Спосіб регенеративного очищення попередньо обробленого потоку біомаси
Формула / Реферат
1. Спосіб регенеративної очистки попередньо обробленого потоку біомаси, що складається з води, компонента С5, який являє собою комбінацію арабінану і ксилану і, яка включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози, компонента С6, який являє собою глюкан, що включає мономери, димери, полімери глюкози та принаймні однієї сполуки, вибраної з групи, що містить фурфурал і оцтову кислоту, який включає операції:
- контактування першого потоку з адсорбційним середовищем, яке раніше контактувало з другим потоком, що складається з тих же самих компонентів,
- видалення принаймні однієї сполуки, вибраної з групи, що містить фурфурал і оцтову кислоту, у першому потоці,
- піддання регенерації адсорбційного середовища шляхом створення умов, при яких без контактування з другим потоком принаймні 70 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти стають десорбованими із середовища і принаймні 60 % компонентів С5 і С6 залишаються адсорбованими на середовищі, причому даним середовищем є активоване вугілля або полімер з великою площею поверхні.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший і другий потоки являють собою один і той же потік.
3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що регенерацію забезпечують підвищенням температури середовища до значення температури, при якому оцтова кислота і фурфурал будуть десорбуватися швидко, а компонент С5 і компонент С6 будуть десорбуватися повільно протягом проміжку часу, достатнього для того, щоб десорбувати принаймні 80 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти, кожного, і залишити адсорбованими на середовищі принаймні 80 % компонента С5 і компонента С6.
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що регенерацію забезпечують зниженням тиску.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що компонент С5 являє собою комбінацію арабінану і ксилану і, яка включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози у вигляді рідини і твердих частинок, а компонент С6 являє собою глюкан, що включає мономери, димери, полімери глюкози у вигляді рідини і твердих частинок.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що перед операцією видалення здійснюють операцію концентрації, при якій виводять принаймні 20 % мас. води в першому потоці.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що перед кожною операцією виконують операцію видалення твердих частинок для виведення принаймні частини твердих частинок з першого потоку.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що регенерацію здійснюють із застосуванням інертного газу, що контактує з адсорбційним середовищем.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що очищений рідкий потік біомаси розбавляють водою перед наступною обробкою.
10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що адсорбційне середовище являє собою середовище з полімерного матеріалу сферичної форми з активним вуглецем.
11. Промисловий продукт, що складається з регенерованого адсорбційного середовища, який одержано при контакті адсорбційного середовища, яким є активоване вугілля або полімер з великою площею поверхні, з потоком, що містить воду, компонент С5, який являє собою комбінацію арабінану і ксилану і, яка включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози, компонент С6, який являє собою глюкан, що включає мономери, димери, полімери глюкози, а також фурфурал і оцтову кислоту, протягом часу, достатнього для того, щоб кількість компонента С5 і компонента С6, адсорбованих на середовище, становила принаймні 90 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище, а середовище згодом регенероване таким чином, щоб кількість компонента С5 і компонента С6 на середовищі склала принаймні 76 % від максимального рівня компонента С5 і компонентаС6, які, відповідно, можуть бути адсорбовані на середовище і принаймні 50 % мас. від загальної кількості фурфуралу і оцтової кислоти, відповідно, вилучені з середовища.
12. Промисловий продукт за п. 11, в якому кількість компонента С5 і компонента С6 на середовищі становить принаймні 84 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище після регенерації адсорбованого середовища.
13. Промисловий продукт за п. 11, в якому кількість компонента С5 і компонента С6 на середовищі становить принаймні 90 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище після регенерації адсорбованого середовища.
14. Промисловий продукт за п. 11, в якому кількість компонента С5 і компонента С6 на середовищі становить принаймні 95 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище після регенерації адсорбованого середовища.
