объема V (л) водного раствора указанной по меньшей мере одной органической кислоты и указанного по меньшей мере одного первого количества указанной по меньшей мере одной неорганической кислоты (ммоль), необязательно присутствующей, причем указанный водный раствор имеет рН(1)) ниже, чем 7, предпочтительно от 0,7 до 3;(i) obtaining a volume V (l) of an aqueous solution of said at least one organic acid and said at least one first amount of said at least one inorganic acid (mmol), optionally present, said aqueous solution having a pH of (1) ) lower than 7, preferably from 0.7 to 3;
(ii) добавление количества биомассы Q (г), высушенной при 120 °С в течение 15 часов, к водному раствору, полученному в (i), причем указанное количество биомассы предпочтительно меньше или равно 60 мас.%, более предпочтительно от 2 до 40 мас.% по отношению к общей массе полученной смеси;(ii) adding an amount of biomass Q (g) dried at 120°C for 15 hours to the aqueous solution obtained in (i), said amount of biomass being preferably less than or equal to 60% by weight, more preferably 2 to 40 wt.% in relation to the total mass of the resulting mixture;
(iii) измерение pH смеси, полученной в (ii), причем указанное значение pH указано ниже как pH(2);(iii) measuring the pH of the mixture obtained in (ii), and the specified pH value is indicated below as pH (2) ;
(iv) определение R согласно следующему алгоритму (4):(iv) determining R according to the following algorithm (4):
R = (10-pH (1) - 10-pH (2)) · 1000 · V/Q) (4)R = (10 -pH (1) - 10 -pH (2) ) 1000 V/Q) (4)
где pH(1), pH(2), V и Q имеют такие же значения, как указано выше, вышеуказанные элементарные операции выполняются при комнатной температуре;where pH (1) , pH (2) , V and Q have the same values as above, the above elementary operations are performed at room temperature;
при условии, что указанная по меньшей мере одна органическая кислота присутствует в таком количестве, чтобы отношение RMINIMUM (ммоль/г) определяли согласно следующему уравнению (5):provided that said at least one organic acid is present in such an amount that the ratio R MINIMUM (mmol/g) is determined according to the following equation (5):
RMINIMUM = mОРГАНИЧЕСКАЯ КИСЛОТА / G2 (5)R MINIMUM = m ORGANIC ACID / G 2 (5)
где mОРГАНИЧЕСКАЯ КИСЛОТА представляет собой ммоль присутствующей органической кислоты, а G2 имеет то же значение, что и выше, составляет выше или равно 0,20 ммоль/г или более, предпочтительно выше или равно 0,25 ммоль/г, и, если указанная, по меньшей мере, одна неорганическая кислота присутствует, причем указанный ммоль органической кислоты (mОРГАНИЧЕСКАЯ КИСЛОТА) присутствует в количестве, меньшем, чем сумма двух количеств кислоты, то есть суммы количества неорганической кислоты (ммоль) и количества органической кислоты (ммоль), указанная сумма соответствует общему количеству молей mTOT (ммоль), как определено в уравнении (1) выше.where m ORGANIC ACID is mmol organic acid present and G 2 has the same meaning as above, is greater than or equal to 0.20 mmol/g or greater, preferably greater than or equal to 0.25 mmol/g, and if said at least one inorganic acid is present, wherein said mmol of organic acid (m ORGANIC ACID ) is present in an amount less than the sum of two amounts of acid, i.e. the sum of the amount of inorganic acid (mmol) and the amount of organic acid (mmol), this sum corresponds to the total number of moles m TOT (mmol) as defined in equation (1) above.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения указанный алгоритм следует понимать как представленный упорядоченной и конечной последовательностью элементарных операций, которая приводит к заданному результату за конечное время. В частности, составляющие его операции являются «элементарными», то есть не могут быть далее разбиты; составляющие его элементарные операции могут быть однозначно интерпретированы оператором, будь то человек или искусственно, то есть однозначно; алгоритм состоит из конечного числа элементарных операций и требует конечного количества входных данных; выполнение заканчивается через конечное время, а выполнение приводит к однозначному результату.For the purposes of the present description and the following claims, the specified algorithm should be understood as being represented by an ordered and finite sequence of elementary operations, which leads to a given result in a finite time. In particular, its constituent operations are "elementary", that is, they cannot be further broken down; its constituent elementary operations can be unambiguously interpreted by the operator, whether human or artificial, that is, unambiguously; the algorithm consists of a finite number of elementary operations and requires a finite amount of input data; the execution ends after a finite time, and the execution leads to a unique result.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения определения числовых диапазонов всегда включают крайние значения, если не указано иное.For the purposes of this description and the following claims, definitions of numerical ranges always include extreme values unless otherwise indicated.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения термин «содержащий» также включает термины «который по существу состоит из» или «который состоит из».For the purposes of the present description and the following claims, the term "comprising" also includes the terms "which essentially consists of" or "which consists of".
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения термин «растения гвайюла» в общем относится как к виду Parthenium argentatum, так и к растениям гвайулы вида, перечисленного выше.For the purposes of the present description and the following claims, the term "guaiule plants" refers generally to both the species Parthenium argentatum and the guaiule plants of the species listed above.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения термин «сахара, имеющие 5 атомов углерода (С5)» означает пентозные сахара или, более просто, пентозы, которые представляют собой моносахаридные углеводы, состоящие из пяти атомов углерода, имеющие химическую формулу C5H10O5. Аналогично, для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения термин «сахара, имеющие 6 атомов углерода (С6)» означает гексозные сахара или, более просто, гексозы, которые представляют собой моносахаридные углеводы, состоящие из шести атомов углерода, имеющие химическую формулу C6H12O6. For the purposes of this description and the following claims, the term "sugars having 5 carbon atoms (C5)" means pentose sugars, or more simply pentoses, which are five-carbon monosaccharide carbohydrates having the chemical formula C 5 H 10 O 5 . Similarly, for the purposes of this description and the following claims, the term "sugars having 6 carbon atoms (C6)" means hexose sugars or, more simply, hexoses, which are six-carbon monosaccharide carbohydrates having the chemical formula C 6 H 12 O 6 .
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения термин «биомасса, полученная из растений гвайюлы» означает любую форму (например, целое растение, части растения, включая корни, ветви и/или стебли, листья, кору, если присутствует, фрагменты растений, полученные измельчением, измельчением и т.д., брикеты и пеллеты, полученные путем прессования фрагментов растений), где растения гвайюлы используются для получения латекса, каучука, смолы, багассы, сахаров и других компонентов, присутствующих в самих заводах посредством химических и/или физических методов.For the purposes of this description and the following claims, the term "biomass derived from guayule plants" means any form (e.g., whole plant, plant parts including roots, branches and/or stems, leaves, bark, if present, plant fragments obtained by grinding , grinding, etc., briquettes and pellets obtained by pressing plant fragments), where guayule plants are used to obtain latex, rubber, resin, bagasse, sugars and other components present in the plants themselves through chemical and / or physical methods.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения «багасса» означает остаточное количество растительного материала, полученное в результате процессов экстракции, которым могут подвергаться растения гвайюлы. В дополнение к лигнину и полисахаридам (например, целлюлозе и гемицеллюлозе) багасса может также содержать небольшие количества нерастительного материала (например, почвенную смесь, песок и т.д.), обычно связанные с корнями растений и происходящие из питательных сред.For the purposes of this specification and the following claims, "bagasse" means the residual amount of plant material resulting from the extraction processes to which guayule plants may be subjected. In addition to lignin and polysaccharides (eg cellulose and hemicellulose), bagasse may also contain small amounts of non-plant material (eg potting mix, sand, etc.) usually associated with plant roots and derived from nutrient media.
Для целей настоящего описания и последующей формулы изобретения термин «комнатная температура» означает температуру от 15 до 30 °С.For the purposes of this description and the following claims, the term "room temperature" means a temperature between 15°C and 30°C.
Следует отметить, что для целей настоящего изобретения как pH водного раствора указанной, по меньшей мере, одной органической кислоты, так и указанного, по меньшей мере, одного первого количества указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислоты, необязательно присутствующей, полученной в (i), т.е. pH(1) и pH смеси, полученной в (ii), то есть pH(2), можно контролировать с использованием методик, известных в данной области. Предпочтительно, для целей настоящего изобретения они постоянно контролируются рН-метром.It should be noted that for the purposes of the present invention, both the pH of an aqueous solution of said at least one organic acid and said at least one first amount of said at least one inorganic acid, optionally present, obtained in (i ), i.e. The pH (1) and the pH of the mixture obtained in (ii), ie pH (2) , can be controlled using techniques known in the art. Preferably, for the purposes of the present invention, they are constantly monitored by a pH meter.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения указанная биомасса, полученная из растений гвайюлы, представляет собой багассу, полученную в результате процессов экстракции, которым подвергаются указанные растения гвайюлы.According to a preferred embodiment of the present invention, said biomass derived from guayule plants is bagasse from the extraction processes to which said guayule plants are subjected.
Как упомянуто выше, способы экстракции, которым могут подвергаться растения гвайюла для получения багассы, известны в данной области, как описано, например, в заявке на патент США 2017/218094 или в международной заявке на патент WO 2017/103769 на имя Заявителя упомянутых выше, или в патенте США 4435337, упомянутом выше. Для целей настоящего изобретения указанную багассу предпочтительно можно получить, действуя, как указано выше, то есть:As mentioned above, the extraction methods that guayule plants can undergo to obtain bagasse are known in the art, as described, for example, in US patent application 2017/218094 or in international patent application WO 2017/103769 in the name of the Applicant mentioned above, or US Pat. No. 4,435,337 cited above. For the purposes of the present invention, said bagasse can preferably be obtained by proceeding as above, i.e.:
- багасса, полученная с помощью процесса, описанного в примере 2 патента США № 4435337, включенного в качестве ссылки [образец, обозначенный как GR-2 в указанном патенте и обозначенный как «багасса (1)» в следующих примерах]; или- bagasse obtained using the process described in example 2 of US patent No. 4435337, included as a reference [sample designated as GR-2 in said patent and designated as "bagasse (1)" in the following examples]; or
- багасса, полученная в результате работы в соответствии с процессом, описанным в примерах 1-3 международной заявки на патент WO 2017/103769 на имя заявителя, включенная в качестве ссылки (образец, полученный после экстракции латекса, смолы и каучука, указан в качестве "багасса (2)" в следующих примерах).- bagasse obtained as a result of working in accordance with the process described in examples 1-3 of the international patent application WO 2017/103769 in the name of the applicant, included by reference (the sample obtained after the extraction of latex, resin and rubber is indicated as " bagasse (2)" in the following examples).
