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WO1992007098A1 - Process and plant for preparing pentose and/or hexose concentrated juice from hemicellulose-rich plant substances - Google Patents

Process and plant for preparing pentose and/or hexose concentrated juice from hemicellulose-rich plant substances Download PDF

Info

Publication number
WO1992007098A1
WO1992007098A1 PCT/FR1991/000825 FR9100825W WO9207098A1 WO 1992007098 A1 WO1992007098 A1 WO 1992007098A1 FR 9100825 W FR9100825 W FR 9100825W WO 9207098 A1 WO9207098 A1 WO 9207098A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydrolysis
reactor
post
primary
duration
Prior art date
Application number
PCT/FR1991/000825
Other languages
French (fr)
Inventor
Philippe Sanchez
Luc Rigal
Antoine Gaset
Pierre Mailhol
Original Assignee
Agrocinq Recherche S.A.
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 Agrocinq Recherche S.A. filed Critical Agrocinq Recherche S.A.
Publication of WO1992007098A1 publication Critical patent/WO1992007098A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002Xylose

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of concentrated syrups of pentoses and / or hexoses, in particular xylose, by acid hydrolysis of plant materials rich in hemicelluloses such as sorghum, corn, wheat (whole plants or residues). It extends to an installation for implementing said method.
  • Pentoses and hexoses are sugars useful in human nutrition and, in chemistry, among others as a precursor of polyols; in particular xylose is the precursor of xylitol, a sweet sweetener, acariogenic, with very low heat of dissolution (providing a cooling effect in the mouth).
  • patent FR 2,047,193 which is placed in an acid medium diluted with high liquid / solid ratios, proposes a specific mode of implementation of the hydrolysis process in order to increase the concentration of the outlet juices, while maintaining good performance; according to this patent, the plant materials and the acid baths are caused to flow against the current in two successive primary reactors and a post-hydrolysis is carried out on the outlet juice to complete the hydrolysis and lead to xylose; hydrolysis in primary reactors is carried out under harsh conditions (high acidity, high temperature), while post-hydrolysis is carried out under milder acidity conditions.
  • the present invention proposes to indicate a process for the hydrolysis of plant materials, which operates in an acidic medium diluted at low temperature and is free from the faults of the previous processes in order to be able to use plant materials rich in hemicelluloses under excellent conditions. economic profitability.
  • the essential objective of the invention is thus to obtain with an excellent yield (at least equal to that
  • Another objective is to considerably reduce acid consumption compared to the processes of the prior art.
  • a secondary objective is to produce, from vegetable raw materials, hydrolysis by-products which can be recovered both at the level of cellulose (paper pulp, glucose) and at the level of the lignin / cellulose complex (carrier of culture, particle board).
  • the process according to the invention for preparing a concentrated syrup of pentoses and / or hexoses by hydrolysis at low temperatures of vegetable raw materials rich in hemicelluloses consists in carrying out on several batches of vegetable raw materials M-
  • the juice from the last primary reactor R o is recovered and neutralized to provide the concentrated pentose and / or hexose syrup.
  • the primary reactors are supplied in parallel with solid raw material, while the juices circulate in series from one reactor to another, the hydrolysis conditions changing from one reactor to another for soften from upstream to downstream (considering the direction of circulation of liquids).
  • the post-hydrolysis carried out under more severe conditions relates to the solid materials collected at the outlet of the primary reactors (and not to the juices as is the case in the aforementioned prior patent) and makes it possible to prepare a juice which serves as a bath for the first primary reactor.
  • the acid (mineral acid such as sulfuric acid) is added to the post-hydrolysis reactor so that the acidity of this bath is the highest (between 0.2 and 0.6 mole of ion H + per liter of solution), the hydrolyses in the primary reactors being carried out without adding acid so that the acidity of the baths of these reactors is lower than that of the post-hydrolysis bath and decreases from the first reactor R ⁇ to the last Ro reactor.
  • a fraction of the juice from the post-hydrolysis reactor can be mixed between two successive primary reactors in the bath flowing from one reactor to another. Such a process produces concentrated juices (of the order of 40 to 65 g of xylose per liter) with a remarkable yield (85 to 95% depending on the raw material), without appreciable degradation of the products.
  • the "hydrolysis conditions" will be
  • REPLACEMENT SHEET represented in the present application by the kinetic expression: Cte " E / RT in which:
  • C is the average acid concentration of the reactor
  • . t is the duration of hydrolysis
  • T is the absolute temperature prevailing in the reactor
  • E is the activation energy of the degradation reaction of xylose (37 kg cal. / Moles, ie 1.55 ⁇ 10 ⁇ J / moles),
  • R is the constant of ideal gases (1.98 cal. / Moles, or 8.29 J / moles).
  • Machine hydrolysis conditions will therefore correspond to a temperature, a duration of hydrolysis and an acidity adjusted in correlation to lead to a lower value of the kinetic expression mentioned above.
  • the temperature T of this reactor to a temperature higher than that of the primary reactors (difference of the order of 5 ° to 20 °), and by adopting a hydrolysis time t p of same order as the duration of the last primary hydrolysis and at most equal to this, the acid concentration being higher than that of the primary reactors by virtue of the implementation process described above.
