[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN102597247B - 预处理生物质的方法 - Google Patents

预处理生物质的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102597247B
CN102597247B CN201080022215.3A CN201080022215A CN102597247B CN 102597247 B CN102597247 B CN 102597247B CN 201080022215 A CN201080022215 A CN 201080022215A CN 102597247 B CN102597247 B CN 102597247B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
ammonia
gaseous ammonia
pressure
pretreatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080022215.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102597247A (zh
Inventor
巴兰·文卡德希
布鲁斯·戴尔
希什尔·查达沃特
莱昂纳多·索萨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michigan State University MSU
Original Assignee
Michigan State University MSU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michigan State University MSU filed Critical Michigan State University MSU
Publication of CN102597247A publication Critical patent/CN102597247A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102597247B publication Critical patent/CN102597247B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

一种生物质的碱性预处理方法，尤其是，利用气态氨处理生物质的方法。

Description

预处理生物质的方法
相关申请
本申请要求2009年5月21日提交的美国临时申请61/180,308的优先权，其内容以引用的方式全部纳入本文。
技术领域
本发明涉及生物质加工领域，尤其涉及生物质的碱性预处理。
背景技术
随着有关石油的需求不断增长，对于用来制造生物乙醇的可再生原料的关注度也随之增加(1)。根据新近的经济分析资料，一座现代化生物炼制厂会利用大约2000吨/天的木质纤维生物质(“生物质(biomass)”)来生产生物燃料和生化产品(2)。木质纤维的纤维包含纤维素、半纤维素和木质素(3-4)的复杂网状构成而形成紧密的主体结构，该结构由于酶难以触及是很难水解的。为了增加酶对于交织的多聚糖的可及性，在酶水解作用之前通常需要进行热化学处理(即“预处理”)。
用于制造生物燃料，目前存在各种不同的容易获取的原料。它们包括农业残料，木料生物质，城市垃圾，油籽/油饼和海草。市售的油籽饼料包括油菜，葵花，芝麻，花生，棕榈油，麻风树和大豆。目前，这些不同的农业残料和油饼是用作动物饲料，生物堆肥或土地填埋。草料和油籽饼料/饲料含有丰富的蛋白质、纤维和其他养分。有可能通过合适的热化学预处理、酶水解和发酵工艺来利用这些原料中富有纤维的部分以制备乙醇。要以连续的方式对这些原料进行经济的预处理是相当具有挑战性的。目前针对现有的几种主要预处理工艺，比如稀酸法、浓氨法(AFEX)、蒸汽爆破法和有机溶解法，都有详尽的经济方面的分析报告(5)。氨纤维膨胀法(Ammonia Fiber Expansion，AFEX)是一种主要的碱性预处理工艺，其会改变细胞壁超结构而不用将木质素和半纤维素在物理上分离到不同的液流。此外，与稀酸预处理工艺相比，氨预处理工艺所形成的抑制性化合物是很少的，这些抑制性化合物在后续的生物处理过程中会产生明显的抑制作用。在预处理过程中使用氨的主要优点在于，氨因其高挥发性而比较容易被回收和再用。有关各种采用氨的预处理工艺的仔细分析，表明氨是以液态(氨浓度为30-99％)(6-11)、超临界状态(12)或稀氢氧化铵(0.1-28％)的形式使用的(13-14)。氨循环渗滤(Ammonia Recycled Percolation，ARP)(15)和AFEX的预处理工艺是主要的基于氨的生物质预处理技术。然而，现今大多数预处理工艺用来对生物质进行预处理时，都依赖使用基本上是液态的预处理介质(具有不同的氨浓度，0.1-99％)。
先前的氨预处理工艺的例子包括ARP法和稀氢氧化铵法。这些工艺包括：高预处理温度(150-180℃)，长停留时间(30-120分钟)，高压液相循环，生物质分离为固体和液体组分(从纤维素将半纤维素和木质素分离为液态组分)，低固体装载量，以及需要为了后续过程而进行中和及/或回收处理。传统上所采用的气态氨化过程需要较长的停留时间(数小时到数周)，且其费用高也不便于规模放大。