Текст
Реферат: Винахід стосується способу видалення принаймні частини фурфуралу і оцтової кислоти у першому потоці, що складається з води, принаймні однієї сполуки, вибраної з групи, що включає фурфурал і оцтову кислоту, компонента С5 і компонента С6, причому спосіб включає операції, що забезпечують контакт потоку з адсорбційним середовищем, яке раніше вступало в контакт з другим потоком, що складається з тих же самих компонентів, при цьому адсорбційне середовище регенеровано, за рахунок створення для нього умов, при яких, не будучи в контакті з другим потоком принаймні 70 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти є десорбованими, і принаймні 60 % компонента С5 і компонента С6 залишаються адсорбованими на середовищі. UA 105261 C2 (12) UA 105261 C2 UA 105261 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область винаходу. Даний винахід відноситься до області біомаси для процесів ферментації. Передумови створення винаходу. Підготовка потоку попередньо обробленої біомаси для поліпшення процесу гідролізу і подальшої ферментації добре відома в даній області. У роботі Taherzadeh and Karimi (2007) "Enzyme-based Ethanol (Етанол на основі ферментів)", BioResources 2 (4), 707-738 обговорюються різні способи попередньої обробки. В процесі попередньої обробки біомасу піддають дії високого тиску і високої температури пари або води, при цьому деяка кількість води видаляється. При цьому, на думку авторів зазначеної роботи, однією з технічних задач, що вирішуються даними винаходом, є запобігання формування побічних продуктів, що пригнічують ефективність процесу. Однак, замість запобігання їх утворення, видалення останніх може виявитися доцільнішим. Тому існує необхідність у створенні економічного способу для видалення побічних продуктів попередньої обробки біомаси. Суть винаходу. Опис даного винаходу розкриває спосіб видалення, принаймні, частини фурфуралу і оцтової кислоти у першому потоці, що складається з води, принаймні, однієї сполуки, вибраної з групи, що включає фурфурал і оцтову кислоту, компонент С5 і компонент С6, при цьому даний спосіб включає операції, що забезпечують контакт потоку з адсорбційним середовищем, яке раніше вступало в контакт з другим потоком, що складається з компонентів, ідентичних першому, при цьому адсорбційне середовище піддане регенерації, за рахунок створення для нього умов, при яких, не будучи в контакті з другим потоком, принаймні, 70 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти, кожен, десорбовано, і, принаймні, 60 % компоненту С5 і компоненту С6 залишаються адсорбованими на середовищі. Перший і другий потоки можуть бути одним і тим же потоком. Крім того, розкрито, що регенерація здійснюється з підвищенням температури середовища, яким може бути активоване вугілля сферичної форми, до значення температури, при якому оцтова кислота і фурфурал десорбируются швидко, а компонент С5 і компонент С6 будуть десорбуватися повільно протягом досить тривалого проміжку часу. Показано, що середовище можна регенерувати таким чином, що, принаймні, 80 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти, кожен, було десорбовано, і, принаймні, 80 % компоненту С5 і компоненту С6 залишаються адсорбованими на середовищі. Зниження тиску або вакууму розкривається як один із способів регенерації середовища. Інертний газ також розкрито в якості можливої умови десорбції. Також розкрито, що операції видалення може передувати операція концентрації, яка виводить, принаймні, 20 % по вазі води в першому потоці, і що даній операції видалення або концентрації може передувати операція видалення твердих частинок для виведення, принаймні, частини твердих частинок з першого потоку. Також розкрито, що даний потік може бути розбавлений водою перед наступною обробкою. Крім того, розкрито виготовлений продукт, що складається з адсорбційного середовища, який отримано при контакті адсорбційного середовища з потоком, що включає воду, компонент С5, компонент С6, фурфурал і оцтову кислоту, протягом проміжку часу, достатнього для того, щоб кількість компоненту С5 і компоненту С6, адсорбованих на середовище, становило, принаймні, 