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения такую биомассу можно подвергнуть процессу предварительного измельчения перед тем, как привести ее в контакт с водой и с указанной, по меньшей мере, одной органической кислотой и с указанной, по меньшей мере, одной неорганической кислотой, которая необязательно присутствует. Предпочтительно, указанная биомасса может быть измельчена до частиц, имеющих диаметр от 0,1 до 10 мм, более предпочтительно от 0,5 до 4 мм. Частицы, имеющие диаметр менее, чем 2 мм, являются особенно предпочтительными.According to a preferred embodiment of the present invention, such biomass may be subjected to a pre-grinding process before being brought into contact with water and said at least one organic acid and said at least one inorganic acid, which is optionally present. Preferably, said biomass may be ground to particles having a diameter of 0.1 to 10 mm, more preferably 0.5 to 4 mm. Particles having a diameter of less than 2 mm are particularly preferred.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения указанная по меньшей мере одна органическая кислота может быть выбрана, например, из алкилсульфоновых кислот, имеющих общую формулу (I):According to a preferred embodiment of the present invention, said at least one organic acid may be selected, for example, from alkyl sulfonic acids having the general formula (I):
R-SO3H (I),R-SO 3 H (I),
где R представляет собой линейную или разветвленную C1-C6, предпочтительно C1-C3, алкильную группу.where R represents a linear or branched C 1 -C 6 preferably C 1 -C 3 alkyl group.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанная, по меньшей мере, одна органическая кислота представляет собой метансульфоновую кислоту (CH3-SO3H).According to a particularly preferred embodiment of the present invention, said at least one organic acid is methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H).
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанная по меньшей мере одна неорганическая кислота может быть выбрана, например, из сильных неорганических кислот, таких как, например, соляная кислота (HCl), азотная кислота (HNO3), серная кислота (H2SO4) или их смеси.According to a preferred embodiment of the present invention, said at least one inorganic acid can be selected, for example, from strong inorganic acids such as, for example, hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or mixtures thereof.
В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанная, по меньшей мере, одна неорганическая кислота представляет собой серную кислоту (H2SO4).According to a particularly preferred embodiment of the present invention, said at least one inorganic acid is sulfuric acid (H 2 SO 4 ).
Следует отметить, что для целей способа, являющегося целью настоящего изобретения, присутствие по меньшей мере одной органической кислоты является существенным. Фактически, как будет видно из следующих примеров, использование одной неорганической кислоты не обеспечит желаемых высоких характеристик с точки зрения превращения гемицеллюлозы, присутствующей в биомассе, получаемой из растений гвайюлы, особенно в багассе, и селективности в отношении сахаров. Фактически, использование неорганической кислоты само по себе приводит к ухудшению характеристик в отношении конверсии гемицеллюлозы и селективности в отношении сахаров. После указанного наблюдения также удивительно, что частичная замена органической кислоты неорганической кислотой не влияет на производительность процесса, который фактически полностью сопоставим с тем, который получают с использованием только органической кислоты. Как упомянуто выше, частичная замена органической кислоты неорганической кислотой приводит к экономии затрат и, следовательно, к экономическому преимуществу.It should be noted that for the purposes of the method which is the object of the present invention, the presence of at least one organic acid is essential. In fact, as will be seen from the following examples, the use of an inorganic acid alone will not provide the desired high performance in terms of hemicellulose conversion present in biomass derived from guayule plants, especially bagasse, and sugar selectivity. In fact, the use of an inorganic acid in itself leads to a deterioration in hemicellulose conversion performance and sugar selectivity. After this observation, it is also surprising that the partial replacement of an organic acid with an inorganic acid does not affect the throughput of the process, which is in fact completely comparable to that obtained using only an organic acid. As mentioned above, the partial replacement of an organic acid with an inorganic acid results in cost savings and therefore an economic advantage.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения указанный способ получения сахаров из биомассы, получаемой из растений гвайюлы, включает:According to a preferred embodiment of the present invention, said process for producing sugars from biomass derived from guayule plants comprises:
(а) приведение количества указанной биомассы (G2) (г) в контакт с количеством воды (G1) (г) и, по меньшей мере, одной органической кислотой и, необязательно, по меньшей мере, одной неорганической кислотой в реакторе, что приводит к первой реакционной смеси;(a) bringing an amount of said biomass (G 2 ) (g) into contact with an amount of water (G 1 ) (g) and at least one organic acid and optionally at least one inorganic acid in a reactor, which leads to the first reaction mixture;
(b) нагревание реактора до желаемой температуры, предпочтительно от 100 до 180°С, более предпочтительно от 130 до 150 °С, в течение времени от 20 минут до 2 часов, предпочтительно от 40 минут до 1 часа в результате получается вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу и первую водную фазу;(b) heating the reactor to the desired temperature, preferably 100 to 180°C, more preferably 130 to 150°C, over a period of 20 minutes to 2 hours, preferably 40 minutes to 1 hour, resulting in a second reaction mixture, containing the first solid phase and the first aqueous phase;
(с) возможно, выдерживание указанной второй реакционной смеси, содержащей первую твердую фазу и первую водную фазу, при указанной желаемой температуре в течение времени от 30 секунд до 1 часа, предпочтительно от 5 минут до 20 минут;(c) optionally maintaining said second reaction mixture containing the first solid phase and the first aqueous phase at said desired temperature for 30 seconds to 1 hour, preferably 5 minutes to 20 minutes;
(d) извлечение указанной второй реакционной смеси из указанного реактора.(d) withdrawing said second reaction mixture from said reactor.
Следует отметить, что для целей настоящего изобретения на стадии (а) последовательность, в которой компоненты, а именно биомасса, вода, органическая кислота и, возможно, неорганическая кислота, находятся в контакте, не имеет отношения к целям настоящего изобретения. В частности, любая последовательность, в которой указанные компоненты находятся в контакте, будет представлять собой вариант осуществления настоящего изобретения. Количества указанной по меньшей мере одной органической кислоты и необязательно по меньшей мере одной неорганической кислоты должны соответствовать значениям R1, R2 и RMINIMUM, определенным выше.It should be noted that for the purposes of the present invention in step (a), the sequence in which the components, namely biomass, water, organic acid and possibly inorganic acid, are in contact is irrelevant for the purposes of the present invention. In particular, any sequence in which these components are in contact will be an embodiment of the present invention. The amounts of said at least one organic acid and optionally at least one inorganic acid must correspond to the R 1 , R 2 and R MINIMUM values defined above.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанная биомасса может присутствовать в указанной первой реакционной смеси в количестве от 1 до 60 масс.%, предпочтительно от 5 до 45 масс.%, еще более предпочтительно от 10 масс.% и 30 масс.% по отношению к общей массе указанной первой реакционной смеси.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, said biomass may be present in said first reaction mixture in an amount of from 1 to 60 wt.%, preferably from 5 to 45 wt.%, even more preferably from 10 wt.% and 30 wt.% according to relative to the total weight of the specified first reaction mixture.
Для целей настоящего изобретения указанный реактор может быть выбран из реакторов, известных в данной области техники, таких как, например, автоклавы, реакторы с неподвижным слоем, суспензионные реакторы с непрерывной подачей биомассы (CSTR - реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием), экструдеры.For the purposes of the present invention, said reactor may be selected from reactors known in the art, such as, for example, autoclaves, fixed bed reactors, continuous biomass slurry reactors (CSTR - Continuous Stirred Reactor), extruders.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения указанный реактор выбран из суспензионных реакторов с непрерывной подачей биомассы (CSTR - реактор непрерывного действия с механическим перемешиванием).According to a preferred embodiment of the present invention, said reactor is selected from continuous biomass slurry reactors (CSTR - mechanically stirred continuous reactor).
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения указанная первая твердая фаза включает лигнин и целлюлозу, а указанная первая водная фаза содержит, по меньшей мере, один сахар, имеющий 5 атомов углерода (С5), и, необязательно, по меньшей мере, один сахар, имеющий 6 атомов углерода (С6) и указанную по меньшей мере одну органическую кислоту и, необязательно, указанную по меньшей мере одну неорганическую кислоту. Указанная, по меньшей мере, одна органическая кислота и необязательно указанная, по меньшей мере, одна неорганическая кислота представляет собой органическую кислоту и необязательно неорганическую кислоту, которая находится в контакте с биомассой. Указанным, по меньшей мере, одним сахаром является, в частности, ксилоза. Указанная ксилоза является производной кислотного гидролиза гемицеллюлозы. Арабиноза, манноза, галактоза, глюкоза также могут присутствовать в указанной первой водной фазе.According to a preferred embodiment of the present invention, said first solid phase comprises lignin and cellulose, and said first aqueous phase contains at least one sugar having 5 carbon atoms (C5) and optionally at least one sugar, having 6 carbon atoms (C6) and said at least one organic acid and optionally said at least one inorganic acid. Said at least one organic acid and optionally said at least one inorganic acid is an organic acid and optionally an inorganic acid that is in contact with the biomass. Said at least one sugar is in particular xylose. Said xylose is a derivative of the acid hydrolysis of hemicellulose. Arabinose, mannose, galactose, glucose may also be present in said first aqueous phase.
Указанная первая твердая фаза и указанная первая водная фаза могут быть разделены способами, известными в данной области, такими как, например, фильтрация, центрифугирование. Said first solid phase and said first aqueous phase may be separated by methods known in the art, such as, for example, filtration, centrifugation.
Предпочтительно указанные фазы разделяют фильтрацией.Preferably, said phases are separated by filtration.
Чтобы извлечь указанный сахар, имеющий 5 атомов углерода (С5), указанный сахар, имеющий 6 атомов углерода (С6), необязательно присутствующий, и указанную по меньшей мере одну органическую кислоту из указанной первой водной фазы, указанную первую водную фазу можно подвергать обработкам, известным в уровне технике. Например, указанная первая водная фаза может быть подвергнута стадии разделения с помощью смол, как описано, например, в патентах US 5726046 и US 5820687. В конце указанных стадий получены еще одна водная фаза, содержащая указанную органическую кислоту и, необязательно, указанную, по меньшей мере, одну неорганическую кислоту, и вторая водная фаза, содержащая, по меньшей мере, один сахар, имеющий 5 атомов углерода (С5), и, необязательно, по меньшей мере, один сахар, имеющий 6 атомы углерода (C6).In order to extract said sugar having 5 carbon atoms (C5), said sugar having 6 carbon atoms (C6), optionally present, and said at least one organic acid from said first aqueous phase, said first aqueous phase may be subjected to treatments known in the art. in the state of the art. For example, said first aqueous phase may be subjected to a resin separation step as described, for example, in US Pat. Nos. 5,726,046 and US 5,820,687. at least one inorganic acid, and a second aqueous phase containing at least one sugar having 5 carbon atoms (C5) and optionally at least one sugar having 6 carbon atoms (C6).
Указанная органическая кислота и указанная, по меньшей мере, одна неорганическая кислота, необязательно присутствующая, могут затем впоследствии быть повторно использованы в соответствии со способом, являющимся целью настоящего изобретения.Said organic acid and said at least one inorganic acid, optionally present, can then subsequently be reused in accordance with the method of the present invention.