在AFEX过程中，无水液氨被用来在较低温度(70-180℃)，中等停留时间(15-45分钟)，低湿度(10-200％dwb)，以及较高氨装载量(1∶1-3∶1，氨/生物质重量比)的条件下对生物质进行预处理。在传统AFEX过程中，由于重力作用，液氨流向反应器的底部。一定量的液态氨与水反应而形成氢氧化铵，而剩下的就被转化为气态氨(取决于反应器内的气-液热力学状态)。由于生物质是热的不良导体，它需要经过较长的停留时间(一般为15-45分钟)才能达到在整个反应器内所需的温度。在没有合适的叶轮装置的情形下，在AFEX过程中进行混合以及均匀的预处理操作是相当困难的。使用推进和螺旋叶轮装置对固体浆料进行混合是高耗能的操作过程，并且对于降低质量和热量传导的限度亦不是很有效。换句话说，只是与氢氧化铵接触的并被适当预热的(即，通常是接近反应器壁或处于反应器底部的)那部分生物质，相对于反应器中的大部分生物质来说，能够获得较好的预处理。AFEX工艺的另一个经济上的主要难题是回收步骤操作昂贵，其中氨在预处理过程之后要以气态的形式进行回收，经过再压缩，与水分离以及作为无水液态氨而被重复利用。此外，AFEX过程，采用加压的液态氨作为预处理化学剂，很难以连续的方式进行操作。在AFEX预处理结束阶段的氨膨胀释放过程是相当耗能的，产生气态氨-水混合物，这就可能使得商用上不太可行。基于超临界氨的预处理工艺相对于AFEX来说就更加耗能，在经济上更不可取。
发明内容
本发明涉及处理生物质的方法，包括以下步骤：将生物质提供到反应容器；提供气态氨；将气态氨输送到反应容器，让气态氨有时间与生物质在反应容器中发生反应；以及将生物质从反应容器中移除。
在本发明的一些实施方式中，反应容器中的温度可以是约50摄氏度至约200摄氏度；或反应容器中的温度可以是约50摄氏度至约100摄氏度；或者反应容器中的温度在气态氨被输送到反应容器之后会升高。
在本发明的其他实施方式中，气态氨可能在约100psi至约1000psi，约200psi至约650psi，或约100psi至约200psi的压力下被输送到反应容器。
本发明方法的其他方面包括气态氨凝结于生物质。此外，生物质可能含有低于约15％干重的水，约15％至233％干重的水；或者气态氨与生物质中的水发生反应。
在本发明方法的另一方面，气态氨与生物质发生反应的时间可能为约2小时至约36小时，约2小时至约12小时，约1分钟至约120分钟，约1分钟至约20分钟。
此外，通过本发明的方法，生物质可由气态氨而被均匀地预处理；本方法可以是连续式或半间歇式操作的；而且反应容器可以是固定床反应器，流化床反应器，或半流化床反应器。
在本发明方法的一些实施方式中，载体可以被输送到反应器，而且载体可在气态氨被输送到反应容器之后再被加到反应容器。载体可与气态氨相结合，可以是惰性气体，可以是氧化性的(如空气)，也可以是蒸汽。此外，惰性气体和蒸汽在气态氨被输送到反应容器之前可与气态氨相结合。
在进一步的实施方式中，本发明方法还可包括以气体的形式回收至少部分的气态氨用于预处理过程。
本发明还包括预处理生物质的方法，其中包括：将生物质用氨浸渍；将生物质输送到反应容器；提供气态载体；将气态载体输送到反应容器；让气态载体有时间与生物质在反应容器中发生反应；以及将生物质从反应容器中移除。
附图说明
有关本发明的上述简要介绍以及下述的详细描述，结合附图会得到更好的理解。为了阐明本发明的内容，在此提供了附图和表格，以及一些优选的实施方式。然而，应该理解，本发明并不局限于这些具体的列举和陈述。
图1显示了对于传统AFEX工艺(I)和气态氨预处理(Gaseous AmmoniaPretreatment，GAP)(II)的对比。如图1所示，在传统AFEX工艺中，液态氨被添加到反应容器(I)；而在GAP工艺中，输送液氨的容器被加热使液态氨转变为气态(于压力P1)而气态氨被加到反应容器中的生物质(使得反应容器中的最终压力为P2)。
图2显示了采用AFEX(对照)和GAP的预处理过程在对应氨装载量的两种不同停留时间的条件下从玉米秸秆的基于酶水解的葡糖产率。
图3显示了对应于不同的GAP工艺条件由处理过的玉米秸秆的百分葡萄糖产率(％葡聚糖转化)，在GAP过程中氨相对于生物质装载量的影响，以及在酶水解(I)过程中所观察的预处理效果，还有在过程(II)中反应器里的压力。在(I)中，X轴所表示的是在不同的压力P1和温度(气态氨在加到容纳玉米秸秆的反应容器之前)下检测的生物质相对于氨的装载量。此外，在(I)中，Y轴表示对应于各种GAP条件下所获的葡萄糖产率。
图4显示了在AFEX和GAP预处理工艺中通过爆破去除氨对于所处理玉米秸秆的葡萄糖产率的作用。
图5显示了GAP工艺中在使用气态氨并带或不带有合适热载气时流化作用的可能应用情形。
图6显示了未经处理的、高湿(60％，dwb)和低湿(5％，dwb)AFEX处理过的玉米秸秆的葡萄糖产率。
图7A-7D显示未经处理的和经过氨预处理的玉米秸秆细胞壁的透射电子显微图像；图7A，未经处理的；图7B，低湿AFEX处理的；图7C和7D为低湿AFEX处理后样品的不同部分及其放大图。未经处理的玉米秸秆具有与采用纳米多孔AFEX处理过的细胞壁相比较而言的独特的多层细胞壁。在AFEX处理后，外细胞壁层上带有少量的表面沉积物，呈起伏的非晶形外观。
图8为采用传统AFEX(图8A)和GAP(图8B)工艺过程的氨回收系统和工艺流程图。
具体实施方式
在对本发明作进一步描述之前，应当理解本发明并不局限于下述有关发明的具体实施方式。同时也应当理解，本文所使用的术语只是用于针对特定的实施方式进行描述，而不是用来进行限制。
本文中所引用的所有参考文献、专利、出版物、文章、数据库以及其他书面材料在此均通过引用的方式全部纳入本文，就如其各自被特别和单独地通过引用而纳入本文。将这些专利、出版物、文章、数据库和其他书面材料等文献纳入本文是为了针对在这些文件中描述过的可能涉及本发明内容的成分进行描述和揭示。下面所提供的信息不是用来作为涉及本发明的现有技术，而仅仅是用来帮助读者的理解。
在后述的说明中，提供了有关本发明的一种或多种实施方式的详细描述。参阅下述有关具体实施方式和实施例的详细说明会有助于对本发明优选实施方式的理解。
本文中使用的所有技术和科学术语，除非另有定义，具有本发明所属领域的普通技术人员通常能够理解的含义。虽然与本文所述相似或等同的任何方法、装置和材料可以被用于本发明的实施或检测，在此所描述的是优选的方法、装置和材料。
在本发明的说明书和所附权利要求书中，单数形式的冠词“a，”“an”和“the”包含复数的意义，除非由上下文明显另有所指。
本文使用的术语“氨(ammonia)”是指氮和氢的具有分子式NH3的化合物。