90 % від максимального рівня компоненту С5 і компоненту С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище, а середовище регенероване таким чином, що кількість компоненту С5 і компоненту С6 на середовищі становить, принаймні, 80 % від максимального рівня компоненту С5 і компоненту С6, які, відповідно, можуть бути адсорбовані на середовище. Опис. Зазначений спосіб призначений для дії на попередньо оброблену біомасу в попередньо обробленому потоці біомаси. Попередньо оброблена біомаса складається з потоку рідини з вмістом сухої (твердої) речовини, вираженої через вміст розчинних і розчинених твердих частинок, плюс вода і при наявності органічних сполук, наприклад, цукрів і органічних кислот. Попередньо оброблена біомаса може бути охарактеризована, виходячи із вмісту в ній води, компоненту С5, компоненту С6, оцтової кислоти, мурашиної кислоти та фурфуралу. Загальна кількість компоненту C 5 в композиції являє собою сумарний вміст у композиції арабінану і ксилану, що включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози, присутні у композиції у вигляді рідини і твердих частинок. Загальна кількість компоненту С6 в композиції являє собою вміст глюкану, що включає в себе мономери, димери, олігомери і полімери глюкози, які можуть бути присутніми в потоках у вигляді рідини і твердих частинок. 1 UA 105261 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Попередньо оброблену біомасу, зазвичай, отримують з лігноцелюлозної біомаси або лігноцелюлозних сполук. Біомасу попередньо обробляють із застосуванням способу, при якому в біомасу, обрану як пріоритетну сировину, якою, як правило, є рослинна біомаса з целюлозою, геміцелюлозою і лігніном, додають воду або пар, або хімічні речовини, або їх комбінацію і витримують протягом певного часу при певній температурі для одержання попередньо обробленої біомаси з вмістом сухої речовини і водної частки. Вода, зазвичай, присутня як у вигляді води, абсорбованої в саму біомасу, так і у вигляді вільної води. Поняття біомаси та води означає вміст сухої речовини біомаси плюс всю ту воду, вміст якої визначається водою, присутньою до попередньої обробки, і адсорбованою водою, а також вільною водою, що були додані в процесі попередньої обробки. Попередньо оброблений потік біомаси, як правило, направляють на операцію розділення, при якій попередньо оброблений потік рідкої біомаси на стадії розділення часто розділяють в рідкому вигляді з допомогою фільтрів, преса або діафрагми, або будь-якого іншого пристрою, що забезпечує можливість розділення та збирання рідкого потоку з сухими твердими частинками, що складається з розчинних плюс розчинених твердих частинок, плюс води. Такий потік є прикладом попередньо обробленого рідкого потоку біомаси. Попередньо оброблений потік біомаси і попередньо оброблений рідкий потік біомаси містить деякі сполуки, які можуть бути гідролізовані в розчинній у воді речовині в процесі здійснення гідролізу сухої частки вмісту біомаси. Глюкоза і ксилоза є прикладами гідролізованих сполук. Під час операції попередньої обробки, як правило, формуються або витягуються з біомаси інші органічні сполуки. Ці сполуки, звичайно, є похідними целюлози або геміцелюлози, або порцій лігніну. В деяких випадках у попередньо обробленому потоці біомаси присутні інші органічні сполуки, завдяки таким органічним сполукам, як крохмаль або екстрактивні речовини, що присутні у вхідній сировині біомаси, яка надходить на попередню обробку. Дані органічні сполуки, наприклад, фурфурал, мурашина кислота, оцтова кислота або, принаймні, частина з них можуть бути відокремлені і зібрані в попередньо обробленому рідкому потоці біомаси. Процес, описаний нижче, забезпечує видалення однієї або декількох заданих органічних сполук, наприклад, оцтової кислоти, з попередньо обробленого рідкого потоку біомаси з використанням адсорбційного середовища. Цей спосіб зводить до мінімуму загальну кількість адсорбційного середовища, необхідного для досягнення заданого рівня заданої органічної сполуки, і мінімізує загальні втрати цукрів або олігомерів, або полімерів, подібних до глюкози або ксилози. На