  • , M 2 , M are processed in parallel in three primary reactors R- j , R, R, the hydrolysis baths flowing successively from the first R-
  • ⁇ 0 The duration t ⁇ of the first hydrolysis in the
  • TAINT REPLACEMENT SHEET reactor R- j is in particular adjusted to a value between 20 and 110 minutes; the duration t 2 of the second hydrolysis in the reactor R is less than this by a value * ⁇ t 2 between 5 and 15 minutes, however that the duration t of the third hydrolysis in the reactor Ro. is less than t 2 by a value - ⁇ to between 5 and 15 minutes.
  • the times indicated are actual durations of hydrolysis and do not include the temperature rise times.
  • the difference in duration between two hydrolyses is chosen as a function of the duration of the hydrolysis serving as a reference (difference the greater the greater the duration of the latter).
  • the primary reactors R ⁇ , R, Ro can advantageously be supplied so that their liquid / solid ratio -r- is similar and between 4 and 20 kg of liquid per kg of dry matter.
  • the post-hydrolysis reactor R is preferably supplied so that its ratio -r - is less than -r- and between 0.3 r and 0.5 r.
  • the primary and post-hydrolysis hydrolyses are in particular carried out, in the usual way, in autoclave reactors at a pressure depending on the temperature; it is also possible to provide different pressure conditions.
  • the vegetable raw materials will be prepared beforehand by grinding them to reduce them to an average particle size of less than 10 mm, which may vary according to the nature of the vegetable material; however that the juice from the last primary reactor will preferably be neutralized with lime and / or ammonia; the lime will be chosen in the general case, but an addition of ammonia can advantageously be carried out when the xylose is intended for hydrogenation by fermentation.
  • the process of the invention can be carried out continuously both for the flows of solid materials and for the flows of liquids; a start-up phase is then carried out at the start of implementation, consisting of
  • REPLACEMENT SHEET introduce into the first primary reactor R- j an acidic aqueous bath having an acidity adjusted between 0.2 and 0.6 mole of H + ion per liter of solution.
  • the process of the invention can in particular be applied to prepare a concentrated syrup containing essentially xylose from whole sorghum plants; the implementation conditions are then advantageously as follows:. the duration t ⁇ and the temperature T- j of the first hydrolysis are respectively in the following ranges: 60 to 100 minutes, 115 ° to 125 ° C,
  • the duration t and the temperature T 2 of the second hyrolysis are respectively in the following ranges: 50 to 90 minutes, 115 ° to 125 ° C,
  • the duration t- and the temperature T of the third hydrolysis are respectively in the following ranges: 40 to 75 minutes, 115 ° to 125 ° C,
  • the duration t and the temperature T p of the post-hydrolysis are respectively within the following ranges: 25 to 50 minutes, 125 ° to 135 ° C.
  • the liquid / solid ratio r of each primary hydrolysis is between 8 and 14 kg of liquid per kg of dry matter,.
  • the liquid / solid ratio r of the post-hydrolysis is between 3 and 6 kg of liquid per kg of dry matter.
  • the method of the invention can also be applied to prepare a syrup concentrated in xylose from corn cobs; the implementation conditions are then advantageously as follows:
  • ratio r of primary hydrolyses between 7 and 13 kg of liquid per kg of dry matter
  • the invention extends to a plant material treatment installation allowing the implementation of the process defined above; this installation is characterized in that it comprises the combination of the following means: at least three primary hydrolysis reactors R - j , R 2 , R q, means for supplying said reactors with vegetable matter in parallel, an inlet for liquid to one of the reactors called first primary reactor R ⁇
  • REPLACEMENT SHEET making it possible to adjust the temperature of the primary reactors and post-hydrolysis reactor, and an acidification unit connected in particular to the liquid inlet of the post-hydrolysis reactor, and, where appropriate, bypass conduits a fraction of the juice from the post-hydrolysis reactor R to the primary reactors R, Rq other than the first.
  • the installation shown by way of example in the single figure, comprises a mechanical knife grinder 1 in which the plant materials are arranged to reduce them to an average particle size of less than 10 mm, of the order of 5 mm in the examples.
  • the crushed materials are introduced through a storage hopper 2 to then be distributed in hydrolysis reactors R- j , R 2 , Rq.
  • These reactors are identical, they have a volume of 17 1 and are each constituted by an autoclave whose temperature (and pressure) are controlled by regulating means (symbolized by TIC in the figure); the quantities of material M i, M 2 , Mo introduced into these reactors are identical.
  • the solid materials and the liquid phase are separated in separators 3, 4, 5.
  • the solid materials are combined to feed a post-hydrolysis reactor R p operating in a similar fashion to the previous ones. This reactor has sufficient capacity to allow the introduction of the three batches of material (23 1).
  • the liquid phase is sent to the next primary reactor, respectively R 2 , R 3 .
  • the liquid phase is sent to a storage tank 6.
  • the post-hydrolysis reactor R e is supplied with acidulated water coming from a tank 7 of water and acid mixture. The latter is stored concentrated in a storage tank 8.
  • REPLACEMENT SHEET At the outlet of the post-hydrolysis reactor R p , the solids and the liquid phase are separated in a separator 9. The solids are sent to a press 10 in which a strong pressing is carried out to reduce the moisture content of the materials solids and produce cellulosic residues of 80% dry matter.
  • the liquid phase from the separator 9 and that from the press 10 are combined and sent to the primary reactor R- j .
  • a bypass 11 allows, during the start-up phase of the installation, to send the acid solution from the mixing tank 7 to the primary reactor R- j , while conduits 12 make it possible to deliver a fraction juice from the post-hydrolysis reactor R p to the primary reactors R 2 and Rq.