本文使用的术语“生物质(biomass)”是指比如木材、植物和有机废料等，能够转化为燃料的有机物质。
本文使用的术语“气态(gaseous)”是指通过密度、粘度和/或膨胀性能可以区别于固态和液态的物质状态。
发明人开发了一种称为“气态氨预处理(Gaseous Ammonia Pretreatment，GAP)”的工艺，其中热氨气(气态氨)是用来在反应容器，如反应器或其它能够在压力下容纳生物质的容器中对生物质进行预处理。例如，采用GAP工艺，反应器内的压力可以维持在约0psi至约1000psi，约200psi至约500psi，或约100psi至约200psi。在一种实施方式中，水被用来预湿生物质，热氨气在加压状态下被输送到生物质。例如，气态氨在约0psi至约1000psi，约200psi至约500psi，或约100psi至约200psi的压力下被输送到反应容器。然后，热氨气凝结于生物质并与水发生反应。采用这种方法，由于水和氨之间的放热反应，便可瞬间达到所需的温度(约50-200摄氏度)。氢氧化铵的形成会在水与生物质结合的地方迅速发生。在该过程中，生物质通过氨被均匀地预处理(即，大部分的生物质会得到基本相同的预处理)，而且所需的预处理时间较短(例如，约1至约120分钟，或约1至约20分钟)。如此短暂的预处理时间也有助于减少对后续生物过程有负面影响的可能的抑制性降解产物的形成。在本发明的一些实施方式钟，可以采用较长的预处理时间，例如，约2至约36小时，或约2至约12小时。另外，通过这种方法，在预处理结束阶段不会产生膨胀式的压力释放，从而能够在氨回收过程中显著地降低能耗。
本发明的过程可以很方便地通过连续的方式来实现，使用(a)回用的氨气，(b)回用的氨气和蒸汽的混合物，(c)回用的氨气与惰性气体或其它载气的结合，或(d)回用的氨气/蒸汽的混合物与惰性气体或其它载的气结合的物流，并置于流化床反应器、半流化床反应器、床式反应器、或固定床反应器。估计只有氨的少部分(约0.5至约3％，氨/生物质的重量比)会在该过程中发生反应(由于氨与各种细胞壁的成分发生反应)，而其它部分的氨(即，约50％至约99.5％，约75％至约99.5％，或约97％至约99.5％，氨/生物质的重量比)能够以气体状态回收。
在一种实施方式中，热氨气被用来对被预湿的生物质(约15％至约233％的湿度，例如水分含量，基于干重)在反应器中通过连续循环的氨-水气态混合物(如气态氨/蒸汽)来进行处理。在另一实施方式中，热氨-水气态混合物被用来对经过预湿的或干的生物质(低于约15％的湿度，基于干重，“dwb”)进行预处理，其中氨-水气态混合物被连续地输送到反应器而氨-水气态混合物又被回收返回到反应器。在进一步的实施方式中，热氨气与热的惰性/载体气体(如氮气、空气)一起被输送到反应器用来对预湿的(约15％至约233％湿度，dwb即基于干重)或干的生物质(约15％或更低的湿度，dwb)，该热氨气被连续地输送到反应器同时回收氨-水-惰性气体混合物。或者，氧化性气体，比如空气或氧气，也可以与氨气结合。在另一实施方式中，热氨-水的气态混合物与热的惰性/载体气体(如蒸汽、氮气、空气)一起被输送到反应器用以对预湿的(约15％至约233％的湿度，dwb)或干的(约15％或更低的湿度，dwb)生物质进行预处理，该热氨-蒸汽气态混合物被连续地输送到反应器同时回收氨-蒸汽-惰性气体混合物。本发明所提供的回收步骤会降低预处理生物质所需的氨量。由于只是少量的气态氨与生物质(约0.5至约3％，氨/生物质重量比)发生反应，估计热的惰性载体能够提供合适的热量和质量传递介质以取代现有工艺(AFEX)中所使用的昂贵的氨。
此外，在另一实施方式中，氧化性的(例如，氧气或空气)或非氧化性的(如氮或蒸汽)载气是在预处理过程之中或预处理过程之后(从生物质中除去剩余的氨)结合气态氨使用。
在本发明的方法中，有效的生物质对氨的装载量为约1∶0.01至约1∶5，约1∶0.2至约1∶2，或约1∶0.2至约1∶1。此外，在本本发明的方法中，葡聚糖的转换率与传统AFEX中的转换率相比相同或较高(高约10-15％)。例如，图2所示，经GAP的15分钟反应时间实现了对应于经AFEX的45分钟反应时间的相当的转换率。然而，经GAP的30分钟反应时间，可以认为其葡聚糖转换率会比AFEX过程的增加10-15％。一般来说，这种转换率取决于其他的因素，例如，特定的纤维素酶和半纤维素酶，酶的种类和组合，以及在酶水解中所使用酶的量。
本发明还包括将生物质用液态或气态氨和水(用浓/稀氢氧化铵)进行浸渍以实现较低的氨装载量(每公斤生物质约0.01至约0.3公斤氨)然后将生物质连续地输送到反应器中通过热的惰性载气(含有很少或者不含氨)进行预处理。在一种实施方式中，该过程是在固定的生物质床反应器中将热氨/蒸汽/惰性/载体气体混合物吹扫通过反应器来进行操作的。该气流通过压缩机和加热器而不断循环以重复流过固定的生物质床反应器。
图1显示了针对传统的AFEX装置10(I)和本发明的GAP装置30(I)进行比较的示意图。不像AFEX装置，其中液态氨(输送容器压力为100-200psi)是通过输送容器12的底阀被输送到反应器的；在GAP中，氨输送容器32中的氨被预热(对输送容器)并被从输送容器32的顶阀送出。这就允许在GAP中热氨气凝结于生物质(与传统的AFEX不同)，从而导致反应器中温度的快速(例如，瞬时地)上升。在AFEX过程中，通常需要15-45分钟以达到反应器中的所需预处理温度(例如100摄氏度)，之后该温度再被维持5-45分钟。AFEX过程中，生物质的预处理时间通常在20-90分钟的范围。相比之下，在GAP中(取决于输送到反应器的热氨气的温度和压力P1)，可以迅速达到反应器中所需的预处理温度(例如，约50至200摄氏度，或约50至约100摄氏度)，而总停留时间为约1分钟至约120分钟。
本发明还涉及新的反应器的配置系统，用以不断地将向列式反应器输送热氨和/或惰性载体气体混合物，而该混和物以气体状态(无需将气态氨压缩成液态氨或氢氧化铵混合物)被回收并重新送入反应器。