Указанная вторая водная фаза, содержащая, по меньшей мере, один сахар, имеющий 5 атомов углерода (С5), и, необязательно, по меньшей мере, один сахар, имеющий 6 атомов углерода (С6), может использоваться как таковая или в смеси с растворами, особенно богатыми сахарами, имеющими 6 атомов углерода (С6), в процессах ферментации для производства спиртов (например, этанола, бутанола), липидов, диолов (например, 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 1,4-бутандиола, 2,3-бутандиола) или в процессах химического синтеза для производства других промежуточных продуктов или химических веществ. Указанные спирты и липиды могут, в свою очередь, выгодно использоваться при производстве биотоплива (например, биодизеля или «зеленого дизеля»), которое может использоваться как таковое или в смеси с другими автомобильными топливами, тогда как указанные диолы могут использоваться при производстве продуктов, таких как, например, биобутадиен, который, в свою очередь, может быть использован при производстве каучуков (например, полибутадиен или его сополимеры). Указанные виды применения особенно важны в случае биопереработки.Said second aqueous phase containing at least one sugar having 5 carbon atoms (C5) and optionally at least one sugar having 6 carbon atoms (C6) can be used as such or mixed with solutions , especially rich in sugars having 6 carbon atoms (C6), in fermentation processes for the production of alcohols (e.g. ethanol, butanol), lipids, diols (e.g. 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol , 2,3-butanediol) or in chemical synthesis processes to produce other intermediates or chemicals. These alcohols and lipids can, in turn, be used to advantage in the production of biofuels (e.g., biodiesel or "green diesel"), which can be used alone or blended with other automotive fuels, while these diols can be used in the production of products such as such as, for example, biobutadiene, which, in turn, can be used in the production of rubbers (for example, polybutadiene or its copolymers). These uses are particularly important in the case of biorefining.
Как упомянуто выше, способ, который является целью настоящего изобретения, позволяет получить, по меньшей мере, один сахар, имеющий 5 атомов углерода (С5), и, необязательно, по меньшей мере, один сахар, имеющий 6 атомов углерода (С6), в частности, по меньшей мере, один сахар с 5 атомами углерода (С5), такой как ксилоза, арабиноза, из кислотного гидролиза гемицеллюлозы с высоким выходом. Более конкретно, указанный способ позволяет получить выход сахара, имеющего 5 атомов углерода (С5), и сахара, имеющего 6 атомов углерода (С6), превышающего или равного 95%, причем указанный выход рассчитывают по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе. В дополнение к этому способ, который является целью настоящего изобретения, позволяет получить содержание (%) сахара, имеющего 5 атомов углерода (С5), превышающего или равного 70%, причем указанное содержание рассчитывают, как описано ниже.As mentioned above, the method which is the object of the present invention makes it possible to obtain at least one sugar having 5 carbon atoms (C5) and optionally at least one sugar having 6 carbon atoms (C6), in in particular, at least one sugar with 5 carbon atoms (C5), such as xylose, arabinose, from acid hydrolysis of hemicellulose in high yield. More specifically, this method allows to obtain a yield of sugar having 5 carbon atoms (C5) and sugar having 6 carbon atoms (C6) greater than or equal to 95%, and said yield is calculated in relation to the total amount of hemicellulose present in the original biomass . In addition, the method which is the object of the present invention makes it possible to obtain a content (%) of a sugar having 5 carbon atoms (C5) greater than or equal to 70%, said content being calculated as described below.
Способ, который является целью настоящего изобретения, также позволяет получать высокие выходы целлюлозы и лигнина.The method which is the object of the present invention also allows high yields of cellulose and lignin to be obtained.
Упомянутая первая твердая фаза, содержащая целлюлозу и лигнин, полученные в соответствии со способом, являющимся целью настоящего изобретения, может быть использована в процессе ферментативного гидролиза для гидролиза целлюлозы до глюкозы. Процесс ферментативного гидролиза может быть осуществлен в соответствии с методиками, известными в данной области, как описано, например, в патентах US 5628830, US 5916780 и US 6090595, с использованием коммерческих ферментов, таких как Celluclast 1,5 л (Novozymes), Econase CE (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188 (Novozymes), используемый отдельно или в смеси того же самого.Said first solid phase containing cellulose and lignin obtained according to the method of the present invention can be used in an enzymatic hydrolysis process to hydrolyse cellulose to glucose. The enzymatic hydrolysis process can be carried out according to techniques known in the art, as described, for example, in US Pat. (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188 (Novozymes), used alone or in a mixture of the same.
В результате ферментативного гидролиза указанной первой твердой фазы получают вторую твердую фазу, содержащую лигнин, и третью водную фазу, содержащую глюкозу, полученную в результате гидролиза целлюлозы.As a result of enzymatic hydrolysis of said first solid phase, a second solid phase containing lignin and a third aqueous phase containing glucose obtained from the hydrolysis of cellulose are obtained.
Указанная вторая твердая фаза и указанная третья жидкая фаза могут быть разделены способами, известными в данной области техники, такими как, например, фильтрация или центрифугирование. Предпочтительно указанные фазы разделяют фильтрацией.Said second solid phase and said third liquid phase may be separated by methods known in the art, such as, for example, filtration or centrifugation. Preferably, said phases are separated by filtration.
Указанная третья водная фаза, содержащая глюкозу, может использоваться как таковая или в смеси с растворами, особенно богатыми сахарами, имеющими 5 атомов углерода (С5), в качестве сырья в процессах ферментации для спиртов (например, этанола, бутанола), липидов, диолов (например, 1,3-пропандиол, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 2,3-бутандиол) или в процессах химического синтеза для получения других промежуточных соединений или химических веществ. Указанные спирты и липиды могут, в свою очередь, преимущественно использоваться при производстве биотоплива (например, биодизеля или "зеленого дизеля"), которое может использоваться как таковое или в смеси с другими автомобильными топливами, тогда как указанные диолы могут использоваться при производстве продуктов, такие как, например, биобутадиен, который, в свою очередь, может быть использован при производстве каучуков (например, полибутадиен или его сополимеры). Указанные виды применения особенно важны в случае биопереработки.Said third aqueous phase containing glucose can be used as such or mixed with solutions especially rich in sugars having 5 carbon atoms (C5) as feedstock in fermentation processes for alcohols (e.g. ethanol, butanol), lipids, diols ( e.g. 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol) or in chemical synthesis processes to produce other intermediates or chemicals. Said alcohols and lipids may, in turn, be predominantly used in the manufacture of biofuels (e.g., biodiesel or "green diesel"), which may be used alone or blended with other automotive fuels, while said diols may be used in the manufacture of products such as such as, for example, biobutadiene, which, in turn, can be used in the production of rubbers (for example, polybutadiene or its copolymers). These uses are particularly important in the case of biorefining.
Указанная вторая твердая фаза, содержащая лигнин, может использоваться в качестве топлива, например, в качестве топлива для производства энергии, необходимой для поддержки процессов переработки биомассы.This second solid phase containing lignin can be used as a fuel, for example, as a fuel for the production of energy needed to support the processing of biomass.
Процессы ферментации описаны в данной области техники, например, в заявке на патент США US 2013/0224333 и международной заявке на патент WO 2008/141317 (ферментация в присутствии дрожжей); или в заявке на патент США US 2010/0305341 и международной заявке на патент WO 2011/051977 (ферментация в присутствии генетически модифицированных маслянистых дрожжей); или в международной заявке на патент WO 2010/127319 (ферментация в присутствии генетически модифицированных микроорганизмов).Fermentation processes are described in the art, for example, in US patent application US 2013/0224333 and international patent application WO 2008/141317 (fermentation in the presence of yeast); or in US patent application US 2010/0305341 and international patent application WO 2011/051977 (fermentation in the presence of genetically modified buttery yeast); or in international patent application WO 2010/127319 (fermentation in the presence of genetically modified microorganisms).
Чтобы лучше понять настоящее изобретение и применить его на практике, ниже приведены некоторые иллюстративные и неограничивающие примеры.In order to better understand the present invention and to put it into practice, some illustrative and non-limiting examples are given below.
Методы анализа и характеристикиMethods of analysis and characteristics
Были использованы методы анализа и характеристики, перечисленные ниже.The analysis methods and characterizations listed below were used.
Анализ исходной биомассыAnalysis of initial biomass
Исходную биомассу анализировали с использованием системы волокнистых фракций Van-Soest`s для количественного определения компонентов клеточных стенок, в частности гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина, как описано, например, в Van Soest, P.J. and Wine, R.H. «Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. IV. Determination of plant cell-wall constituents", Journal of Association of Official Analytical Chemistry (1967), Vol. 50, pg. 50-55.The starting biomass was analyzed using Van-Soest's Fibrous Fraction System to quantify cell wall components, in particular hemicellulose, cellulose, and lignin, as described, for example, in Van Soest, P.J. and Wine, R.H. “Use of detergents in the analysis of fibrous feeds. IV. Determination of plant cell-wall constituents", Journal of Association of Official Analytical Chemistry (1967), Vol. 50, pg. 50-55.
Анализ соединений, присутствующих в первой водной фазеAnalysis of compounds present in the first aqueous phase
Сахара, присутствующие в первой водной фазе, анализировали с помощью ионной хроматографии с использованием следующих рабочих условий:The sugars present in the first aqueous phase were analyzed by ion chromatography using the following operating conditions:
- прибор: колонка Dionex IC3000, PA100;- instrument: column Dionex IC3000, PA100;
элюент: гидроксид натрия (NaOH) (100 мМ)-ацетат натрия (CH3COONa) 0,6 М в 200 мМ гидроксида натрия (NaOH);eluent: sodium hydroxide (NaOH) (100 mM)-sodium acetate (CH 3 COONa) 0.6 M in 200 mM sodium hydroxide (NaOH);
- программа элюции: градиент, электрохимический детектор.- elution program: gradient, electrochemical detector.
Побочные продукты, то есть фурфурол (F) и гидроксиметилфурфурол (HMF), присутствующие в первой водной фазе, анализировали жидкостной хроматографией с использованием следующих рабочих условий:By-products, i.e. furfural (F) and hydroxymethylfurfural (HMF) present in the first aqueous phase, were analyzed by liquid chromatography using the following operating conditions:
- Прибор: HP 1100, колонка Inertsil C18;- Device: HP 1100, column Inertsil C18;
- элюент: 0,01 М фосфорная кислота - ацетонитрил (CH3CN);- eluent: 0.01 M phosphoric acid - acetonitrile (CH 3 CN);
- программа элюции: градиент, детектор UV-DAD.- elution program: gradient, UV-DAD detector.