додаток до адсорбції органічних домішок фурфуралу і оцтової кислоти, обране адсорбційне середовище може бути регенероване таким чином, щоб видалити домішки, які утримують адсорбовані компоненти С5 і С6 на середовищі, щоб під час другої і наступних операцій застосування адсорбувалися тільки домішки або, принаймні, поглиналася невелика частка компонентів С5 і С6. Адсорбційне середовище може бути представлене активованим вугіллям або полімером з великою площею поверхні, таким як полістирол з активованим вугіллям. Такі полімерні середовища надходять на ринок продаж від фірми Blucher G.m.b.H, Німеччина, під торговою маркою SARATECH ®. Виробництво даних полімерних сферичних частинок активованого вуглецю з великою площею поверхні описане в патентних документах США US 20060148645 і US 2008171648. Хоч процес, розкритий нижче, і включає операцію концентрації, операцію адсорбції і операцію регенерації з можливою фільтрацією, даний спосіб не розповсюджується на операцію концентрації. Операція концентрації повинна забезпечити видалення такої кількості води, виведення якого є найбільш економічно вигідним, беручи до уваги той факт, що будуть видалені багато з компонентів не-С5 і компонентів не-С6. Операція концентрації може бути виконана із застосуванням вже існуючих способів і, ймовірно, деякі з них були захищені як винаходи. Традиційні технічні засоби для здійснення операції концентрації, не обмежуючись названим нижче, включають пристрої, вибрані з групи, до складу якої входять випарники, вакуумна техніка, технічні засоби для одноразової рівноважної перегонки, для дистиляції, центрифуги, циклони і гідроциклони. Мінімальне значення концентрації органічних сполук, що представляють інтерес, наприклад, оцтової кислоти або фурфуралу, це значення концентрації, при якому дискретне збільшення концентрації зазначеного органічного компонента не робить істотного впливу на адсорбційну здатність адсорбційного середовища поглинати задану органічну сполуку з попередньо 2 UA 105261 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 обробленого рідкого потоку біомаси. Мінімальне значення концентрації, як правило, виражається через кількість органічного матеріалу в розчині. Відповідно до іншого методу вираження, це концентрація, яку задана сполука повинна мати після виконання операції адсорбції. Описуваний спосіб дуже специфічний, оскільки він залежить від особливостей заданої органічної сполуки, від температури і від концентрації заданих органічних сполук, які мають бути видалені з рідкого попередньо обробленого потоку біомаси. Мінімальне значення концентрації заданої органічної сполуки може бути виміряне шляхом додавання невеликої дискретної кількості тієї ж самої органічної сполуки і вимірювання зростання дельти адсорбційної здатності адсорбційного середовища щодо заданої органічної сполуки. Переважною умовою способу є стан, при якому додавання невеликої кількості заданої органічної сполуки суттєво не впливає на здатність адсорбційного середовища адсорбувати задану органічну сполуку в одиницю часу в перерахунку на одиницю адсорбційного середовища при одній і тій же постійній температурі. Після завершення операції концентрації, концентрація заданої органічної сполуки в рідкому попередньо обробленому потоці біомаси після того, як операція концентрації виконана, повинна дорівнювати або перевищувати значення мінімальної концентрації заданого органічного компоненту в рідкому попередньо обробленому потоці біомаси, з метою максимізації адсорбційної здатності адсорбційного середовища під час процесу адсорбції. Якщо концентрація заданої органічної сполуки така, що невелике збільшення заданої органічної сполуки в рідкому попередньо обробленому потоці біомаси змінює адсорбційну здатність середовища адсорбувати задану органічну сполуку таким чином, що її значення вище, ніж дельта мала адсорбційної здатності, процес концентрації буде протікати, обумовлюючи концентрацію попередньо обробленого потоку біомаси при рівні концентрації заданої органічної сполуки вище, ніж рівень мінімальної концентрації заданої органічної сполуки, при якому збільшення концентрації