  • the hydrolysates are neutralized with lime in a neutralization tank 13 and filtered in a plate filter 14 to separate the calcium sulphate from the xylose syrup.
  • Example 1 raw materials constituted by sorghum
  • the xylose is prepared from a variety of "Sorghum bicolor" fodder sorghum (variety 877 F). Sorghum is mowed and dried in the open air in the field. Its final dry matter is 90%. The whole plant is ground in the grinder 1 provided with a 10 mm grid in order to regulate the particle size.
  • REPLACEMENT SHEET filter 9 and press 10 juice d.
  • the amount of dry matter is 0.064 kg / liter of bath (ie a liquid / "raw” matter ratio equal to 14).
  • is 85 minutes while the mixture is brought to a temperature of 120 ° C.
  • the hydrolyzate (juice a) from this primary reactor R- j is supplemented at the rate of 1 liter / kg (1.0 1) with juice (d) from the post-hydrolysis reactor R, so as to obtain a volume sufficient to hydrolyze the same quantity of material M 2 (1.0 kg ) in reactor R 2 .
  • This second batch of plant material M 2 is brought to a temperature of 120 ° C. in the reactor R 2 , for the same liquid / solid ratio, but with a residence time of 75 minutes.
  • the overall acidity of the juice is lower than that of the juice (d).
  • the hydrolyzate (juice b) from this second primary reactor R 2 is again topped up at the rate of 1 liter / kg (1.0 1) with juice (d) from post-hydrolysis, so as to obtain a volume sufficient to hydrolyze the same amount of material (M) (1.0 kg) in the reactor Rq.
  • This third batch of plant material M is brought to a temperature of 120 ° C. in the reactor Rq for the same liquid / solid ratio, but with a residence time of 65 minutes.
  • the overall acidity of the juice is lower than that of the juice (d).
  • REPLACEMENT SHEET primary reactors R- j , R 2 , R- after passing through the separators 3, 4 and 5, are combined and sent to the reactor R (23 1) at the same time as a fresh acidulated aqueous bath coming from the mixing tank 7 , with a sulfuric acid concentration of 0.184 mol / liter and prepared from demineralized water.
  • the quantity of liquid is calculated so as to obtain sufficient juice to carry out the hydrolysis in the reactor R (juice d) and the complement of the juices (a) and (b), i.e. a volume of 16 liters for 3 kg of material.
  • the mixture is then heated at a temperature of 130 ° C for 50 minutes.
  • part of the juice (14 liters / kg of material out of 16 collected) from this post-hydrolysis is used to feed the primary reactor R ⁇ of the first step.
  • the other part will be used to complete the juices (a) and (b) through the conduits 12.
  • the hydrolyzate collected after storage in tank 6 is brought back to a pH of 4.0 by adding lime.
  • the whole is filtered on the plate filter 14 (porosity of 40 to 50 microns) so as to remove the precipitated calcium sulphate salts (CaSO 4).
  • Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 Reactor R
  • REPLACEMENT SHEET Example 2 raw materials constituted by wheat straw
  • xylose is prepared from wheat straw collected after harvesting the grain. The straws are harvested at harvest time and baled for storage (92% dry matter).
  • the hydrolysis protocol is the same as that followed in Example No. 1. The amount of material treated is also 3.0 kg.
  • Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 Reactor R
  • Example 3 raw materials constituted by corn cobs
  • the xylose is prepared from corn cobs collected after harvesting the grain.
  • the final dry matter is 90%.
  • the hydrolysis protocol is the same as that followed in Example 1, except that the size of the grate of the grinder is reduced to 5 mm.
  • the quantity of material treated is also 3.0 kg but the liquid / solid ratio goes to 12 in the reactors R- j , R 2 , Rq and to 14 liters for 3 kg of material in the post-hydrolysis reactor R.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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Abstract

Process for preparing pentose and/or hexose-based concentrated syrup by hydrolysis of hemicellulose-rich raw plant materials such as young sorghum plants, corn cobs and wheat straw. According to the process, primary reactors (R1, R2, R3) are supplied in parallel with solid raw materials (M1, M2, M3) which undergo softening from the upstream reactor to the downstream reactor. Said materials are also subjected to a post-hydrolysis process under more stringent conditions in a post-hydrolysis reactor (Rp) which receives the solid substances from the primary reactors and is supplied with a higher concentrated acid solution than that of the primary reactors. The process of the invention gives an excellent yield and high xylose concentrations in the extracted juice.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION POUR PREPARER UN JUS CONCENTRE DE PENTOSES ET/OU HEXOSES A PARTIR DE MATIERES VEGETALES PROCESS AND INSTALLATION FOR PREPARING A CONCENTRATED JUICE OF PENTOSES AND / OR HEXOSES FROM VEGETABLE MATERIALS
RICHES EN HEMICELLULOSESRICH IN HEMICELLULOSES
L'invention concerne un procédé de préparation de sirops concentrés de pentoses et/ou hexoses, en particulier du xylose, par hydrolyse acide de matières végétales riches en hémicelluloses telles notamment que sorgho, maïs, blés (plants entiers ou résidus). Elle s'étend à une installation de mise en oeuvre dudit procédé.The invention relates to a process for the preparation of concentrated syrups of pentoses and / or hexoses, in particular xylose, by acid hydrolysis of plant materials rich in hemicelluloses such as sorghum, corn, wheat (whole plants or residues). It extends to an installation for implementing said method.