Расчет выхода, содержания сахаров с 5 атомами углерода (С5) и производства побочных продуктовCalculation of Yield, C5 Sugars (C5) and Production of By-Products
Выход выражали на основании результатов анализов (т.е. анализа соединений, присутствующих в первой водной фазе, как описано выше), в виде процентного соотношения между сахарами, имеющими 5 атомов углерода (С5) и 6 атомов углерода (С6) [т.е. пентозы (С5) и гексозы (С6) соответственно], присутствующие в указанной первой водной фазе, и общее количество гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе, согласно следующей формуле:The yield was expressed based on the results of the assays (i.e. the analysis of compounds present in the first aqueous phase as described above) as a percentage between sugars having 5 carbon atoms (C5) and 6 carbon atoms (C6) [i.e. . pentoses (C5) and hexoses (C6) respectively] present in said first aqueous phase and the total amount of hemicellulose present in the original biomass according to the following formula:
Выход = (mC5 + mC6) / mГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗА * 100Yield = (mC5 + mC6) / mHEMICELLULOSE * 100
в которой:wherein:
- C5 = пентозы, присутствующие в растворе;- C5 = pentoses present in solution;
- C6 = гексозы, присутствующие в растворе;- C6 = hexoses present in solution;
- m = масса соединения;- m = mass of the connection;
- ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗА = гемицеллюлоза, присутствующая в исходной биомассе.- HEMICELLULOSE = hemicellulose present in the original biomass.
Для каждого примера содержание (%) сахаров, имеющих 5 атомов углерода (С5) (то есть пентозы), присутствующих в первой водной фазе, также определяли по следующей формуле:For each example, the content (%) of sugars having 5 carbon atoms (C5) (i.e., pentoses) present in the first aqueous phase was also determined by the following formula:
Содержание C5 = mC5 / (mC5 + mC6) .100C5 content = mC5 / (mC5 + mC6) .100
где C5, C6 и m имеют значения, указанные выше.where C5, C6 and m are as defined above.
Чтобы эффективно выразить образование побочных продуктов, то есть гидроксиметилфурфурола (HMF) и фурфурола (F), коэффициенты разложения рассчитывали по следующим формулам:In order to effectively express the formation of by-products, i.e. hydroxymethylfurfural (HMF) and furfural (F), the decomposition coefficients were calculated using the following formulas:
Степень разложения C6 = mHMF / (mC6 + mHMF) .100Degradation C6 = mHMF / (mC6 + mHMF) .100
Коэффициент разложения C5 = mF / (mC5 + mF) * 100Decomposition factor C5 = mF / (mC5 + mF) * 100
где C5, C6 и m имеют значения, выше;where C5, C6 and m have the meanings above;
- F = фурфурол;- F = furfural;
- HMF = гидроксиметилфурфурол.- HMF = hydroxymethylfurfural.
Определение R по алгоритму (4)Determination of R by algorithm (4)
Один и тот же процесс выполнялся как для багассы (1), так и для багассы (2). Подробно, раствор метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) готовили при pH=0,9, добавляя подходящее количество метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) к 100 мл воды при комнатной температуре, энергично перемешивали при 600 об/мин посредством магнитной мешалки в стакане на 200 мл. Операцию контролировали электродом pH-метра (Metrohm 781 pH/Ion-метр), помещенным в контакт с раствором. К указанному раствору добавляли 21 г биомассы [багасса (1) или багасса (2) соответственно). Полученную смесь постоянно интенсивно перемешивали (600 об/мин) во время операции добавления, а затем до тех пор, пока pH не стабилизировался: рН-метр электрода (Metrohm 781, pH/Ion meter) находился в контакте с полученной смесью в течение всей последовательности операций. Указанная стабильность pH достигалась через 15 минут после добавления при pH 2,02. Алгоритм (4), который показан ниже для удобства, затем использовался для определения значения R:The same process was followed for both bagasse (1) and bagasse (2). In detail, a solution of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was prepared at pH=0.9 by adding an appropriate amount of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) to 100 ml of water at room temperature, stirred vigorously at 600 rpm with magnetic stirrer in a 200 ml beaker. The operation was monitored with a pH meter electrode (Metrohm 781 pH/Ion meter) placed in contact with the solution. To this solution was added 21 g of biomass [bagasse (1) or bagasse (2), respectively). The resulting mixture was constantly stirred vigorously (600 rpm) during the addition operation and then until the pH stabilized: the pH electrode meter (Metrohm 781, pH/Ion meter) was in contact with the resulting mixture throughout the entire sequence operations. Said pH stability was achieved 15 minutes after addition at pH 2.02. Algorithm (4), which is shown below for convenience, was then used to determine the value of R:
R = (10-pH (1) - 10-pH (2)) · 1000 · V / QR \u003d (10 -pH (1 ) - 10 -pH (2) ) 1000 V / Q
в которой:wherein:
- рН (1) = 0,9;- pH (1) = 0.9;
- рН (2) = 2,02;- pH (2) = 2.02;
- V (л) = 0,1;- V (l) = 0.1;
Q (г) = 21;Q(r) = 21;
получение значения R = 0,55 ммоль/г как для багассы (1), так и для багассы (2).obtaining an R value of 0.55 mmol/g for both bagasse (1) and bagasse (2).
Пример 1 (сравнительный)Example 1 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole емкостью 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (1), полученной из ранее размолотых растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянные от 2 до 2 мм) (R2=0,00 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г).885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (1) obtained from previously ground guayule plants (Parthenium argentatum) (sieved from 2 to 2 mm) (R 2 =0.00 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g) was added.
Полученную таким образом первую реакционную смесь интенсивно перемешивали (600 об/мин) до достижения температуры 140 °С в течение 45 минут, в результате чего получали вторую реакционную смесь, содержащую первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was vigorously stirred (600 rpm) until a temperature of 140°C was reached within 45 minutes, as a result of which a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose and a first aqueous phase containing sugars. derived from hemicellulose.
После того как автоклав охладился до комнатной температуры, указанные фазы разделяли фильтрованием.After the autoclave had cooled to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3 масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1 масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов, минеральных солей, смолы и остаточного каучука.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids, mineral salts, resin and residual rubber.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, получая следующие результаты (показаны в Таблице 1):The first aqueous phase was analyzed as described above, giving the following results (shown in Table 1):
- выход: 80,3% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 80.3% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение С5: 0,7%;- decomposition of C5: 0.7%;
- содержание C5: 79,4%.- C5 content: 79.4%.
ПРИМЕР 2 (сравнительный)EXAMPLE 2 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (109,1 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) помещали в автоклав Brignole емкостью 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,12 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (1), полученной из ранее размолотых растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянные от 2 до 2 мм) (R2 = 0,00 ммоль/г; RMINIMUM = 0,00 ммоль/г).885 g of water and 10.7 g (109.1 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the first amount of inorganic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R1 = 0.12 mmol/g). Then 135 g bagasse (1) obtained from previously milled guayule plants (Parthenium argentatum) (sieved from 2 to 2 mm) (R2 = 0.00 mmol/g; R MINIMUM = 0.00 mmol/g) was added.
Полученную таким образом первую реакционную смесь интенсивно перемешивали (600 об/мин) до достижения температуры 140 °С в течение 45 минут, в результате чего получали вторую реакционную смесь, содержащую первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was vigorously stirred (600 rpm) until a temperature of 140°C was reached within 45 minutes, as a result of which a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose and a first aqueous phase containing sugars. derived from hemicellulose.
После того как автоклав охладился до комнатной температуры, указанные фазы разделяли фильтрованием.After the autoclave had cooled to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3 масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1 масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов, минеральных солей, смолы и остаточного каучука.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids, mineral salts, resin and residual rubber.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, получая следующие результаты (показаны в Таблице 1):The first aqueous phase was analyzed as described above, giving the following results (shown in Table 1):
- выход: 69,1% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 69.1% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение С6: 1,7%;- decomposition of C6: 1.7%;
- разложение С5: 3,2%;- decomposition of C5: 3.2%;
- содержание C5: 72,6%.- C5 content: 72.6%.
ПРИМЕР 3 (изобретение)EXAMPLE 3 (invention)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole емкостью 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (1), полученной из ранее размолотых растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавляли 7,1 г (73,9 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (второе количество органической кислоты), определенной в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями (R2 = 0,55 ммоль/г; RMINIMUM = 1,37 ммоль/г): всего было добавлено mTOT = 185,2 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (1) obtained from previously milled guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.1 g (73.9 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (second amount of organic acid) determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.55 mmol/ g; R MINIMUM = 1.37 mmol/g): m TOT = 185.2 mmol was added in total.
Полученную таким образом первую реакционную смесь интенсивно перемешивали (600 об / мин) до достижения температуры 140 ° С в течение 45 минут, в результате чего получали вторую реакционную смесь, содержащую первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, получая из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was intensively stirred (600 rpm) until a temperature of 140°C was reached within 45 minutes, resulting in a second reaction mixture containing a first solid phase containing lignin and cellulose and a first aqueous phase containing sugars from hemicellulose.
После того как автоклав охладился до комнатной температуры, указанные фазы разделяли фильтрованием.After the autoclave had cooled to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3 мас.% целлюлозы, 18,2 мас.% гемицеллюлозы, 24,1 мас.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов, минеральных солей, смолы и остаточного каучука.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids, mineral salts, resin and residual rubber.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, получая следующие результаты (показаны в Таблице 1):The first aqueous phase was analyzed as described above, giving the following results (shown in Table 1):
- выход: 95,0% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.0% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение С5: 4,6%;- decomposition of C5: 4.6%;
- содержание C5: 80,5%.- C5 content: 80.5%.
ПРИМЕР 4 (сравнительный)EXAMPLE 4 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole емкостью 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее размолотых растений гвайюли (Parthenium argentatum) (просеянной до ниже 2 мм) (R2 = 0,00 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль / г).885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g bagasse (2) obtained from previously milled guayule plants (Parthenium argentatum) (screened to below 2 mm) was added (R 2 = 0.00 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g).
Полученную таким образом первую реакционную смесь интенсивно перемешивали (600 об/мин) до достижения температуры 140 ° С в течение 45 минут, в результате чего получали вторую реакционную смесь, содержащую первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, получая из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was vigorously stirred (600 rpm) until a temperature of 140°C was reached for 45 minutes, resulting in a second reaction mixture containing a first solid phase containing lignin and cellulose and a first aqueous phase containing sugars. from hemicellulose.
После того как автоклав охладился до комнатной температуры, указанные фазы разделяли фильтрованием.After the autoclave had cooled to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,2 масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8 масс. % лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.2 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt. % lignin relative to the total mass of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, получая следующие результаты (показаны в Таблице 2):The first aqueous phase was analyzed as described above, giving the following results (shown in Table 2):
- выход: 79,9% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 79.9% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение С5: 0,6%;- decomposition of C5: 0.6%;
- содержание C5: 80,4%.- C5 content: 80.4%.