对于GAP过程来说，有几种不同类型的反应器可以选用。例如，半间歇式反应器或连续式反应器其中流态化或半流态化的生物质被连续地送入，而在反应器中生物质与热氨和/或惰性载气接触。在一种实施方式中，热气体可以回收并循环使用。在另一实施方式中，带有固定床生物质的间歇式反应器是不断地用热氨和/或惰性载气进行吹冲；而该热气体能够被回收并送回反应器循环使用(参见图5)。图5显示了在GAP过程中使用气态氨和其他载气使生物质流态化的工艺流程示意图。采用流化床的处理工艺的优点在于均匀的预处理条件和便于以连续的过程进行工艺放大以及便于热气态氨的回收和再用。
在此处GAP生物质预处理工艺中，预处理过程是尽可能地均匀；几乎没有在传质，传热，低停留时间或者低氨/水用率等方面的问题，也可避免复杂的氨-水分离操作。
此外，如表1所示，使用流化方法的GAP工艺与AFEX工艺相比具有多方面的优点。
表1：
图8A和8B分别为针对AFEX和GAP工艺中生物质和氨/惰性气体回收过程的流程图。就图8B所示的GAP工艺来说，该工艺过程包括将生物质，带水或不带水的，输送到GAP反应器，然后采用加热器和压缩机将热氨气(NH3)/氮气(N2)注入GAP反应器。大部分的热氨气和氮气在GAP过程后被回收，并且被预热而随后用于预处理过程。被预处理的生物质中的残留氨/氮经由冷凝器回收并用于随后的预处理过程。随残留氨所带的生物质挥发物(降解产物)和水分被从氨回收物流中分离。
如本文所述，有几种预处理的工艺条件(气态氨在处理过程前的温度，氨在输送前的压力P1，氨在输送后的压力P2，GAP反应器中的反应时间，生物质的水含量，以及氨的装载量)会影响GAP过程。请见图8B所示的各种数据范围。
此外，预处理的工艺条件是相互关联的，即，改变一种条件可能会影响到另一种条件。例如，反应时间依赖于温度和氨的压力。被输送到GAP反应器的气态氨的压力和温度越高，反应器中的反应时间则越短(而反应器中的压力P2也会越高)。反之，被输送到GAP反应器的气态氨的压力P1和温度越低，反应器中的反应时间则越长(而反应器中的压力也会越低)。此外，通过生物质颗粒的氨的扩散速度随压力的增加而提高，这意味着反应物可以更快地接触到反应性的键位从而降低总的反应时间。从理论上讲，如果气态氨的压力加倍，反应时间就会减少近半，因为发生在生物质中的大多数反应是准一级的。随着压力的增加，也可以较快的地达到设定的温度，因为热的气态氨也具有将热量从主体相携带到生物质内部(其中发生反应)的功能。在反应温度接近室温(即25-40摄氏度)的条件下，反应时间可以延长至24小时(取决于氨的装载量)以实现接近90％的转化率，而在摄氏100度的条件下，总的停留时间可能减少到15分钟(取决于氨的装载量)。除了气态氨的压力和温度之外，生物质的颗粒大小对反应时间也会有影响。颗粒的尺寸越小，在颗粒的内部达到设定温度和压力就越快，这就意味着，能够更快地实现完全的转化。最后，通过减少向反应器中输送的氨或者增加生物质的湿度可以降低反应器中的压力P2。
此外，基于不同的预处理条件，发明人发现，在预处理过程中随氨加水会导致两种竞争的反应；即，水解(涉及氢氧根离子)和氨解(涉及氨)。因氢氧根离子而形成的降解产物大多是酸，并被发现可能对后续发酵过程中的微生物会有抑制作用。另一方面，氨化反应导致胺类的形成，而胺类被发现对微生物的抑制作用明显较低(来自Ming W.Lau和Bruce E.Dale的未发表资料)。在一个通常的AFEX过程中，每公斤生物质使用了大约0.5-2公斤的水。由于氨溶于水，要在预处理过程之后将氨从水中提取出来以在连续的生物炼制过程中重复使用，是相当耗费的。
采用GAP工艺，发明人认为含有约5％至15％水分，dwb(在预处理过程中没有外部水分补充的、放干的生物质的估计含水量)的生物质可以采用热氨气进行预处理，而葡聚糖的转化百分率与图6所示由高湿(15％或以上，dwb)氨水的预处理所获得的相似。
这种GAP工艺能够用于木质纤维素的生物炼制。具体来说，一座现代生物炼制厂会利用大约2000吨/天的木质纤维素生物质来生产生物燃料和生化产品。对于现有的预处理工艺来说，操作成本和温室气体(GHG)的排放被视为是对于这种生物精炼过程的限制因素。采用GAP工艺，能够同时降低预处理的操作成本和减少温室气体排放量，从而使得生物炼制过程在技术上更为可行。参见，例如，表2如后。
所述GAP工艺能够被用于食用油籽和油饼的生产。油籽通常经过两个阶段的提取：(i)机械榨/挤提取以将油含量降低至20-25％(w/w)，随后(ii)己烷提取以去除残余油(16)。经提取的油饼再通过蒸汽脱除/蒸煮进行烘烤(或脱溶过程)以除去残留的溶剂并且进行预调质(即，对油籽中的抗营养成分进行解毒)，从而用作动物食用和/或蛋白提取。所述预调质过程往往取决于油籽的种类，但一般需要采用蒸汽对生物质(于适当的水分含量)在90-110℃下蒸煮15-30分钟。所述GAP工艺可以结合一般的蒸汽烘烤工艺来进行，用以在制备生物燃料和化学产品(如乙醇和生物柴油)的后续生物工艺过程前对生物质进行预处理。油饼的纤维部分可以发酵得到乙醇并且还可以与从油籽所提取的油料发生反应以生产生物柴油。
AFEX和GAP工艺的主要优点之一，不同于其他的热化学处理工艺(例如稀酸法和有机溶解法)，是预处理的温度强度是相当低的(例如，对于GAP为50-150℃而对于酸性处理为150-220℃)。较低的温度有助于减少蛋白质的降解并提高重要氨基酸(如赖氨酸)的消化率。基于氨化作用的处理工艺目前被用来对花生等油籽进行脱毒处理以脱除有毒的黄曲霉毒素(17)。发明人采用一般的AFEX工艺对经过提取的油籽饼进行了预处理并且采用纤维素酶进行水解。AFEX工艺被发现明显提高，相对于未经处理的样品(数据未显示)来说，最高可获糖的速度和产率。GAP或AFEX的预处理工艺能够用来为了生物质转化用途对油籽饼进行预处理。参见，例如，Balan，V.，et al，2009.Journal of the American Oil Chemists′Society，86，157-165。