Les pentoses et hexoses sont des sucres utiles dans l'alimentation humaine et, en chimie, entre autres comme précurseur des polyols ; en particulier le xylose est le précurseur du xylitol, edulcorant sucré, acariogène, à très faible chaleur de dissolution (procurant un effet de rafraîchissement en bouche).Pentoses and hexoses are sugars useful in human nutrition and, in chemistry, among others as a precursor of polyols; in particular xylose is the precursor of xylitol, a sweet sweetener, acariogenic, with very low heat of dissolution (providing a cooling effect in the mouth).
Les procédés de préparation de xylose par hydrolyse acide à faible température (inférieure à 150° C) de matières végétales sont bien connus et décrits dans plusieurs brevets antérieurs. Certains procédés travaillent en milieu acide concentré ou très concentré (brevets US 2.989.569, US 4.226.638), mais le recyclage nécessaire de l'acide les rend peu rentables sur le plan économique et de mise en oeuvre difficile.The processes for preparing xylose by acid hydrolysis at low temperature (below 150 ° C.) of plant materials are well known and described in several prior patents. Certain processes work in a concentrated or very concentrated acid medium (US Patents 2,989,569, US 4,226,638), but the necessary recycling of the acid makes them unprofitable on the economic level and difficult to implement.
D'autres procédés travaillent en milieu acide dilué, généralement sulfurique. Toutefois, ou bien ces procédés mettent en jeu des rapports liquide/solide peu importants afin d'obtenir des sirops de xylose concentrés (brevets DE 2.413-306, DE 2.324.022, FR 2.356.728, US 4.226.638...), mais ils possèdent alors des rendements faibles (rapport de xylose extrait au xylose contenu dans les matières premières inférieur à 60 %) ; ou bien ils opèrent avec des rapports liquide/solide élevés avec des rendements meilleurs (autour de 90 %) (brevets US 4.752.579, FR 906.326...), mais ils conduisent alors à des sirops dé xylose dilués, dont la concentration ultérieure est onéreuse. Certains procédés de ce dernier type réalisent un recyclage des jus dans le réacteur d'hydrolyse afin de concentrer ceux- ci (brevets DD 222.635, FR 2.327.314, FR 2.327.315,Other processes work in a dilute acid medium, generally sulfuric. However, either these methods bring into play small liquid / solid ratios in order to obtain concentrated xylose syrups (patents DE 2,413-306, DE 2,324,022, FR 2,356,728, US 4,226,638 ...) , but they then have low yields (ratio of xylose extracted to xylose contained in the raw materials less than 60%); or else they operate with high liquid / solid ratios with better yields (around 90%) (US patents 4,752,579, FR 906,326 ...), but they then lead to diluted xylose syrups, the subsequent concentration of which is expensive. Certain processes of this latter type recycle the juices in the hydrolysis reactor in order to concentrate them (patents DD 222,635, FR 2,327,314, FR 2,327,315,
FEUILLE DE R MPLAC M NT DE 2.545.110, DE 2.545.111), mais ce recyclage de jus impose un traitement préalable de la matière première pour éviter une concentration des impuretés dans le jus final ; de plus, le xylose étant un produit sensible à la température et au pH, ce recyclage de jus conditionne une certaine dégradation des produits qui fait chuter le rendement et accroît la teneur en produits secondaires des sirops obtenus.SHEET OF R MPLAC M NT DE 2.545.110, DE 2.545.111), but this recycling of juice requires prior treatment of the raw material to avoid a concentration of impurities in the final juice; in addition, xylose being a product sensitive to temperature and pH, this recycling of juice conditions a certain degradation of the products which causes the yield to drop and increases the content of secondary products in the syrups obtained.
Par ailleurs, le brevet FR 2.047.193 qui se place en milieu acide dilué avec des rapports liquide/solide élevés, propose un mode de mise en oeuvre spécifique du procédé d'hydrolyse afin d'accroître la concentration des jus de sortie, tout en conservant un bon rendement ; selon ce brevet, les matières végétales et les bains acides sont amenés à circuler à contre-courant dans deux réacteurs primaires successifs et une post-hydrolyse est opérée sur le jus de sortie pour parfaire l'hydrolyse et conduire au xylose ; les hydrolyses dans les réacteurs primaires sont réalisées dans des conditions dures (forte acidité, température élevée), tandis que la post-hydrolyse est réalisée dans des conditions d'acidité plus douces. Toutefois, les conditions d'hydrolyse dans les réacteurs primaires et la post-hydrolyse pratiquée sur le jus de xylose issu de ces réacteurs entraînent une dégradation non négligeable des produits et une diminution très gênante de la pureté des sirops obtenus. De plus, si la concentration des sirops de sortie est améliorée par rapport aux procédés mettant en jeu les mêmes ratios liquide/solide, elle reste de valeur médiocre (de l'ordre de 10 g/1) et exige une étape ultérieure de concentration quelle que soit l'application envisagée du produit obtenu. En outre, ce procédé s'accompagne de consommations d'acide sulfurique relativement élevées.Furthermore, patent FR 2,047,193, which is placed in an acid medium diluted with high liquid / solid ratios, proposes a specific mode of implementation of the hydrolysis process in order to increase the concentration of the outlet juices, while maintaining good performance; according to this patent, the plant materials and the acid baths are caused to flow against the current in two successive primary reactors and a post-hydrolysis is carried out on the outlet juice to complete the hydrolysis and lead to xylose; hydrolysis in primary reactors is carried out under harsh conditions (high acidity, high temperature), while post-hydrolysis is carried out under milder acidity conditions. However, the hydrolysis conditions in the primary reactors and the post-hydrolysis carried out on the xylose juice from these reactors lead to a non-negligible degradation of the products and a very troublesome reduction in the purity of the syrups obtained. In addition, if the concentration of outlet syrups is improved compared to the processes involving the same liquid / solid ratios, it remains of mediocre value (of the order of 10 g / 1) and requires a subsequent concentration step which whatever the intended application of the product obtained. In addition, this process is accompanied by relatively high consumption of sulfuric acid.