ПРИМЕР 5 (сравнительный)EXAMPLE 5 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (109,1 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) помещали в автоклав Brignole емкостью 2 л на открытом воздухе (R1=0,12 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее размолотых растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянной до ниже 2 мм) (R2 = 0,00 ммоль/г; RMINIMUM = 0,00 ммоль/г).885 g of water and 10.7 g (109.1 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the first amount of inorganic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 =0.12 mmol/g). Then 135 g bagasse (2) obtained from previously milled guayule plants (Parthenium argentatum) (screened to below 2 mm) was added (R 2 = 0.00 mmol/g; R MINIMUM = 0.00 mmol/g).
Полученную таким образом первую реакционную смесь интенсивно перемешивали (600 об/мин) до достижения температуры 140 °С в течение 45 минут, в результате чего получали вторую реакционную смесь, содержащую первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was vigorously stirred (600 rpm) until a temperature of 140°C was reached within 45 minutes, as a result of which a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose and a first aqueous phase containing sugars. derived from hemicellulose.
После того как автоклав охладился до комнатной температуры, указанные фазы разделяли фильтрованием.After the autoclave had cooled to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0 масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8 масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, получая следующие результаты (показаны в Таблице 2):The first aqueous phase was analyzed as described above, giving the following results (shown in Table 2):
- выход: 68,4% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 68.4% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 2,4%;- C6 degradation: 2.4%;
- разложение С5: 3,6%;- decomposition of C5: 3.6%;
- содержание C5: 70,1%.- C5 content: 70.1%.
ПРИМЕР 6 (изобретение)EXAMPLE 6 (invention)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole емкостью 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянные до ниже 2 мм). Наконец, добавляли 7,1 г (73,9 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (второе количество органической кислоты), определенной в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями (R2 = 0,55 ммоль/г; RMINIMUM = 1,37 ммоль/г) всего было добавлено: mTOT = 185,2 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.1 g (73.9 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (second amount of organic acid) determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.55 mmol/ g; R MINIMUM = 1.37 mmol/g) total was added: m TOT = 185.2 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь интенсивно перемешивали (600 об/мин) до достижения температуры 140 °С в течение 45 минут, в результате чего получали вторую реакционную смесь, содержащую первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was vigorously stirred (600 rpm) until a temperature of 140°C was reached within 45 minutes, as a result of which a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose and a first aqueous phase containing sugars. derived from hemicellulose.
После того как автоклав охладился до комнатной температуры, указанные фазы разделяли фильтрованием.After the autoclave had cooled to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0 масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8 масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Оставшаяся часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, получая следующие результаты (показаны в Таблице 2):The first aqueous phase was analyzed as described above, giving the following results (shown in Table 2):
- выход: 95,2% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.2% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение С5: 4,4%;- decomposition of C5: 4.4%;
- содержание C5: 80,7%.- C5 content: 80.7%.
ПРИМЕР 7 (по изобретению)EXAMPLE 7 (according to the invention)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (1), полученной из предварительно измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (с размером частиц до менее 2 мм). Наконец, добавляли 7,1 г (72,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,54 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г): всего было добавлено mTOT = 183,7 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (1) obtained from pre-crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (particle size down to less than 2 mm) was added. Finally, 7.1 g (72.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.54 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g): m TOT = 183.7 mmol was added in total.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3 масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1 масс.% лигнина по отношению к общему весу исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов, минеральных солей, смолы и остаточного каучука.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin in relation to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids, mineral salts, resin and residual rubber.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов (показанных в Таблице 1 и Таблице 3):The first aqueous phase was analyzed as described above with the following results (shown in Table 1 and Table 3):
- выход: 95,1% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.1% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 4,5%;- decomposition of C5: 4.5%;
- содержание C5: 80,1%.- C5 content: 80.1%.
ПРИМЕР 8 (изобретение)EXAMPLE 8 (invention)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавляли 7,1 г (72,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,54 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г): всего добавили mTOT = 183,7 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.1 g (72.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.54 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g): total added m TOT = 183.7 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0 масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8 масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, с получением следующих результатов (показанных в Таблице 2 и Таблице 4):The first aqueous phase was analyzed as described above, with the following results (shown in Table 2 and Table 4):
- выход: 95,4% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.4% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- деградация C6: 0,0%;- degradation of C6: 0.0%;
- деградация C5: 4,5%;- degradation of C5: 4.5%;
- содержание C5: 80,3%.- C5 content: 80.3%.
ПРИМЕР 9 (сравнительный)EXAMPLE 9 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (1), полученной из предварительно измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, 3,0 г (30,6 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты) меньше, чем определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,23 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г) было добавлено: всего добавлено mTOT = 141,9 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (1) obtained from pre-crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 3.0 g (30.6 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) is less than that determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.23 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g) was added: total added m TOT = 141.9 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об / мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was kept under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3 масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1 масс.% лигнина по отношению к общему весу исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов, минеральных солей, смолы и остаточного каучука.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin in relation to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids, mineral salts, resin and residual rubber.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 3):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 3):
- выход: 87,8% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 87.8% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 3,9%;- C5 decomposition: 3.9%;
- содержание C5: 80,1%.- C5 content: 80.1%.
ПРИМЕР 10 (сравнительный)EXAMPLE 10 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (1), полученной из предварительно измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, 11,0 г (112,2 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), больше, чем определено по уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,82 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г) добавлено: всего добавлено mTOT = 223,5 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (1) obtained from pre-crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 11.0 g (112.2 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid), more than that determined by equation (1) and the following equations (R 2 = 0.82 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g) added: total added m TOT = 223.5 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об / мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was kept under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3 масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1 масс.% лигнина по отношению к общему весу исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов, минеральных солей, смолы и остаточного каучука.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin in relation to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids, mineral salts, resin and residual rubber.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 3):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 3):
- выход: 86,1% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 86.1% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 7,2%;- decomposition of C5: 7.2%;
- содержание C5: 74,3%.- C5 content: 74.3%.
ПРИМЕР 11 (сравнительный)EXAMPLE 11 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавлено 3,0 г (30,6 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты) меньше, чем определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,23 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 141,9 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 3.0 g (30.6 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) is added, less than that determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.23 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g): total added m TOT = 141.9 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 4):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 4):
- выход: 84,7% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 84.7% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 3,2%;- decomposition of C5: 3.2%;
- содержание C5: 80,5%.- C5 content: 80.5%.
ПРИМЕР 12 (сравнительный)EXAMPLE 12 (comparative)
885 г воды и 10,7 г (111,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе (R1 = 0,13 ммоль/г). Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 11,0 г (112,2 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты) меньше, чем определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,82 ммоль/г; RMINIMUM = 0,82 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 223,5 ммоль.885 g of water and 10.7 g (111.3 mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (the first amount of organic acid) were placed in a 2 L Brignole autoclave in open air (R 1 = 0.13 mmol/g ). Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 11.0 g (112.2 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, less than that determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.82 mmol/g; R MINIMUM = 0.82 mmol/g): total added m TOT = 223.5 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 4):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 4):
- выход: 86,3% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 86.3% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 4,3%;- decomposition of C6: 4.3%;
- разложение C5: 7,4%;- decomposition of C5: 7.4%;
- содержание C5: 71,3%.- C5 content: 71.3%.
ПРИМЕР 13 (сравнительный)EXAMPLE 13 (comparative)
885 г воды и 5,3 г (55,14 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) и 5,5 г (56,2 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) (R1 = 0,13 ммоль/г) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе. Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 7,0 г (71,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,53 ммоль/г; RMINIMUM = 0,41 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 182,7 ммоль.885 g water and 5.3 g (55.14 mmol) methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (first amount of organic acid) and 5.5 g (56.2 mmol) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) ( the first amount of inorganic acid) (R 1 = 0.13 mmol/g) was placed in a 2 L Brignole autoclave in the open air. Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.0 g (71.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.53 mmol/g; R MINIMUM = 0.41 mmol/g): total added m TOT = 182.7 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 5):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 5):
- выход: 96,0% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 96.0% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 4,6%;- C5 decomposition: 4.6%;
- содержание C5: 81,2%.- C5 content: 81.2%.
ПРИМЕР 14 (по изобретению)EXAMPLE 14 (according to the invention)
885 г воды и 3,3 г (34,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) и 7,6 г (77,5 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) (R1 = 0,13 ммоль/г) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе. Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 7,0 г (71,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,53 ммоль/г; RMINIMUM = 0,25 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 183,2 ммоль.885 g water and 3.3 g (34.3 mmol) methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (first amount of organic acid) and 7.6 g (77.5 mmol) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) ( the first amount of inorganic acid) (R 1 = 0.13 mmol/g) was placed in a 2 L Brignole autoclave in the open air. Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.0 g (71.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.53 mmol/g; R MINIMUM = 0.25 mmol/g): total added m TOT = 183.2 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 5):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 5):
- выход: 95,4% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.4% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 4,2%;- decomposition of C5: 4.2%;
- содержание C5: 79,8%.- C5 content: 79.8%.
ПРИМЕР 15 (сравнительный)EXAMPLE 15 (comparative)
885 г воды и 2,1 г (21,8 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) и 8,7 г (88,7 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) (R1 = 0,13 ммоль/г) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе. Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 7,0 г (71,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,53 ммоль/г; RMINIMUM = 0,16 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 181,9 ммоль.885 g water and 2.1 g (21.8 mmol) methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (first amount of organic acid) and 8.7 g (88.7 mmol) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) ( the first amount of inorganic acid) (R 1 = 0.13 mmol/g) was placed in a 2 L Brignole autoclave in the open air. Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.0 g (71.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.53 mmol/g; R MINIMUM = 0.16 mmol/g): total added m TOT = 181.9 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 42,3масс.% целлюлозы, 18,2 масс.% гемицеллюлозы, 24,1масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 42.3 wt.% cellulose, 18.2 wt.% hemicellulose, 24.1 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 5):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 5):
- выход: 81,4% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 81.4% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 1,1%;- decomposition of C5: 1.1%;
- содержание C5: 79,2%.- C5 content: 79.2%.
ПРИМЕР 16 (по изобретению)EXAMPLE 16 (according to the invention)
885 г воды и 5,3 г (55,14 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) и 5,5 г (56,2 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) (R1 = 0,13 ммоль/г) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе. Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 7,0 г (71,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,53 ммоль/г; RMINIMUM = 0,41 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 182,7 ммоль.885 g water and 5.3 g (55.14 mmol) methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (first amount of organic acid) and 5.5 g (56.2 mmol) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) ( the first amount of inorganic acid) (R 1 = 0.13 mmol/g) was placed in a 2 L Brignole autoclave in the open air. Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.0 g (71.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.53 mmol/g; R MINIMUM = 0.41 mmol/g): total added m TOT = 182.7 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 6):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 6):
- выход: 95,2% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.2% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 4,3%;- decomposition of C5: 4.3%;
- содержание C5: 80,7%.- C5 content: 80.7%.