заданої органічної сполуки не змінює адсорбційної здатності середовища адсорбувати задану органічну сполуку таким чином, що цей показник стає вище, ніж та ж сама дельта мала. Відповідно до експерименту, в якому використовували 9 Liter зразок, 3 Liter було видалено методом ротаційного випарювання (ротовипарювання). Після завершення операції концентрації, концентрований попередньо оброблений рідкий потік біомаси піддають операції адсорбційної обробки, при якій забезпечують контакт композиції, принаймні, з одним адсорбційним середовищем для видалення, принаймні, деякої кількості заданих органічних домішок. Адсорбційне середовище вибирають, залежно від його здатності до відновлення (регенерації). Було виявлено, що адсорбційне середовище адсорбує органічні домішки, а також частку компоненту С5 і компоненту С6. Таким чином, якщо б було потрібно використати середовище один раз, можна було б видалити домішки, а також частину заданого продукту. При цьому можна було б регенерувати адсорбційне середовище, причому, було виявлено, що регенероване середовище продовжує адсорбувати компонент С5 і компонент С6. Однак було виявлено, що, принаймні, деякі середовища при регенерації будуть продовжувати забезпечувати процес адсорбції середовищами компоненту C 5 і компоненту С6. Коли регенероване середовище з компонентом С5 і компонентом С6, які все ще продовжують адсорбуватися, використовується повторно, регенероване середовище буде успішно видаляти домішки з розчину, але при цьому процес видалення компоненту С6 / С5 з розчину буде дуже незначним, якщо він буде взагалі. Регенерація адсорбційного середовища, зазвичай, проводиться із застосуванням промислових технічних засобів. У наведених нижче прикладах, середовище нагрівали і десорбувати леткі речовини. Середовище може бути нагріте в вакуумі, нагріте парою або гарячою водою, або гарячим потоком іншої речовини, який відбирає задану органічну сполуку інтенсивніше, ніж компонент С5 і компонент С6. Операцію регенерації, зазвичай, здійснюють за рахунок підвищення температури середовища. Зміна тиску в режимі середовища, що працює під тиском, або застосування теплового потоку, наприклад, потоку гарячої води або пари або іншої сполуки, здатної десорбувати задані органічні сполуки, що пропускають через середовище, також можуть бути використані для регенерації самого середовища. Спосіб регенерації може включати режими, які складаються, або, в основному, складаються з підтримки змінних температури, тиску і часу або інших змінних, що використовуються для регенерації середовища, на рівні, вище за значення, при якому задана органічна сполука 3 UA 105261 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 починає десорбуватися, і нижче за значення, при якому мають звичай десорбуватися цукор або олігомер, або полімер, Операція регенерації повинна здійснюватися за зазначених умов з тим, щоб, принаймні, 50 % за вагою від компоненту С5/С6 залишалися з середовищем, і більше, принаймні, 80 % або 90 % за вагою від органічних компонентів не-С5 і не-С6, видалялися з середовища. Більш переважним є, якщо, принаймні, 75 % за вагою від компонентів С5/С6 залишалися з середовищем, при цьому більше, принаймні, 90 % від ваги компонентів С5/С6, що залишаються з середовищем, є найбільш переважним. Значення компоненту С5/С6 не пов'язано з видаленням компоненту не-С5 і компоненту не-С6, вилучених з середовища. Наприклад, хоч переважною є ситуація, при якій, принаймні, 50 % за вагою від загальної кількості компоненту С5 і компоненту С6 залишаються з середовищем, більш переважним є, щоб, принаймні, 60 % за вагою від загальної кількості компоненту C5 і компоненту C6 залишалися з середовищем, ще більш переважним є, щоб, принаймні, 70 % за вагою від загальної кількості компоненту C5 і компоненту C6 залишалися з середовищем і навіть ще більш переважним є, щоб, принаймні, 80 % за вагою від загальної кількості компоненту С5 і компоненту С6 залишалися з середовищем, причому найбільш кращою є ситуація, при якій, принаймні, 90 % за вагою від загальної кількості компоненту С5 і компоненту С6 залишалися з середовищем. Що стосується