所述GAP工艺可以用于作为动物饲料的蛋白提取。在ProXan过程中(18)，蛋白质被从苜蓿中提取出来，其中采用锤式破碎机以破坏细胞壁然后通过螺旋挤压和蒸汽灌注进行汁液提取而使蛋白凝结。最后，加入可溶物以挤压饼料并作为动物饲料出售。在这个过程中，氨是用来杀灭各种微生物并提升pH值(其有助于提取蛋白质)。在此再提一下，GAP工艺能够被用于从约30℃至约50-100℃的稍高的温度(而不是室温)。这样将改善蛋白的提取过程并同时对生物质进行预处理以用于生物炼制来制备生物燃料和生化产品。
发明人针对经过AFEX处理的生物质进行了活体和离体的消化作用研究，并发现这些生物质是高度可消化的。根据这些消化研究，如果饲料是经过氨预处理的，就只需使用相对来说明显便宜的饲料就能够使动物获得足够的生长率和奶产量。
以上提供了针对本发明的一般性描述，而后面提供的实施例会使本发明的内容更易于理解。这些实施例，除非特别指明，是用来进行说明而不是对本发明的范围进行限制。
实施例
实施例1：利用气态氨对木质纤维素生物质进行预处理
将无水气态氨转入不锈钢罐并预热达到450-900psi。与此同时，将带有适量水分(60％)的生物质置于经过预热(于140和160度摄氏)的不锈钢反应容器，利用真空排除空气并形成负压以便氨的输送。将经过预热的氨气转移到反应容器。对反应容器中尚未反应的氨进行测定并计算出在过程中加入预处理反应器的实际氨量。生物质的温度出现快速上升(从30℃的初始温度到约100-200℃)，取决于被预热的氨气压力/温度。反应继续进行以达到不同的停留时间，然后压力被慢慢地释放。
实施例2：在不同氨装载量和停留时间的条件下经过AFEX(对照)和GAP工艺预处理过的玉米秸秆的酶水解
将预处理后的生物质在通风柜中干燥过夜，采用商业酶(由Genencor公司所获的15FPU的Spezyme CP酶以及从Novozyme公司所获的64pNPGU的β-葡糖苷酶，每克葡聚糖)对生物质在50℃经72小时进行消化以测定预处理的效率。使用YSI葡萄糖分析仪对水解产物进行了葡萄糖的分析。图2显示采用GAP工艺时5分钟和15分钟的反应时间，采用AFEX工艺时45分钟的反应时间，以及生物质对氨的不同比例。图2中的数据表明，与AFEX相比较，GAP通过明显较短的反应时间获得相同或更好的预处理效率。
实施例3：生物质葡聚糖在不同的GAP工艺条件下的转化
为了进一步了解在GAP工艺过程中所需氨浓度的影响，生物质的水分含量被固定在60％，而生物质对氨的浓度比被设为1∶1.2到1∶0.2(生物质对氨的装载量，w/w)。此外，氨输送压P1(装料前)和反应器温度是变化的。相关结果如图3所示。由图3可以清楚地看出，直到1∶0.8，转化率与一般AFEX工艺的相当(60％的水分，1∶1的生物质对氨加载量，45分钟的总停留时间)。进一步降低生物质对氨的加载量(1∶0.2)，与对照相比，也只会有葡萄糖产量的10-15％下降。也就是说，经过GAP处理的玉米秸秆与经过AFEX处理的玉米秸秆相比，在明显较低的氨加载量和反应器中压力的条件下获得几乎相同的葡萄糖百分转化率。在(II)中，Y轴显示对应于GAP工艺条件的反应器中的压力，并表明反应器中的压力P2随氨的装载量而下降。通过降低氨对生物质的装载量，反应器压力容器中的压力也会下降(图3，II)到50-150psi。
虽然糖产量降低了10％，反应容器中的压力P2也下降到低于100psi。因此，在较低压力(以及低氨装载量)条件下实施GAP工艺，与AFEX和其他基于氨的预处理工艺相比，操作和投资成本将大幅度降低。针对GAP工艺，通过恰当地选择酶的混合物(包含适当的纤维素酶和半纤维素酶)，发明者认为可以通过进一步降低在GAP工艺过程中的生物质对氨的装载量(1∶0.05-1∶0.2的生物质对氨的装载量，dwb)而进一步提高转化率并降低操作费用。
实施例4：在预处理过程中释放压力的影响
采用1∶1生物质对氨的装载量，通过AFEX和GAP工艺进行的两个独立的预处理操作过程。操作过程后，在第一组实验中让压力爆破地释放，而在第二组实验中让压力缓慢地释放。爆破释放时，使压力突然地(不到1秒钟)从反应压力(200-400psi)降低到常压(15psi)。缓慢释放时，让压力逐渐地降低到常压(经2分钟降压)。所得到的原料被收集在托盘里，并置于通风柜内干燥过夜。次日，对经过处理的材料采用商业酶进行在50℃为时72小时的消化率检测，如上所述(图4)。在图4中，Y轴表示对应于经过不同处理的生物质样品的％葡萄糖产率(％葡聚糖转化)。发明人观察到通过缓慢释放，相对于爆破释放，所进行的预处理过程中的转化率的下降是很小的，而且这样的下降值是在误差范围之内。这表明，在预处理过程中采用爆破式或突然膨胀地释放氨是不必要或者不是很重要的。因此，就能够对于被连续地输送到反应器的生物质进行连续的预处理，其中反应器被持续地保持加压状态并载入热氨气(和水)和/或惰性/载气混合物。
实施例5：未经处理的和经过AFEX处理的玉米秸秆的水解
图6描述了未经处理的和经过AFEX处理的玉米秸秆的水解情况。常规AFEX过程在以下条件进行：90℃，1∶1的生物质对氨装载量，60％水分dwb，5分钟停留时间；低湿AFEX过程在以下条件进行：90℃，1∶1的生物质对氨装载量，5％水分dwb，5分钟停留时间，之前经历了在50℃，200rpm条件下的24小时的孵化过程。
为了证实低湿生物质(5％水分)会得到与高湿生物质(60％水分dwb)相比程度相当的预处理效果，发明人在这样的条件下进行了预处理操作，以及采用15FPU的纤维素酶和64pNPGU的β-葡糖苷酶所进行的酶水解。转化结果如图6所示。Y轴表示在各种预处理条件下经过酶水解作用后的葡糖和木糖的产率。
此外，电子层析成像表明，预处理低湿生物质，与预处理高湿生物质相比，能够在细胞壁内形成更高的孔隙度(图7A及7B)。所增加的孔隙度会使得酶有更高的可及性从而能够更为有效地对预处理过的生物质进行水解。经过低湿AFEX处理的样品的转化率略低，可能是由于在酶水解过程中缺乏合适的半纤维素酶以及在AFEX预处理过程中热/质传递较差。
然而，通过适当控制上述因素但采用基于GAP的流态化过程，发明人认为能够获得与常规AFEX情况相比更好的效果。基于低湿氨的处理工艺的优点，尤其是在GAP过程中，是易于从水中回收氨。也就是说，系统中的水越多，从系统中回收(和回用)氨的费用就越高。