La présente invention se propose d'indiquer un procédé d'hydrolyse de matières végétales, qui opère en milieu acide dilué à basse température et soit exempt des défauts des procédés antérieurs afin de pouvoir valoriser des' matières végétales riches en hémicelluloses dans d'excellentes conditions de rentabilité économique.The present invention proposes to indicate a process for the hydrolysis of plant materials, which operates in an acidic medium diluted at low temperature and is free from the faults of the previous processes in order to be able to use plant materials rich in hemicelluloses under excellent conditions. economic profitability.
L'objectif essentiel de l'invention est ainsi d'obtenir avec un excellent rendement (au moins égal à celuiThe essential objective of the invention is thus to obtain with an excellent yield (at least equal to that
FEUILLE DE REMPLACEMENT du brevet FR 2.047.193) des sirops de pentoses et/ou hexoses, notamment xylose, dont les concentrations sont élevées (au moins 4 fois supérieures à celle du brevet précité) ; en particulier l'invention vise à fournir des sirops de xylose dont les concentrations soient suffisantes pour être ensuite traités directement notamment par hydrogénation par voie fermentaire (en particulier telle que décrite dans la demande de brevet française n° 89.00209). Un autre objectif est de limiter la dégradation des produits et de produire des sirops de grande pureté.REPLACEMENT SHEET of patent FR 2,047,193) syrups of pentoses and / or hexoses, in particular xylose, the concentrations of which are high (at least 4 times higher than that of the aforementioned patent); in particular the invention aims to provide xylose syrups whose concentrations are sufficient to be then treated directly, in particular by hydrogenation by fermentation (in particular as described in French patent application No. 89.00209). Another objective is to limit the degradation of the products and to produce syrups of high purity.
Un autre objectif est de réduire considérablement les consommations d'acide par rapport aux procédés de l'art antérieur.Another objective is to considerably reduce acid consumption compared to the processes of the prior art.
Un objectif secondaire est de produire, à partir de matières premières végétales, des sous-produits d'hydrolyse qui soient valorisables aussi bien au niveau de la cellulose (pâte à papier, glucose) qu'au niveau du complexe lignine/cellulose (support de culture, panneaux de particules).A secondary objective is to produce, from vegetable raw materials, hydrolysis by-products which can be recovered both at the level of cellulose (paper pulp, glucose) and at the level of the lignin / cellulose complex (carrier of culture, particle board).
A cet effet, le procédé conforme à l'invention pour préparer un sirop concentré de pentoses et/ou hexoses par hydrolyse à faibles températures de matières premières végétales riches en hémicelluloses consiste à réaliser sur plusieurs lots de matières premières végétales M-|, M-2, M des hydrolyses en milieu acidulé dans des réacteurs primaires distincts R-j, R2, Ro dans les conditions suivantes :To this end, the process according to the invention for preparing a concentrated syrup of pentoses and / or hexoses by hydrolysis at low temperatures of vegetable raw materials rich in hemicelluloses consists in carrying out on several batches of vegetable raw materials M- | , M-2, M of hydrolysis in acidulated medium in separate primary reactors R- j , R 2 , Ro under the following conditions:
(a) les réacteurs primaires R-j, R , Ro sont alimentés en parallèle en matières premières végétales M«|, M2,(a) the primary reactors R- j , R, Ro are supplied in parallel with vegetable raw materials M “ | , M 2 ,
(b) les bains d'hydrolyse sont amenés à circuler successivement d'un réacteur primaire à l'autre depuis un premier réacteur R-j jusqu'à un dernier réacteur Ro, (c) les conditions de durée, de température et d'acidité des hydrolyses dans les réacteurs primaires R -. , R2, R3 sont ajustées dans des plages respectivement de 10 à 120 minutes, de 100 à 150° C et de 0,04 à 0,8 mole d'ion H+ par litre de solution, le choix de ces paramètres dans ces plages étant effectué de sorte que les conditions d'hydrolyse(b) the hydrolysis baths are caused to flow successively from one primary reactor to another from a first reactor R- j to a last reactor Ro, (c) the conditions of duration, temperature and acidity of hydrolyses in primary reactors R -. , R 2 , R3 are adjusted in the ranges of 10 to 120 minutes, 100 to 150 ° C and 0.04 to 0.8 mole of H + ion per liter of solution respectively, the choice of these parameters in these ranges being performed so that the hydrolysis conditions
FEUILLE DE EM ACEMENT soient de plus en plus douces depuis le premier réacteur primaire R-| jusqu'au dernier Ro,EM ACEMENT SHEET are becoming softer since the first primary reactor R- | until the last Ro,