компонентів не-С5 і компонентів не-С6, то, принаймні, 50 % за вагою від загальної кількості компонентів не-С5 і компонентів не-С6 видаляються з середовища, більш переважно, якщо, принаймні, 60 % за вагою від загальної кількості компонентів не-С5 і компонентів не-С6 видаляються з середовища, причому більш переважно, якщо, принаймні, 70 % за вагою від загальної кількості компонентів не-С5 і компонентів не-С6 видаляються з середовища, при цьому ще більш переважно, якщо, принаймні, 80 % за вагою від загальної кількості компонентів не-С5 і компонентів не-С6 видаляються з середовища, але найбільш кращою є ситуація, при якій, принаймні, 90 % за вагою від загальної кількості компонентів не-С5 і компонентів не-С6 видаляються з середовища. Більш конкретно, що стосується фурфуралу, принаймні, 50 % за вагою від загальної кількості фурфуралу видаляється із середовища, більш переважно, принаймні, 60 % за вагою від загальної кількості фурфуралу видаляється із середовища, ще більш переважно, принаймні, 70 % за вагою від загальної кількості фурфуралу видаляється із середовища, навіть ще більш переважно, принаймні, 80 % за вагою від загальної кількості фурфуралу видаляється із середовища, і найбільш бажано, якщо, принаймні, 90 % за вагою від загальної кількості фурфуралу видаляється з середовища. Що стосується оцтової кислоти, принаймні, 50 % за вагою від загальної кількості оцтової кислоти видаляються з середовища, більш переважно, якщо, принаймні, 60 % за вагою від загальної кількості оцтової кислоти видаляються з середовища, ще більш переважно, якщо, принаймні, 70 % за вагою від загальної кількості оцтової кислоти видаляються з середовища, причому ще більш переважно, якщо, принаймні, 80 % за вагою від загальної кількості оцтової кислоти видаляють із середовища, при цьому найбільш переважно, якщо, принаймні, 90 % за вагою від загальної кількості оцтової кислоти видаляються з середовища. Дана операція дозволяє відновити здатність адсорбувати задану органічну сполука адсорбційного середовища і звести до мінімуму кількість цукру, який повинен бути адсорбований, коли середовище знову буде застосоване після операції регенерації. Після операції регенерації, регенероване середовище знову використовується для очищення додаткового попередньо обробленого рідкого потоку біомаси. Після завершення операції адсорбції, очищений рідкий потік біомаси може бути підданий подальшій обробці. Оскільки попередньо оброблений рідкий потік біомаси буде мати у своєму складі певну кількість твердих частинок, було б більш доцільно виділити тверді частинки з потоку перед операцією концентрації, і найбільш доцільно, до забезпечення контакту з адсорбційним середовищем. Експериментальні дослідження У наведених нижче таблицях 1 і 2 представлені дані, що характеризують процес регенерації. Відповідно до таблиці 1, потік, що містить глюкозу і ксилозу при 1, 385 і 3,01 г/дм3, відповідно, був пропущений над певною кількістю середовища, що має сферичну форму, отриманого від Blϋcher. Вказані дані, що характеризують кількість середовища, використованого в грамах на літр потоку, і час експозиції. Зазначено кількість компоненту C5 і компоненту С6, яка залишається в розчині, і адсорбований відсоток. Дані у таблиці 1 характеризують "свіже" (вихідне) середовище, що свідчить про високу втрату ксилози 4 UA 105261 C2 Таблиця "Свіже" середовище. Відсутність регенерації Середовище Глюкоза Ксилоза % Абсорбовано % Абсорбовано Кількість у рідині Кількість (г/л) Час (хв.) (видалено) на Кількість у рідині (видалено) на 3 (г/дм ) 100г середовища 100г середовища 100 2 1.183 14.6 2.277 24.4 100 7 1.046 24.5 1.882 37.5 100 12 0.835 39.7 1.383 54.1 200 2 0.902 17.4 1.557 24.1 200 7 0.715 24.2 1.124 31.3 200 12 0.613 27.8 0.893 35.2 50 2 1.415 -4.33 2.664 23.0 50 7 1.312 10.54 2.443 37.8 50 12 1.221 23.7 2.206 53.4 5 10 Відповідно до таблиці 2, потік, що містить однакові концентрації глюкози і ксилози 1, 385 і 3,01 г/дмЗ, відповідно, був пропущений над певною кількістю середовища, як в таблиці 1. Вказані дані, що характеризують кількість середовища, використаного в грамах на літр потоку, і час