ПРИМЕР 17 (по изобретению)EXAMPLE 17 (according to the invention)
885 г воды и 3,3 г (34,3 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) и 7,6 г (77,5 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) (R1 = 0,13 ммоль/г) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе. Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 7,0 г (71,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,53 ммоль/г; RMINIMUM = 0,25 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 183,2 ммоль.885 g water and 3.3 g (34.3 mmol) methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (first amount of organic acid) and 7.6 g (77.5 mmol) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) ( the first amount of inorganic acid) (R 1 = 0.13 mmol/g) was placed in a 2 L Brignole autoclave in the open air. Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.0 g (71.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.53 mmol/g; R MINIMUM = 0.25 mmol/g): total added m TOT = 183.2 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 6):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 6):
- выход: 95,0% (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 95.0% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 4,6%;- C5 degradation: 4.6%;
- содержание C5: 81,2%.- C5 content: 81.2%.
ПРИМЕР 18 (сравнительный)EXAMPLE 18 (comparative)
885 г воды и 2,1 г (21,8 ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) (первое количество органической кислоты) и 8,7 г (88,7 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (первое количество неорганической кислоты) (R1 = 0,13 ммоль/г) помещали в автоклав Brignole объемом 2 л на открытом воздухе. Затем добавляли 135 г багассы (2), полученной из ранее измельченных растений гвайюлы (Parthenium argentatum) (просеянных до ниже 2 мм). Наконец, добавили 7,0 г (71,4 ммоль) серной кислоты (H2SO4) (второе количество неорганической кислоты), определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям (R2 = 0,53 ммоль/г; RMINIMUM = 0,16 ммоль/г): всего добавлено mTOT = 181,9 ммоль.885 g water and 2.1 g (21.8 mmol) methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) (first amount of organic acid) and 8.7 g (88.7 mmol) sulfuric acid (H 2 SO 4 ) ( the first amount of inorganic acid) (R 1 = 0.13 mmol/g) was placed in a 2 L Brignole autoclave in the open air. Then 135 g of bagasse (2) obtained from previously crushed guayule plants (Parthenium argentatum) (sifted to below 2 mm) was added. Finally, 7.0 g (71.4 mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) (the second amount of inorganic acid) was added, determined according to equation (1) and the following equations (R 2 = 0.53 mmol/g; R MINIMUM = 0.16 mmol/g): total added m TOT = 181.9 mmol.
Полученную таким образом первую реакционную смесь поддерживали при интенсивном перемешивании (600 об/мин) до тех пор, пока она не достигла температуры 140 °C в течение 45 минут, в результате чего была получена вторая реакционная смесь, содержащая первую твердую фазу, содержащую лигнин и целлюлозу, и первую водную фазу, содержащую сахара, полученные из гемицеллюлозы.The first reaction mixture thus obtained was maintained under vigorous stirring (600 rpm) until it reached a temperature of 140°C in 45 minutes, whereby a second reaction mixture was obtained containing a first solid phase containing lignin and cellulose, and a first aqueous phase containing sugars derived from hemicellulose.
После охлаждения автоклава до комнатной температуры указанные фазы разделяли фильтрацией.After cooling the autoclave to room temperature, these phases were separated by filtration.
Состав исходной биомассы, определенный, как описано выше, был следующим: 47,0 масс.% целлюлозы, 20,2 масс.% гемицеллюлозы, 26,8 масс.% лигнина по отношению к общей массе исходной биомассы. Остальная часть состояла из органических кислот, белковых и небелковых азотных веществ, липидов и минеральных солей.The composition of the original biomass, determined as described above, was as follows: 47.0 wt.% cellulose, 20.2 wt.% hemicellulose, 26.8 wt.% lignin relative to the total weight of the original biomass. The rest consisted of organic acids, protein and non-protein nitrogen substances, lipids and mineral salts.
Первую водную фазу анализировали, как описано выше, и получили следующие результаты (показаны в таблице 6):The first aqueous phase was analyzed as described above and the following results were obtained (shown in Table 6):
- выход: 79,4 % (по отношению к общему количеству гемицеллюлозы, присутствующей в исходной биомассе);- yield: 79.4% (relative to the total amount of hemicellulose present in the original biomass);
- разложение C6: 0,0%;- decomposition of C6: 0.0%;
- разложение C5: 1,5 %;- decomposition of C5: 1.5%;
- содержание C5: 78,8 %.- C5 content: 78.8%.
Таблица 1Table 1
Результаты, полученные при гидролизе багассы (1)Bagasse Hydrolysis Results (1)
(ммоль) m 1
(mmol)
(ммоль) m2
(mmol)
(ммоль/г) R1
(mmol/g)
(ммоль/г) R2
(mmol/g)
(ммоль/г) R MINIMUM
(mmol/g)
(*): молей кислоты по отношению к количеству воды (G1), определенному согласно уравнению (1), показанному выше;(*): moles of acid relative to the amount of water (G 1 ) determined according to the equation (1) shown above;
(**): молей кислоты по отношению к количеству биомассы (G2), определенному согласно уравнению (1), показанному выше;(**): moles of acid relative to the amount of biomass (G 2 ) determined according to the equation (1) shown above;
Таблица 2table 2
Результаты, полученные при гидролизе багассы (2)Results obtained from the hydrolysis of bagasse (2)
(ммоль) m 1
(mmol)
(ммоль) m2
(mmol)
(ммоль/г) R1
(mmol/g)
(ммоль/г) R2
(mmol/g)
(ммоль/г) R MINIMUM
(mmol/g)
(*): молей кислоты по отношению к количеству воды (G1), определенному согласно уравнению (1), показанному выше;(*): moles of acid relative to the amount of water (G 1 ) determined according to the equation (1) shown above;
(**): молей кислоты по отношению к количеству биомассы (G2), определенному согласно уравнению (1), показанному выше.(**): moles of acid relative to the amount of biomass (G 2 ) determined according to equation (1) shown above.
Таблица 3Table 3
Результаты, полученные при гидролизе багассы (1), при изменении количеств H2SO4 Results obtained from the hydrolysis of bagasse (1) with varying amounts of H 2 SO 4
(ммоль) m 1
(mmol)
(ммоль) m2
(mmol)
(ммоль/г) R1
(mmol/g)
(ммоль/г) R2
(mmol/g)
(ммоль/г) R MINIMUM
(mmol/g)
(недостаток)
(30,6) H2SO4 ( **)
(flaw)
(30.6)
(112,2)H 2 SO 4 (**) (excess)
(112.2)
(*): молей кислоты по отношению к количеству воды (G1), определенному согласно уравнению (1), показанному выше;(*): moles of acid relative to the amount of water (G 1 ) determined according to the equation (1) shown above;
(**): молей кислоты по отношению к количеству биомассы (G2), определенному согласно уравнению (1), показанному выше.(**): moles of acid relative to the amount of biomass (G 2 ) determined according to equation (1) shown above.
Таблица 4Table 4
Результаты, полученные при гидролизе багассы (2), при изменении количеств H2SO4 Results obtained from the hydrolysis of bagasse (2) with varying amounts of H 2 SO 4
(ммоль) m 1
(mmol)
(ммоль) m2
(mmol)
(ммоль/г) R1
(mmol/g)
(ммоль/г) R2
(mmol/g)
(ммоль/г) R MINIMUM
(mmol/g)
(30,6)H 2 SO 4 (**) (deficiency)
(30.6)
(112,2)H 2 SO 4 (**) (excess)
(112.2)
(*): молей кислоты по отношению к количеству воды (G1), определенному согласно уравнению (1), показанному выше;(*): moles of acid relative to the amount of water (G 1 ) determined according to the equation (1) shown above;
(**): молей кислоты по отношению к количеству биомассы (G2), определенному согласно уравнению (1), показанному выше.(**): moles of acid relative to the amount of biomass (G 2 ) determined according to equation (1) shown above.
Таблица 5Table 5
Результаты, полученные при гидролизе багассы (1), при различных соотношениях RMINIMUM (ммоль/г) (*) Results obtained from the hydrolysis of bagasse (1) at various R MINIMUM ratios (mmol/g) (*)
(ммоль/г) R1
(mmol/g)
(ммоль/г) R2
(mmol/g)
(ммоль/г) R MINIMUM
(mmol/g)
(*): RMINIMUM (ммоль/г) определяет соотношение между используемыми молями органической кислоты (CH3-SO3H) (ммоль) и биомассой (G2); для того, чтобы получить общее количество молей кислоты mTOT, согласно уравнению (1), показанному выше, использовали неорганическую кислоту H2SO4.(*): R MINIMUM (mmol/g) defines the ratio between the used moles of organic acid (CH 3 -SO 3 H) (mmol) and biomass (G 2 ); in order to obtain the total number of moles of acid m TOT according to the equation (1) shown above, the inorganic acid H 2 SO 4 was used.
Таблица 6Table 6
Результаты, полученные при гидролизе багассы (2), при различных соотношениях RMINIMUM (ммоль/г) (*) Results obtained from the hydrolysis of bagasse (2) at different R MINIMUM ratios (mmol/g) (*)
(ммоль/г) R1
(mmol/g)
(ммоль/г) R2
(mmol/g)
(ммоль/г) R MINIMUM
(mmol/g)
(*): RMINIMUM (ммоль/г) определяет соотношение между используемыми молями органической кислоты (CH3-SO3H) (ммоль) и биомассой (G2); для того, чтобы получить общее количество молей кислоты mTOT, согласно уравнению (1), показанному выше, использовали неорганическую кислоту H2SO4.(*): R MINIMUM (mmol/g) defines the ratio between the used moles of organic acid (CH 3 -SO 3 H) (mmol) and biomass (G 2 ); in order to obtain the total number of moles of acid m TOT according to the equation (1) shown above, the inorganic acid H 2 SO 4 was used.