(d) les matières végétales hydrolysées dans les réacteurs primaires R-j, R2, Ro sont extraites en parallèle et disposées dans un réacteur de post-hydrolyse R soumis à des conditions d'hydrolyse acide plus sévères que celles du premier réacteur primaire R-j,(d) the plant materials hydrolysed in the primary reactors R- j , R 2 , R o are extracted in parallel and placed in a post-hydrolysis reactor R subjected to more severe acid hydrolysis conditions than those of the first primary reactor R- j ,
(e) le jus issu du réacteur de post-hydrolyse R est utilisé pour constituer le bain du premier réacteur primaire R-j,(e) the juice from the post-hydrolysis reactor R is used to constitute the bath of the first primary reactor R- j ,
(f) le jus issu du dernier réacteur primaire Ro est récupéré et neutralisé pour fournir le sirop concentré de pentose et/ou hexose. Ainsi, dans l'invention, les réacteurs primaires sont alimentés en parallèle en matière première solide, cependant que les jus circulent en série d'un réacteur à l'autre, les conditions d'hydrolyse évoluant d'un réacteur à l'autre pour s'adoucir de l'amont vers l'aval (en considérant le sens de circulation des liquides). De plus, la post¬ hydrolyse opérée dans des conditions plus sévères porte sur les matières solides recueillies à la sortie des réacteurs primaires (et non sur les jus comme c'est le cas dans le brevet antérieur précité) et permet de préparer un jus qui sert de bain au premier réacteur primaire. De préférence, l'acide (acide minéral tel qu'acide sulfurique) est ajouté dans le réacteur de post-hydrolyse de façon que l'acidité de ce bain soit la plus élevée (entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution), les hydrolyses dans les réacteurs primaires étant réalisées sans ajout d'acide de façon que l'acidité des bains de ces réacteurs soit inférieure à celle du bain de post-hydrolyse et décroisse depuis le premier réacteur R^ vers le dernier réacteur Ro. Le cas échéant, une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse peut être mélangée entre deux réacteurs primaires successifs au bain circulant d'un réacteur à l'autre. Un tel procédé produit des jus concentrés (de l'ordre de 40 à 65 g de xylose par litre) avec un rendement remarquable (85 à 95 ? selon la matière première), sans dégradation sensible des produits. Les "conditions d'hydrolyse" seront(f) the juice from the last primary reactor R o is recovered and neutralized to provide the concentrated pentose and / or hexose syrup. Thus, in the invention, the primary reactors are supplied in parallel with solid raw material, while the juices circulate in series from one reactor to another, the hydrolysis conditions changing from one reactor to another for soften from upstream to downstream (considering the direction of circulation of liquids). In addition, the post-hydrolysis carried out under more severe conditions relates to the solid materials collected at the outlet of the primary reactors (and not to the juices as is the case in the aforementioned prior patent) and makes it possible to prepare a juice which serves as a bath for the first primary reactor. Preferably, the acid (mineral acid such as sulfuric acid) is added to the post-hydrolysis reactor so that the acidity of this bath is the highest (between 0.2 and 0.6 mole of ion H + per liter of solution), the hydrolyses in the primary reactors being carried out without adding acid so that the acidity of the baths of these reactors is lower than that of the post-hydrolysis bath and decreases from the first reactor R ^ to the last Ro reactor. If necessary, a fraction of the juice from the post-hydrolysis reactor can be mixed between two successive primary reactors in the bath flowing from one reactor to another. Such a process produces concentrated juices (of the order of 40 to 65 g of xylose per liter) with a remarkable yield (85 to 95% depending on the raw material), without appreciable degradation of the products. The "hydrolysis conditions" will be
FEUILLE DE REMPLACEMENT représentées dans la présente demande par l'expression cinétique : C.t.e" E/RT dans laquelle :REPLACEMENT SHEET represented in the present application by the kinetic expression: Cte " E / RT in which:
C est la concentration moyenne en acide du 5 réacteur,C is the average acid concentration of the reactor,
. t est la durée d'hydrolyse,. t is the duration of hydrolysis,
. T est la température absolue régnant dans le réacteur,. T is the absolute temperature prevailing in the reactor,
. E est l'énergie d'activation de la réaction de 10 dégradation du xylose (37 kg cal. /moles, soit 1,55.10^ J/moles),. E is the activation energy of the degradation reaction of xylose (37 kg cal. / Moles, ie 1.55 × 10 ^ J / moles),
R est la constante des gaz parfaits (1,98 cal. /moles, soit 8,29 J/moles).R is the constant of ideal gases (1.98 cal. / Moles, or 8.29 J / moles).
Des conditions d'hydrolyse "plus douces" correspondront donc à une température, une durée d'hydrolyse 15 et une acidité ajustées en corrélation pour conduire à une valeur plus faible de l'expression cinétique sus-évoquée."Milder" hydrolysis conditions will therefore correspond to a temperature, a duration of hydrolysis and an acidity adjusted in correlation to lead to a lower value of the kinetic expression mentioned above.