实施例6：有关资源节约和温室气体排放量的比较
为了评估将GAP工艺与AFEX工艺进行比较时的能量和资源的节约以及温室气体(GHG)的排放，发明人根据Aspen Plus模型进行了计算，其结果列于表2。结果显示，就GAP工艺来说，除了温室气体排放量减少3倍，在热量、电力和用水等方面也有相当大的节省。
表2：
在上述的说明书中针对一些优选实施方式进行了描述，并且为说明的目的而提供了许多细节情况，然而本领域的技术人员应该能够理解到本发明可以有各种各样的变化和更多不同的实施方式，而且本文所描述的细节可以有相当的变化而不会偏离本发明的精神和范围。
参考文献
1.Walter A.(2000)，in Industrial uses of biomass energy，edited byRosillo-Calle F.，Bajay SV，Rothman H，pp 200-253，Taylor & Francis.
2.Eggeman T，Elander RT(2005)Process and economic analysis ofpretreatment technologies.Bioresour Technol 96：2019-2025.
3.Somerville C，Bauer S，Brininstool G，Facette M，Hamann T，Milne J，Osborne E，Paredez A，Persson S，Raab T，Vorwerk S，Youngs H.(2004)Toward a Systems Approach to Understanding Plant Cell Walls.Science306：2206-2211.
4.Cosgrove DJ(2005)Growth of the plant cell wall.Nature review 6：850-861.
5.Mosier N，Wyman C，Dale B，Elander R，Lee YY，Holtzapple M，Ladisch M(2005)Features of promising technologies for pretreatment oflignocellulosic biomass.Bioresour Technol 96(6)：673-686.
6.Dale BE(1986)Method for increasing the reactivity and digestibility ofcellulose with ammonia.US patent No.4600590.
7.Dale BE(1991)Process for increasing the reactivity of cellulose containingmaterial.US Patent No.5037663.
8.Dale BE(2000)Process for treating cellulosic materials.US Patent No.6106888.
9.Dale BE and Weaver JK(2001)Apparatus for treating cellulosic materials.Patent No.US 6176176 B1.
10.Teymouri F，Laureano-Perez L，Alizadeh H，Dale BE(2005)Optimizationof the ammonia fiber explosion(AFEX)treatment parameters for enzymatichydrolysis of corn stover.Bioresource Technol 96：2014-2018.
11.Chundawat PS，Venkat esh B，Dale BE(2007)Effect of Particle Size BasedSeparation of Milled Corn Stover on AFEX pretreatment and EnzymaticDigestibility.Biotechnol Bioeng 96：219-231.
12.Chou，Y-CT(1987)Supercritical ammonia treatment of lignocellulosicmaterials.US patent no.4,644,060.
13.Hennessey SM，Friend J，Dunson JB，Tucker MP，Elander RT and Hames B.(2007)Integration of alternative feedstreams for biomass treatment andutilization.Patent No.US 2007/0037259 A1.
14.Dunson JR，Tucker MP，Elander RT and Lyons RC(2007)System andProcess for Biomass treatment.Patent No.US2007/0029252 A1.
15.Kim TH，Lee YY，Sunwoo C，Kim JS.(2006)Pretreatment of corn stover bylow-liquid ammonia recycle percolation process.Appl.Biochem.Biotechnol.133：41-57.
16.Erickson DR(1990)Edible fats and oil processing-Basic principle andmodern practices.AOCS Press，Netherlands.
17.Pivai G，Galvanoz F，Pietril A，Piva A(1995)Detoxification Methods ofFlatoxins-A Review.Nutrition Research，15(5)：767-776.