Данные, приведенные в таблице 1 [багасса (1)], показывают, что:The data in Table 1 [bagasse (1)] shows that:
- Пример 1 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано по отношению к количеству использованной воды (G1), без дополнительного добавления количества m2 (ммоль) органической или неорганической кислоты, определенное согласно уравнению (1) и следующим уравнениям, имеет низкий выход сахаров [Выход (%)] (80,3%); кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,00 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г становится ясно, что значение R2 не соответствует настоящему изобретению;- Example 1 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used in relation to the amount of water used (G 1 ), without further adding the amount of m 2 (mmol) organic or inorganic acid, determined according to equation (1) and the following equations, has a low yield of sugars [Yield (%)] (80.3%); in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.00 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g, it becomes clear that the value of R 2 does not correspond to the present invention;
- Пример 2 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) было использовано по отношению к количеству использованной воды (G1), без дальнейшего добавления определенного количества m2 (ммоль) органической или неорганической кислоты, согласно уравнению (1) и следующим уравнениям, имеет низкий выход сахаров [Выход (%)] (69,1%), более низкий, чем в Примере 1 (сравнительный); кроме того, что касается Примера 1 (сравнительного), гидроксиметилфурфурол (HMF) образуется в незначительных количествах (степень разложения равна 1,7%) вместе с заметным увеличением разложения до фурфурола (F) (степень разложения равна 3,2 %); кроме того, из исследования параметров R1=0,12 ммоль/г, R2 = 0,00 ммоль/г и RMINIMUM = 0,00 ммоль/г становится ясно, что значения R2 и RMINIMUM не соответствуют настоящему изобретению;- Example 2 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was used in relation to the amount of water used (G 1 ), without further adding a certain amount m 2 (mmol) of an organic or inorganic acid , according to equation (1) and the following equations, has a low yield of sugars [Yield (%)] (69.1%), lower than in Example 1 (comparative); moreover, with regard to Example 1 (comparative), hydroxymethylfurfural (HMF) is formed in small amounts (decomposition rate is 1.7%) along with a marked increase in decomposition to furfural (F) (decomposition rate is 3.2%); in addition, from the study of the parameters R 1 =0.12 mmol/g, R 2 = 0.00 mmol/g and R MINIMUM = 0.00 mmol/g, it becomes clear that the values of R 2 and R MINIMUM do not correspond to the present invention;
- Пример 3 (изобретение), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и количества m2 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества используемой биомассы (G2), определенного в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет высокий выход сахаров [Выход (%)] (95,0%); также не наблюдается образования гидроксиметилфурфурола (HMF) (степень разложения равна 0,0%); кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,55 ммоль/г и RMINIMUM=1,37 ммоль/г становится ясно, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 3 (invention), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of biomass used (G 2 ), determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a high yield of sugars [Yield (%)] (95.0%); also no formation of hydroxymethylfurfural (HMF) is observed (the degree of decomposition is 0.0%); in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.55 mmol/g and R MINIMUM =1.37 mmol/g, it becomes clear that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
Пример 7 (изобретение), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1), и количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) было использовано с относительно количества используемой биомассы (G2), определенного в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет высокий выход сахаров [выход (%)] (95,1%), сравнимый с выходом в примере 3 (изобретение); наконец, наблюдается разложение до фурфурола (F) (степень разложения, равная 4,5%), сравнимого с разложением, полученным в Примере 3 (изобретение), подтверждая, таким образом, что использование серной кислоты (H2SO4) не оказывает отрицательного влияния на выход сахара или разложение до фурфурола; кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,54 ммоль/г и RMINIMUM=0,82 ммоль/г становится ясно, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению.Example 7 (invention), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G1), and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was used with respect to the amount of biomass used (G2) determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a high yield of sugars [yield (%)] (95.1%), comparable with the yield in example 3 (invention); finally, decomposition to furfural (F) is observed (decomposition rate equal to 4.5%), comparable with the decomposition obtained in Example 3 (invention), thus confirming that the use of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) does not have a negative effects on sugar yield or decomposition to furfural; in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.54 mmol/g and R MINIMUM =0.82 mmol/g, it becomes clear that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention.
Данные, приведенные в таблице 2 ((багасса (2)), показывают, что:The data in Table 2 ((bagasse (2)) shows that:
- Пример 4 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды G1, без дополнительного добавления определенного количества m2 (ммоль) органической или неорганической кислоты, согласно уравнению (1) и следующим уравнениям, имеет низкий выход сахаров [Выход (%)] (79,9%); кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,00 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г становится ясно, что значение R2 не соответствует настоящему изобретению;- Example 4 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water G 1 used, without additionally adding a certain amount of m 2 (mmol) organic or inorganic acid, according to equation (1) and the following equations, has a low yield of sugars [Yield (%)] (79.9%); in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.00 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g, it becomes clear that the value of R 2 does not correspond to the present invention;
- Пример 5 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) было использовано по отношению к количеству использованной воды (G1), без дополнительного добавления определенного количества m2 (ммоль) органической или неорганической кислоты, согласно уравнению (1) и следующим уравнениям, имеет низкий выход сахаров [Выход (%)] (68,4%) и ниже, чем в Примере 5 (сравнительный); кроме того, что касается Примера 5 (сравнительного), гидроксиметилфурфурол (HMF) образуется в существенных количествах (степень разложения равна 2,4%) вместе с заметным увеличением разложения фурфурола (F) (степень разложения равна 3,6%); кроме того, из исследования параметров R1=0,12 ммоль/г, R2=0,00 ммоль/г и RMINIMUM = 0,00 ммоль/г становится ясно, что значения R2 и RMINIMUM не соответствуют настоящему изобретению;- Example 5 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was used in relation to the amount of water used (G 1 ), without additionally adding a certain amount of m 2 (mmol) organic or inorganic acid , according to equation (1) and the following equations, has a low yield of sugars [Yield (%)] (68.4%) and lower than in Example 5 (comparative); in addition, with regard to Example 5 (comparative), hydroxymethylfurfural (HMF) is formed in significant amounts (decomposition rate is 2.4%) along with a marked increase in the decomposition of furfural (F) (decomposition rate is 3.6%); in addition, from the study of the parameters R 1 =0.12 mmol/g, R 2 =0.00 mmol/g and R MINIMUM = 0.00 mmol/g, it becomes clear that the values of R 2 and R MINIMUM do not correspond to the present invention;
- Пример 6 (изобретение), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) использовалось относительно количества использованной воды (G1) и количество m2 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества используемой биомассы (G2), определенного в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет высокий выход сахаров [Выход (%)] (95,2%); кроме того, не наблюдается образования гидроксиметилфурфурола (HMF) (степень разложения равна 0,0%); кроме того, из исследования параметров R1= 0,13 ммоль/г, R2 = 0,55 ммоль/г и RMINIMUM = 1,37 ммоль/г становится ясно, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 6 (invention), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H ) was used relative to the amount of biomass used (G 2 ) determined according to equation (1) and the following equations, has a high yield of sugars [Yield (%)] (95.2%); in addition, no formation of hydroxymethylfurfural (HMF) is observed (decomposition rate is 0.0%); in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.55 mmol/g and R MINIMUM = 1.37 mmol/g, it becomes clear that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
- Пример 8 (изобретение), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и было использовано количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) относительно количества используемой биомассы (G2), определенного согласно уравнению (1) и следующим уравнениям, имеет высокий выход сахаров [Выход (%)] (95,4%), сравнимый с выходом в Примере 6 (изобретение); наконец, наблюдается разложение до фурфурола (F) (степень разложения, равная 4,5%), сравнимое с таковым в Примере 6 (изобретение), что подтверждает, таким образом, что использование серной кислоты (H2SO4) не оказывает отрицательного влияния ни на выход сахара, ни на разложение до фурфурола; кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,54 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г становится ясно, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению.- Example 8 (invention), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ), and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) with respect to the amount of biomass used (G2) determined according to equation (1) and the following equations, has a high yield of sugars [Yield (%)] (95.4%), comparable to that of Example 6 (invention); finally, decomposition to furfural (F) is observed (decomposition rate equal to 4.5%), comparable to that in Example 6 (invention), thus confirming that the use of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) does not adversely affect neither on the release of sugar, nor on decomposition to furfural; in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R2 = 0.54 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g, it becomes clear that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention .
Данные, приведенные в таблице 3 [багасса (1)], показывают, что:The data shown in Table 3 [bagasse (1)] shows that:
- Пример 7 (изобретение), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества воды G1, и количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) было использовано относительно количества используемой биомассы (G2), определенному согласно уравнению (1) и следующим уравнениям, имеет высокий выход сахаров [Выход (%)] (95,1%); кроме того, не наблюдается образования гидроксиметилфурфурола (HMF) (степень разложения равна 0,0%); кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,54 ммоль/г и RMINIMUM=0,82 ммоль/г становится ясно, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 7 (invention), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water G 1 , and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was used with respect to the amount of biomass used (G 2 ) determined according to equation (1) and the following equations, has a high yield of sugars [Yield (%)] (95.1%); in addition, no formation of hydroxymethylfurfural (HMF) is observed (decomposition rate is 0.0%); in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.54 mmol/g and R MINIMUM =0.82 mmol/g, it becomes clear that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
- Пример 9 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и использовано количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) в отношении количества используемой биомассы (G2) ниже, чем определенное в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет более низкий выход сахаров [Выход (%)] (87,8%), чем в примере 7 (изобретение ); кроме того, из исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,23 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г становится ясно, что значение R2 не соответствует настоящему изобретению;- Example 9 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) in relation to the amount of biomass used (G 2 ) is lower than determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a lower yield of sugars [Yield (%)] (87.8%) than in example 7 (invention ) ; in addition, from the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.23 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g, it becomes clear that the value of R 2 does not correspond to the present invention;
- Пример 10 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и использовано количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) в отношении количества используемой биомассы (G2) выше, чем определенное в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет более низкий выход сахаров [выход (%)] (86,1%), чем в примере 7 (изобретение); также наблюдается заметное увеличение разложения до фурфурола (F) (степень разложения равна 7,2%); кроме того, изучение параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,82 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г, ясно, что значение R2 не соответствует настоящему изобретению.- Example 10 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) in relation to the amount of biomass used (G 2 ) is higher than determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a lower yield of sugars [yield (%)] (86.1%) than in example 7 (invention) ; there is also a noticeable increase in decomposition to furfural (F) (decomposition rate is 7.2%); in addition, studying the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.82 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g, it is clear that the value of R 2 does not correspond to the present invention.
Данные, приведенные в таблице 4 [багасса (2)], показывают, что:The data in Table 4 [bagasse (2)] shows that:
- Пример 8 (изобретение), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и использовано количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) относительно количества используемой биомассы (G2), определенного в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет высокий выход сахаров [Выход (%)] (95,4%); кроме того, не наблюдается образования гидроксиметилфурфурола (HMF) (степень разложения равна 0,0%); кроме того, изучение параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,54 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г показывает, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 8 (invention), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) relative to the amount of biomass used (G 2 ) determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a high yield of sugars [Yield (%)] (95.4%); in addition, no formation of hydroxymethylfurfural (HMF) is observed (decomposition rate is 0.0%); in addition, the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.54 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g shows that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
- Пример 11 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и использовано количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4) в отношении количества используемой биомассы (G2) ниже, чем определенное в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет более низкий выход сахаров [Выход (%)] 84,7%), чем в примере 8 (изобретение); кроме того, изучение параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,23 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г показывает, что значение R2 не соответствует настоящему изобретению;- Example 11 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) in relation to the amount of biomass used (G 2 ) lower than determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a lower yield of sugars [Yield (%)] 84.7%) than in example 8 (invention); in addition, the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.23 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g shows that the value of R 2 does not correspond to the present invention;
- Пример 12 (сравнительный), в котором количество m1 (ммоль) метансульфоновой кислоты (CH3-SO3H) было использовано относительно количества использованной воды (G1) и использовано количество m2 (ммоль) серной кислоты (H2SO4), в отношении количества используемой биомассы, G2 выше, чем определенное в соответствии с уравнением (1) и следующими уравнениями, имеет более низкий выход сахаров (выход (%) 86,3%), чем в примере 8 (изобретение); также наблюдается заметное увеличение разложения до фурфурола (F) (степень разложения между 7,4%); кроме того, изучение параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,82 ммоль/г и RMINIMUM = 0,82 ммоль/г показывает, что значение R2 не соответствует настоящему изобретению.- Example 12 (comparative), in which the amount m 1 (mmol) of methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) was used relative to the amount of water used (G 1 ) and the amount m 2 (mmol) of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), in relation to the amount of biomass used, G 2 is higher than determined in accordance with equation (1) and the following equations, has a lower yield of sugars (yield (%) 86.3%) than in example 8 (invention); there is also a marked increase in decomposition to furfural (F) (decomposition rate between 7.4%); in addition, the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.82 mmol/g and R MINIMUM = 0.82 mmol/g shows that the R2 value does not correspond to the present invention.