експозиції. Зазначено кількість компоненту С5 і компоненту С6, яка залишається в розчині, і адсорбований відсоток. Тим не менш, в даному прикладі середовище була використане один раз, а потім регенероване, впливаючи на нього температурою до 150° C протягом 20 хвилин. Регенеровані середовища здатні адсорбувати більшу кількість органічних домішок, але, як видно, з результатів дослідження, максимальні втрати склали 7 % на кожні 100 г середовища для ксилози, або 20 % втрати "свіжого" середовища. Таблиця 2 Середовище. Після регенерації Середовище Кількість (г/л) Час (XB.) 100 100 100 200 200 200 50 50 50 15 20 2 7 12 2 7 12 2 7 12 Глюкоза Ксилоза % Абсорбовано % Абсорбовано Кількість у (видалено) на Кількість у рідині (видалено) на 3 рідині (г/дм ) 100г середовища 100г середовища 1.437 -3.8 3.04 -1.0 1.427 -3.0 2.924 2.9 1.381 0.3 2.902 3.6 1.444 -2.1 2.895 1.9 1.364 0.8 2.78 3.8 1.286 3.6 2.598 6.8 1.448 -4.5 3.027 -0.6 1.396 -0.8 2.905 3.5 1.409 -1.7 2.891 4.0 Негативні значення вказують на те, що деякі з цукрів десорбовані в розчин. Таблиця 3 демонструє здатність до здійснення процесу, видалення забруднюючих домішок. Розчин був підданий концентрації шляхом випарювання протягом 1,5 години при температурі 55° C за кілька операцій. При кожній операції об'єм 1,5 л зменшувався до 1,0 л, що відповідає 33 % скорочення об'єму. Концентрований розчин обробляли протягом 10 хвилин в мензурці з перемішуванням, що містить 100 г / л розчин адсорбційного середовища SARATECH ® мікропористого типу (середовище, аналогічне середовищу, представленому в таблицях 1 і 2). Розчин був повторно розбавлений демінералізованою водою, з метою проведення експериментальних досліджень таким чином, щоб концентрації і втрати могли бути здійснені на зіставному базисі. 5 UA 105261 C2 Таблиця 3 Видалення при кожній операції Після Старто- концентрації Видалення вий 33 % за випаровурозчин вагою ванням видалення Після 10хвилинної обробки в пакетному режимі смолами Bluecher Розчин після 10-хвилинної Повний обробки в Адсорбований вихід пакетному вихід видалення: режимі видалення.: адсорб. + смолами випар. Bluecher % % стартової г/л концентрованої кількості кількості 1.1655 -22 % -23.5 % 2.210454 -27 % -29.6 % ID (позначення) г/л г/л % стартової кількості г/л Глюкоза Ксилоза Гліцерол Мурашина кислота Оцтов кислота 5Оксиметил фурфурол (HMF) 1.524 3.138 8 2.255 4.571 -1.5 % -3.0 % 1.75 3.319 0.856 1.287 0.1 % 0.977 0.650682 -24 % -24.0 % 4.923 6.645 -10.1 % 2.7 1.7982 -59 % -63.5 % 0.315 0.472 -0.2 % 0.00022 0.000147 -100 % 100.0 % 0.091 5 0.0033 -97.6 % 0.000 -100 % 100.0 % 1 liter 10 10 0.8201 0.7711 2-Фурфурал Об'єм рідини Суха маса ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 1. Спосіб регенеративної очищення попередньо обробленого потоку біомаси, що складається з води, компонента С5, який являє собою комбінацію арабін ану, і ксилану і яка включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози, компонента С 6, який являє собою глюкан, що включає мономери, димери, полімери глюкози та принаймні однієї сполуки, вибраної з групи, що містить фурфурал і оцтову кислоту, який включає операції: - контактування першого потоку з адсорбційним середовищем, яке раніше контактувало з другим потоком, що складається з тих же самих компонентів, - видалення принаймні однієї сполуки, вибраної з групи, що містить фурфурал і оцтову кислоту, у першому потоці, - піддання регенерації адсорбційного середовища шляхом створення умов, при яких без контактування з другим потоком принаймні 70 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти стають десорбованими із середовища і принаймні 60 % компонентів С 5 і С6 залишаються адсорбованими на середовищі, причому даним середовищем є активоване вугілля або полімер з великою площею поверхні. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перший і другий потоки являють собою один і той же потік. 