18.Prevot-D′Alvise N，Lesueur-Lambert C，Fertin-Bazus A，Fertin B andDhulster P(2003)Development of a pilot process for the production ofalfalfa peptide isolate.J.Chem.Technol.Biotechnol.78：518-528.

Claims (22)

1.一种处理生物质的方法，包括：
将氨在输送容器中预热以产生热的气态氨；
将所述热的气态氨在压力下输送到反应容器,其中所述压力为100psi或以上；
让所述气态氨凝结于所述生物质并且与存在于所述生物质中的水发生反应以形成经过预处理的生物质,其中所述生物质在压力下并且所述处理产生剩余氨；
在移除所述剩余氨之前使所述反应容器的压力缓慢地释放到常压,而不采用爆破式压力释放；以及
从所述反应容器中移除所述经过预处理的生物质。
2.根据权利要求1的方法，其中所述方法进一步包括：提供所述生物质到所述反应容器。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述方法进一步包括将所述剩余氨以气体状态回收。
4.根据权利要求3的方法，进一步包括回收所述气态氨以提供给所述反应容器，并且回用至少部分的所述气态氨作为回用气态氨。
5.根据权利要求4的方法，其中所述生物质是采用所述回用气态氨和蒸汽的混合物进行处理。
6.根据权利要求1的方法，其中所述压力为100psi至1000psi。
7.根据权利要求1的方法，其中所述压力为200psi至650psi。
8.根据权利要求1或2的方法，进一步包括将载体输送到所述反应容器。
9.根据权利要求8的方法，其中所述载体是氧化性载体或惰性气体。
10.根据权利要求9的方法，其中所述氧化性载体为空气或氧气，所述惰性气体为氮气。
11.根据权利要求8的方法，其中所述载体为蒸汽。
12.根据权利要求1或2的方法，其中所述生物质所具有的生物质温度由于所述水和所述气态氨之间的放热反应而基本上即时地升高。
13.根据权利要求12的方法，其中所述生物质温度上升到50摄氏度至200摄氏度。
14.根据权利要求12的方法，其中所述生物质温度上升到50摄氏度至100摄氏度。
15.根据权利要求1或2的方法，其中所述生物质是干生物质，其含有15％或以下基于干重的水分。
16.根据权利要求1或2的方法，其中所述生物质是预湿的生物质，其含有15％至233％基于干重的水分。
17.根据权利要求1或2的方法，其中所述气态氨与所述生物质发生反应1分钟至20分钟。
18.根据权利要求1或2的方法，其中所述气态氨与所述生物质发生反应1分钟至120分钟。
19.根据权利要求1或2的方法，其为连续式的方法或半间歇式的方法。
20.根据权利要求1或2的方法，其中所述反应容器为流化床反应器，固定床反应器或半流化床反应器。
21.根据权利要求1或2的方法，进一步包括用气态氨来浸渍所述生物质。
22.根据权利要求1或2的方法，其中所述气态氨的比例为每公斤生物质0.01至0.3公斤氨。
CN201080022215.3A 2009-05-21 2010-05-21 预处理生物质的方法 Expired - Fee Related CN102597247B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18030809P 2009-05-21 2009-05-21
US61/180,308 2009-05-21
PCT/US2010/035826 WO2010135679A1 (en) 2009-05-21 2010-05-21 Methods for pretreating biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102597247A CN102597247A (zh) 2012-07-18
CN102597247B true CN102597247B (zh) 2016-08-10

Family

ID=43126529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080022215.3A Expired - Fee Related CN102597247B (zh) 2009-05-21 2010-05-21 预处理生物质的方法

Country Status (8)

Country Link
EP (2) EP2432887B1 (zh)
CN (1) CN102597247B (zh)
AU (1) AU2010249409C1 (zh)
BR (1) BRPI1008253A2 (zh)
CA (2) CA2819456C (zh)
MX (1) MX2011012357A (zh)
PL (1) PL2432887T3 (zh)
WO (1) WO2010135679A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0722418B1 (pt) 2006-05-01 2023-10-10 Dartmouth College Processo para tratamento de biomassa lignocelulósica com vapores de amônia e de água
US8968515B2 (en) * 2006-05-01 2015-03-03 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods for pretreating biomass
US9206446B2 (en) 2006-05-01 2015-12-08 Board Of Trustees Of Michigan State University Extraction of solubles from plant biomass for use as microbial growth stimulant and methods related thereto
US10457810B2 (en) 2009-08-24 2019-10-29 Board Of Trustees Of Michigan State University Densified biomass products containing pretreated biomass fibers
US8945245B2 (en) 2009-08-24 2015-02-03 The Michigan Biotechnology Institute Methods of hydrolyzing pretreated densified biomass particulates and systems related thereto
BRPI1007699B8 (pt) 2009-08-24 2021-03-23 Univ Michigan State produto, produto embalado e processo
WO2011133571A2 (en) 2010-04-19 2011-10-27 Board Of Trustees Of Michigan State University Digestible lignocellulosic biomass and extractives and methods for producing same
WO2013131015A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-06 Board Of Trustees Of Michigan State University Methods for increasing sugar yield with size-adjusted lignocellulosic biomass particles
DE102016106746A1 (de) * 2016-04-12 2017-10-12 Cebcon Technologies Gmbh Verfahren zum Hygienisieren von Biomasse
BR102018004591B1 (pt) 2017-03-08 2019-11-12 Univ Michigan State método de pré-tratamento de biomassa
US10645950B2 (en) 2017-05-01 2020-05-12 Usarium Inc. Methods of manufacturing products from material comprising oilcake, compositions produced from materials comprising processed oilcake, and systems for processing oilcake
RU2019137990A (ru) * 2017-05-01 2021-06-02 Юсариум Инк. Питательная композиция на основе жмыха с высоким содержанием белка
US11440999B2 (en) 2017-07-07 2022-09-13 Board Of Trustees Of Michigan State University De-esterification of biomass prior to ammonia pretreatment
US11839225B2 (en) 2021-07-14 2023-12-12 Usarium Inc. Method for manufacturing alternative meat from liquid spent brewers' yeast

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101155925A (zh) * 2005-04-12 2008-04-02 纳幕尔杜邦公司 处理生物质以获得乙醇的方法
CN101484590A (zh) * 2006-05-01 2009-07-15 密执安州大学 处理木质纤维素生物质的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5037663A (en) 1981-10-14 1991-08-06 Colorado State University Research Foundation Process for increasing the reactivity of cellulose-containing materials