Данные, приведенные в таблице 5 [багасса (1)], показывают, что:The data in Table 5 [bagasse (1)] shows that:
- Пример 13 (изобретение), в котором использовались метансульфоновая кислота (CH3-SO3H) и серная кислота (H2SO4), имеет высокий выход сахаров [выход (%)] (95,1%) и разложение до фурфурола (F) (степень разложения равна до 4,6%) сравнимый с полученным в примерах 3, 6, 7 и 8 (изобретение), подтверждая, таким образом, что использование серной кислоты (H2SO4) не оказывает отрицательного воздействия ни на выход сахара, ни на разложение до фурфурола; в частности, анализ параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,53 ммоль/г и RMINIMUM = 0,41 ммоль/г показывает, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 13 (invention), which used methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), has a high yield of sugars [yield (%)] (95.1%) and decomposition to furfural (F) (the degree of decomposition is up to 4.6%) comparable to that obtained in examples 3, 6, 7 and 8 (invention), thus confirming that the use of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) does not adversely affect either yield of sugar, nor on decomposition to furfural; in particular, the analysis of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.53 mmol/g and R MINIMUM = 0.41 mmol/g shows that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
- Пример 14 (изобретение), в котором использовались метансульфоновая кислота (CH3-SO3H) и серная кислота (H2SO4), имеет высокий выход сахаров [выход (%)] (95,4%) и разложение до фурфурола (F) (степень разложения равна до 4,2%) сравнимые с полученным в примерах 3, 6, 7 и 8 (изобретение), подтверждая, таким образом, что использование серной кислоты (H2SO4) не оказывает отрицательного воздействия ни на выход сахара, ни на разложение до фурфурола; в частности, анализ параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,53 ммоль/г и RMINIMUM = 0,25 ммоль/г показывает, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 14 (invention), which used methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), has a high yield of sugars [yield (%)] (95.4%) and decomposition to furfural (F) (decomposition rate is up to 4.2%) comparable to those obtained in examples 3, 6, 7 and 8 (invention), thus confirming that the use of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) does not adversely affect either yield of sugar, nor on decomposition to furfural; in particular, analysis of the parameters R1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.53 mmol/g and R MINIMUM = 0.25 mmol/g shows that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM are in accordance with the present invention;
- Пример 15 (сравнительный), в котором использовались метансульфоновая кислота (CH3-SO3H) и серная кислота (H2SO4), имеет низкий выход сахаров [Выход (%)] (81,4%); в частности, изучение параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,53 ммоль/г и RMINIMUM = 0,16 ммоль/г показывает, что значение RMINIMUM не соответствует настоящему изобретению (т. е. недостаточное количество органических кислота присутствует).- Example 15 (comparative), which used methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), has a low yield of sugars [Yield (%)] (81.4%); in particular, the study of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R2 = 0.53 mmol/g and R MINIMUM = 0.16 mmol/g shows that the R MINIMUM value does not correspond to the present invention (i.e., insufficient amount organic acid is present).
Данные, приведенные в таблице 6 [багасса (2)], показывают, что:The data in Table 6 [bagasse (2)] shows that:
- Пример 16 (изобретение), в котором использовались метансульфоновая кислота (CH3-SO3H) и серная кислота (H2SO4), имеет высокий выход сахаров [выход (%)] (95,2%) и разложение до фурфурола (F) (степень разложения равна до 4,3%) сравнимые с полученным в примерах 3, 6, 7 и 8 (изобретение), подтверждая, таким образом, что использование серной кислоты (H2SO4) не оказывает отрицательного воздействия ни на выход сахара, ни на разложение до фурфурола; в частности, анализ параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,53 ммоль/г и RMINIMUM = 0,41 ммоль/г показывает, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 16 (invention), which used methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), has a high yield of sugars [yield (%)] (95.2%) and decomposition to furfural (F) (the degree of decomposition is up to 4.3%) comparable to those obtained in examples 3, 6, 7 and 8 (invention), thus confirming that the use of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) does not adversely affect either yield of sugar, nor on decomposition to furfural; in particular, the analysis of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.53 mmol/g and R MINIMUM = 0.41 mmol/g shows that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
- Пример 17 (изобретение), в котором использовались метансульфоновая кислота (CH3-SO3H) и серная кислота (H2SO4), имеет высокий выход сахаров (выход (%) 95,0%) и разложение до фурфурола (F) (степень разложения от 4,6%), сравнимые с полученным в примерах 3, 6, 7 и 8 (изобретение), подтверждая, таким образом, что использование серной кислоты (H2SO4) не оказывает отрицательного воздействия ни на выход сахара, ни на разложение до фурфурола; в частности, анализ параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,53 ммоль/г и RMINIMUM = 0,25 ммоль/г показывает, что значения R1, R2 и RMINIMUM соответствуют настоящему изобретению;- Example 17 (invention), which used methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), has a high yield of sugars (yield (%) 95.0%) and decomposition to furfural (F ) (decomposition from 4.6%), comparable to that obtained in examples 3, 6, 7 and 8 (invention), thus confirming that the use of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) does not adversely affect either the yield of sugar , nor on decomposition to furfural; in particular, the analysis of the parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.53 mmol/g and R MINIMUM = 0.25 mmol/g shows that the values of R 1 , R 2 and R MINIMUM correspond to the present invention;
- Пример 18 (сравнительный), в котором использовались метансульфоновая кислота (CH3-SO3H) и серная кислота (H2SO4), имеет низкий выход сахаров [Выход (%)] (79,4%); в частности, результаты исследования параметров R1 = 0,13 ммоль/г, R2 = 0,53 ммоль/г и RMINIMUM = 0,16 ммоль/г показывают, что значение RMINIMUM не соответствует настоящему изобретению (т.е. присутствует недостаточное количество органической кислоты).- Example 18 (comparative), which used methanesulfonic acid (CH 3 -SO 3 H) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ), has a low yield of sugars [Yield (%)] (79.4%); in particular, the results of the study of parameters R 1 = 0.13 mmol/g, R 2 = 0.53 mmol/g and R MINIMUM = 0.16 mmol/g show that the value of R MINIMUM does not correspond to the present invention (i.e. insufficient amount of organic acid is present).
Следует также отметить, что использование багассы (1) или багассы (2) дает сравнимые результаты, подтверждая тот факт, что процесс получения багассы не имеет отношения к целям настоящего изобретения.It should also be noted that the use of bagasse (1) or bagasse (2) gives comparable results, confirming the fact that the bagasse process is not relevant to the purposes of the present invention.
Claims (45)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102018000001725 | 2018-01-24 | ||
IT201800001725A IT201800001725A1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF SUGAR FROM BIOMASS RESULTING FROM GUAYULE PLANTS |
PCT/IB2019/050555 WO2019145865A1 (en) | 2018-01-24 | 2019-01-23 | Process for the production of sugars from biomass derived from guayule plants |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020127739A RU2020127739A (en) | 2022-02-24 |
RU2793789C2 true RU2793789C2 (en) | 2023-04-06 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012161258A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Nippon Paper Chemicals Co Ltd | Sugar-containing composition |
RU2516792C2 (en) * | 2008-12-09 | 2014-05-20 | Торэй Индастриз, Инк. | Method of obtaining sugar solution |
WO2015087254A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | Versalis S.P.A. | Process for the production of sugars from biomass |
US9150937B2 (en) * | 2013-02-01 | 2015-10-06 | Industrial Technology Research Institute | Method for preparing sugars |
US20150299816A1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-10-22 | Renmatix, Inc. | Method for mixed biomass hydrolysis |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516792C2 (en) * | 2008-12-09 | 2014-05-20 | Торэй Индастриз, Инк. | Method of obtaining sugar solution |
JP2012161258A (en) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Nippon Paper Chemicals Co Ltd | Sugar-containing composition |
US9150937B2 (en) * | 2013-02-01 | 2015-10-06 | Industrial Technology Research Institute | Method for preparing sugars |
WO2015087254A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | Versalis S.P.A. | Process for the production of sugars from biomass |
US20150299816A1 (en) * | 2014-04-22 | 2015-10-22 | Renmatix, Inc. | Method for mixed biomass hydrolysis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2670927C1 (en) | Process for the production of sugars from biomass | |
US4395543A (en) | Selective solvent extraction of cellulosic material | |
RU2696470C2 (en) | Integrated method for processing and use of guayule plants | |
JPS6214280B2 (en) | ||
MX2011001387A (en) | Process for the production of sugars from biomass. | |
Shao et al. | Hydrogen peroxide presoaking of bamboo prior to AFEX pretreatment and impact on enzymatic conversion to fermentable sugars | |
Chundawat et al. | Guayule as a feedstock for lignocellulosic biorefineries using ammonia fiber expansion (AFEX) pretreatment | |
Duan et al. | A novel ternary deep eutectic solvent pretreatment for the efficient separation and conversion of high-quality gutta-percha, value-added lignin and monosaccharide from Eucommia ulmoides seed shells | |
RU2793789C2 (en) | Process for production of sugars from biomass derived from guayule plants | |
US11492674B2 (en) | Process for the production of sugars from biomass derived from guayule plants | |
CA2918897C (en) | Novel lignin materials containing compositions | |
EP2278889B1 (en) | Method for treating vegetable material with acid as well as products obtained with this method | |
JP7262456B2 (en) | Method for producing sugar derived from biomass collected from guayule plant | |
RU2772346C2 (en) | Method for production of sugars of biomass obtained from guayule plants | |
BR102019013326A2 (en) | PROCESS FOR HIGH SUGAR RECOVERY FROM BIOMASS | |
US20140374040A1 (en) | Process for the production of an intermediate product intended for the production of ethanol and for the production of lignin | |
CN110832082A (en) | Process for the production of lipids from biomass derived from guayule plants | |
WO2012009106A2 (en) | Biomass extracts and uses thereof | |
RU2600134C1 (en) | Method for producing glucose hydrolysate of birch wood | |
BR102019026904A2 (en) | PROCESS FOR SUPERIOR SUGAR RECOVERY FROM BIOMASS | |
Boonjan et al. | Thermo-chemical pretreatment of wood biomass from giant sensitive plant (Mimosa pigra L.) |