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що регенерацію забезпечують підвищенням температури середовища до значення температури, при якому оцтова кислота і фурфурал будуть десорбуватися швидко, а компонент С5 і компонент С6 будуть десорбуватися повільно протягом проміжку часу, достатнього для того, щоб десорбувати принаймні 80 % адсорбованого фурфуралу і оцтової кислоти, кожного, і залишити адсорбованими на середовищі принаймні 80 % компонента С5 і компонента С6. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що регенерацію забезпечують зниженням тиску. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що компонент С5 являє собою комбінацію арабінану, і ксилану і яка включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози у вигляді рідини і твердих частинок, а компонент С 6 являє собою глюкан, що включає мономери, димери, полімери глюкози у вигляді рідини і твердих частинок. 6 UA 105261 C2 5 10 15 20 25 30 35 6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що перед операцією видалення здійснюють операцію концентрації, при якій виводять принаймні 20 % мас. води в першому потоці. 7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що перед кожною операцією виконують операцію видалення твердих частинок для виведення принаймні частини твердих частинок з першого потоку. 8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що регенерацію здійснюють із застосуванням інертного газу, що контактує з адсорбційним середовищем. 9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що очищений рідкий потік біомаси розбавляють водою перед наступною обробкою. 10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що адсорбційне середовище являє собою середовище з полімерного матеріалу сферичної форми з активним вуглецем. 11. Промисловий продукт, що складається з регенерованого адсорбційного середовища, який одержано при контакті адсорбційного середовища, яким є активоване вугілля або полімер з великою площею поверхні, з потоком, що містить воду, компонент С 5, який являє собою комбінацію арабін ану, і ксилану і яка включає мономери, димери, олігомери і полімери арабінози і ксилози, компонент С6, який являє собою глюкан, що включає мономери, димери, полімери глюкози, а також фурфурал і оцтову кислоту, протягом часу, достатнього для того, щоб кількість компонента С5 і компонента С6, адсорбованих на середовище, становила принаймні 90 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище, а середовище згодом регенероване таким чином, щоб кількість компонента С5 і компонента С6 на середовищі склала принаймні 76 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які, відповідно, можуть бути адсорбовані на середовище і принаймні 50 % мас. від загальної кількості фурфуралу і оцтової кислоти, відповідно, вилучені з середовища. 12. Промисловий продукт за п. 11, в якому кількість компонента С 5 і компонента С6 на середовищі становить принаймні 84 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище після регенерації адсорбованого середовища. 13. Промисловий продукт за п. 11, в якому кількість компонента С 5 і компонента С6 на середовищі становить принаймні 90 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище після регенерації адсорбованого середовища. 14. Промисловий продукт за п. 11, в якому кількість компонента С5 і компонента С6 на середовищі становить принаймні 95 % від максимального рівня компонента С5 і компонента С6, які можуть бути, відповідно, адсорбовані на середовище після регенерації адсорбованого середовища. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюPegenerative purification of a pretreated biomass stream
Автори англійськоюBonanni, Andrea, Mule', Mariella
Автори російськоюБонанни Андреа, Мюле Мариелла
МПК / Мітки
МПК: B01D 15/20, B01D 15/08, C07H 3/00, B01J 20/34
Мітки: потоку, обробленого, спосіб, попередньо, регенеративного, очищення, біомаси
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-105261-sposib-regenerativnogo-ochishhennya-poperedno-obroblenogo-potoku-biomasi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб регенеративного очищення попередньо обробленого потоку біомаси</a>
Попередній патент: Фармацевтична композиція для приготування інфузійних розчинів антимікробних препаратів, спосіб її одержання (варіанти)
Наступний патент: Пристрій для обробки білизни
Випадковий патент: Суха градирня