US4600590A (en) 1981-10-14 1986-07-15 Colorado State University Research Foundation Method for increasing the reactivity and digestibility of cellulose with ammonia
GB2122864B (en) * 1982-07-07 1985-07-24 Straw Feed Services Ltd Improvements in straw treatment
GB2124066B (en) * 1982-07-16 1986-02-26 Flemstofte Mads Amby Maskinfab Treating cellulose - containing matter with ammonia
DK556083A (da) * 1983-12-02 1985-06-03 Flemstofte Mads Amby Maskinfab Fremgangsmaade og apparat til behandling af celluloseholdigt materiale, f.eks. halm, med ammoniak i gasform
US4644060A (en) 1985-05-21 1987-02-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Supercritical ammonia treatment of lignocellulosic materials
US6176176B1 (en) 1998-04-30 2001-01-23 Board Of Trustees Operating Michigan State University Apparatus for treating cellulosic materials
US20070029252A1 (en) 2005-04-12 2007-02-08 Dunson James B Jr System and process for biomass treatment
BRPI1007699B8 (pt) * 2009-08-24 2021-03-23 Univ Michigan State produto, produto embalado e processo

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101155925A (zh) * 2005-04-12 2008-04-02 纳幕尔杜邦公司 处理生物质以获得乙醇的方法
CN101155928A (zh) * 2005-04-12 2008-04-02 纳幕尔杜邦公司 另选原料流在生物质处理和利用中的整合
CN101160409A (zh) * 2005-04-12 2008-04-09 纳幕尔杜邦公司 获得可发酵糖的生物质处理方法
CN101160405A (zh) * 2005-04-12 2008-04-09 纳幕尔杜邦公司 处理生物质以获得目标化学物质
CN101160388A (zh) * 2005-04-12 2008-04-09 纳幕尔杜邦公司 生物质处理的系统和工艺
CN101484590A (zh) * 2006-05-01 2009-07-15 密执安州大学 处理木质纤维素生物质的方法
CN102787149A (zh) * 2006-05-01 2012-11-21 密执安州大学 处理木质纤维素生物质的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2819456C (en) 2015-12-08
EP2432887B1 (en) 2016-03-09
EP2432887A4 (en) 2013-10-30
CA2819456A1 (en) 2010-11-25
CN102597247A (zh) 2012-07-18
MX2011012357A (es) 2011-12-08
AU2010249409B2 (en) 2013-11-14
EP2933337A1 (en) 2015-10-21
CA2762985A1 (en) 2010-11-25
PL2432887T3 (pl) 2016-09-30
EP2432887A1 (en) 2012-03-28
WO2010135679A1 (en) 2010-11-25
CA2762985C (en) 2013-07-09
BRPI1008253A2 (pt) 2015-08-25
AU2010249409C1 (en) 2014-06-05
AU2010249409A1 (en) 2011-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102597247B (zh) 预处理生物质的方法
US8968515B2 (en) Methods for pretreating biomass
CN101035632B (zh) 一种预处理木质纤维素原料的连续方法
da Costa Sousa et al. ‘Cradle-to-grave’assessment of existing lignocellulose pretreatment technologies
Kim et al. Enzyme hydrolysis and ethanol fermentation of liquid hot water and AFEX pretreated distillers’ grains at high-solids loadings
US10792588B2 (en) Organic material production system using biomass material and method
US9238827B2 (en) Biomass hydrothermal decomposition apparatus and method
US10655149B2 (en) Pretreatment of lignocellulosic biomass with sulfur dioxide and/or sulfurous acid
US20110171709A1 (en) Product Recovery From Fermentation of Lignocellulosic Biomass
Pihlajaniemi et al. Comparison of pretreatments and cost-optimization of enzymatic hydrolysis for production of single cell protein from grass silage fibre
BR122014013416B1 (pt) Método para conversão de uma matéria-prima de um material celulósico, o material celulósico compreendendo pelo menos celulose, lignina, hemicelulose e cinzas, no qual o material celulósico é submetido a um pré-tratamento hidrotérmico contínuo sem adição de ácidos ou bases ou outros produtos químicos, que devem ser recuperados, e no qual são produzidas uma fração líquida e uma fração sólida de fibra, a fração sólida de fibra sendo submetida a liquefação enzimática
CA2654306C (en) Biomass hydrothermal decomposition apparatus and method
CN101711263B (zh) 对木质纤维给料的连续逆流有机溶剂处理
CN102459617B (zh) 用于处理生物质以促进乙醇制造的系统
Saville et al. Ethanol production technologies in the US: status and future developments
CN112111540A (zh) 木质纤维素原料密化过程中加入酸性试剂进行预处理及生物转化的方法
US9347074B1 (en) Biomass pretreatment with ammonium bicarbonate / carbonate expansion process
Sharma et al. Production of biofuel (ethanol) from corn and co product evolution: A review
Bals et al. Ammonia fiber expansion and its impact on subsequent densification and enzymatic conversion
AU2016251402A1 (en) Method for producing levoglucosenone
Khanh et al. Self-reuse of distillation residue as a nitrogen source for simultaneous saccharification and fermentation in a bioethanol production process from rice straw
Balan et al. Methods for pretreating biomass
WO2007130577A2 (en) Products from biofuel manufacturing process
CZ294398B6 (cs) Způsob a zařízení komplexního zpracování obnovitelných surovin

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160810

Termination date: 20200521