Cette évolution des conditions d'hydrolyse d'un réacteur à l'autre peut en particulier être obtenue :This change in hydrolysis conditions from one reactor to another can in particular be obtained:
. pour les réacteurs primaires, en réglant la 20 température T de ces réacteurs à une valeur sensiblement identique, avantageusement comprise entre 110° C et 130° C, et en réduisant les durées d'hydrolyse du premier réacteur au dernier, la concentration en acide décroissant de façon analogue grâce au processus de mise en oeuvre décrit plus 25 haut (jus circulant en série d'un réacteur à l'autre),. for primary reactors, by setting the temperature T of these reactors to a substantially identical value, advantageously between 110 ° C and 130 ° C, and by reducing the hydrolysis times from the first reactor to the last, the acid concentration decreasing similarly by virtue of the implementation process described above (juice circulating in series from one reactor to another),
. pour le réacteur de post-hydrolyse, en réglant la température T de ce réacteur à une température supérieure à celle des réacteurs primaires (écart de l'ordre de 5° à 20°), et en adoptant une durée d'hydrolyse tp du même 30 ordre que la durée de la dernière hydrolyse primaire et au plus égale à celle-ci, la concentration en acide étant supérieure à celle des réacteurs primaires grâce au processus de mise en oeuvre décrit plus haut.. for the post-hydrolysis reactor, by adjusting the temperature T of this reactor to a temperature higher than that of the primary reactors (difference of the order of 5 ° to 20 °), and by adopting a hydrolysis time t p of same order as the duration of the last primary hydrolysis and at most equal to this, the acid concentration being higher than that of the primary reactors by virtue of the implementation process described above.
Selon un mode de mise en oeuvre préféré, les 35 matières premières végétales M-|, M2, M sont traitées en parallèle dans trois réacteurs primaires R-j, R , R , les bains d'hydrolyse circulant successivement du premier R-| au troisième Ro avec récupération et neutralisation du jus en sortie de ce dernier. ^0 La durée t^ de la première hydrolyse dans leAccording to a preferred embodiment, the vegetable raw materials M- | , M 2 , M are processed in parallel in three primary reactors R- j , R, R, the hydrolysis baths flowing successively from the first R- | at the third Ro with recovery and neutralization of the juice leaving the latter. ^ 0 The duration t ^ of the first hydrolysis in the
FEUILLE DE REMPLACE-TAINT réacteur R-j est en particulier ajustée à une valeur comprise entre 20 et 110 minutes ; la durée t2 de la deuxième hydrolyse dans le réacteur R est inférieure à celle-ci d'une valeur *~ t2 comprise entre 5 et 15 minutes, cependant que la durée t de la troisième hydrolyse dans le réacteur Ro. est inférieure à t2 d'une valeur -Δto comprise entre 5 et 15 minutes.TAINT REPLACEMENT SHEET reactor R- j is in particular adjusted to a value between 20 and 110 minutes; the duration t 2 of the second hydrolysis in the reactor R is less than this by a value * ~ t 2 between 5 and 15 minutes, however that the duration t of the third hydrolysis in the reactor Ro. is less than t 2 by a value -Δto between 5 and 15 minutes.
Il est à noter que les durées indiquées sont des durées effectives d'hydrolyse et ne comprennent pas les temps de montée en température. De plus, dans les plages de valeurs indiquées, l'écart de durée entre deux hydrolyses est choisi en fonction de la durée de l'hydrolyse servant de référence (écart d'autant plus grand que la durée de cette dernière est grande).It should be noted that the times indicated are actual durations of hydrolysis and do not include the temperature rise times. In addition, in the ranges of values indicated, the difference in duration between two hydrolyses is chosen as a function of the duration of the hydrolysis serving as a reference (difference the greater the greater the duration of the latter).
Par ailleurs, les réacteurs primaires R^, R , Ro peuvent être avantageusement alimentés de sorte que leur ratio liquide/solide -r- soit analogue et compris entre 4 et 20 kg de liquide par kg de matière sèche. Le réacteur de post- hydrolyse R est de préférence alimenté de sorte que son ratio -r - soit inférieur à -r- et compris entre 0,3 r et 0,5 r.Furthermore, the primary reactors R ^, R, Ro can advantageously be supplied so that their liquid / solid ratio -r- is similar and between 4 and 20 kg of liquid per kg of dry matter. The post-hydrolysis reactor R is preferably supplied so that its ratio -r - is less than -r- and between 0.3 r and 0.5 r.
Les hydrolyses primaires et post-hydrolyse sont en particulier réalisées, de façon habituelle, dans des réacteurs autoclaves à une pression fonction de la température ; il est également possible de prévoir des conditions de pression différentes.The primary and post-hydrolysis hydrolyses are in particular carried out, in the usual way, in autoclave reactors at a pressure depending on the temperature; it is also possible to provide different pressure conditions.
En outre, de façon connue en soi, les matières premières végétales seront préalablement préparées en les broyant pour les réduire à une granulométrie moyenne inférieure à 10 mm, pouvant varier selon la nature de la matière végétale ; cependant que le jus issu du dernier réacteur primaire sera de préférence neutralisé à la chaux et/ou à l'ammoniaque ; la chaux sera choisie dans le cas général, mais un ajout d'ammoniaque peut avantageusement être opéré lorsque le xylose est destiné à une hydrogénation par fermentation.In addition, in a manner known per se, the vegetable raw materials will be prepared beforehand by grinding them to reduce them to an average particle size of less than 10 mm, which may vary according to the nature of the vegetable material; however that the juice from the last primary reactor will preferably be neutralized with lime and / or ammonia; the lime will be chosen in the general case, but an addition of ammonia can advantageously be carried out when the xylose is intended for hydrogenation by fermentation.
Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en continu aussi bien pour les flux de matières solides que pour les flux de liquides ; une phase de démarrage est alors réalisée au début de la mise en oeuvre, consistant àThe process of the invention can be carried out continuously both for the flows of solid materials and for the flows of liquids; a start-up phase is then carried out at the start of implementation, consisting of
FEUILLE DE REMPLACEMENT introduire dans le premier réacteur primaire R-j un bain aqueux acide ayant une acidité ajustée entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution. Le procédé de l'invention peut en particulier être appliqué pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose à partir de plants entiers de sorgho ; les conditions de mise en oeuvre sont alors avantageusement les suivantes : . la durée t^ et la température T-j de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 60 à 100 minutes, 115° à 125° C,REPLACEMENT SHEET introduce into the first primary reactor R- j an acidic aqueous bath having an acidity adjusted between 0.2 and 0.6 mole of H + ion per liter of solution. The process of the invention can in particular be applied to prepare a concentrated syrup containing essentially xylose from whole sorghum plants; the implementation conditions are then advantageously as follows:. the duration t ^ and the temperature T- j of the first hydrolysis are respectively in the following ranges: 60 to 100 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée t et la température T2 de la deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 50 à 90 minutes, 115° à 125° C,. the duration t and the temperature T 2 of the second hyrolysis are respectively in the following ranges: 50 to 90 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée t-, et la température T, de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 40 à 75 minutes, 115° à 125° C,. the duration t- and the temperature T of the third hydrolysis are respectively in the following ranges: 40 to 75 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée t et la température Tp de la post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 50 minutes, 125° à 135° C. le ratio liquide/solide r de chaque hydrolyse primaire est compris entre 8 et 14 kg de liquide par kg de matière sèche, . le ratio liquide/solide r de la post¬ hydrolyse est compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.. the duration t and the temperature T p of the post-hydrolysis are respectively within the following ranges: 25 to 50 minutes, 125 ° to 135 ° C. the liquid / solid ratio r of each primary hydrolysis is between 8 and 14 kg of liquid per kg of dry matter,. the liquid / solid ratio r of the post-hydrolysis is between 3 and 6 kg of liquid per kg of dry matter.
Le procédé de l'invention peut également être appliqué pour préparer un sirop concentré en xylose à partir de rafles de maïs ; les conditions de mise en oeuvre sont alors avantageusement les suivantes :The method of the invention can also be applied to prepare a syrup concentrated in xylose from corn cobs; the implementation conditions are then advantageously as follows:
. t-j compris entre 45 et 75 minutes et T-j entre 115° C et 125° C,. t- d between 45 and 75 minutes and T- d between 115 ° C and 125 ° C,
. t2 compris entre 35 et 60 minutes et T2 entre 115° C et 125° C,. t 2 between 35 and 60 minutes and T 2 between 115 ° C and 125 ° C,
. t compris entre 20 et 40 minutes et Tq entre 115° C et 125° C,. t between 20 and 40 minutes and Tq between 115 ° C and 125 ° C,
. tp compris entre 25 et 40 minutes et Tp entre 125° C et 135° C, . ratio r des hydrolyses primaires compris. t p between 25 and 40 minutes and T p between 125 ° C and 135 ° C,. r ratio of primary hydrolyses included
FEUILLE DE REMPLACEMENT entre 6 et 10 kg de liquide par kg de matière sèche,REPLACEMENT SHEET between 6 and 10 kg of liquid per kg of dry matter,
. ratio rp de la post-hydrolyse compris entre 2,5 et 5 kg de liquide par kg de matière sèche. Le procédé de l'invention peut également être appliqué pour préparer un sirop concentré de xylose à partir de paille de blé ; les conditions de mise en oeuvre sont alors avantageusement les suivantes :. rp ratio of post-hydrolysis between 2.5 and 5 kg of liquid per kg of dry matter. The process of the invention can also be applied to prepare a concentrated xylose syrup from wheat straw; the implementation conditions are then advantageously as follows:
. t-, compris entre 45 et 80 minutes et T-j compris entre 115° et 125° C,. t-, between 45 and 80 minutes and T- j between 115 ° and 125 ° C,
. t2 entre 35 et 65 minutes et T2 entre 115° et 125° C, tq entre 30 et 45 minutes et T3 entre 115' et 125° C, t„ entre 25 et 40 minutes et Tn entre 125 ' et 135° C,. t 2 between 35 and 65 minutes and T 2 between 115 ° and 125 ° C, t q between 30 and 45 minutes and T3 between 115 'and 125 ° C, t „between 25 and 40 minutes and T n between 125' and 135 ° C,
. ratio r des hydrolyses primaires compris entre 7 et 13 kg de liquide par kg de matière sèche ,. ratio r of primary hydrolyses between 7 and 13 kg of liquid per kg of dry matter,
. ratio rp de la post-hydrolyse compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche .. rp ratio of post-hydrolysis between 3 and 6 kg of liquid per kg of dry matter.
L'invention s' étend à une installation de traitement de matières végétales permettant la mise en oeuvre du procédé défini précédemment ; cette installation se caractérise en ce qu'elle comprend la combinaison des moyens suivants : au moins trois réacteurs primaires d'hydrolyse R -j , R2 , R q , des moyens d'alimentation en parallèle desdits réacteurs en matières végétales, une entrée de liquide vers un des réacteurs dit premier réacteur primaire R <| , des moyens de circulation en série des jus d'un réacteur à l'autre depuis le premier réacteur -j jusqu'à un dernier réacteur primaire Rq, une sortie de jus du dernier réacteur primaire R q , une unité de neutralisation du jus issu dudit dernier réacteur primaire Rq, un réacteur de post-hydrolyse Rp, des moyens de transfert des matières solides des réacteurs primaires R .. , R2 , Rq vers ledit réacteur de post-hydrolyse R , des moyens d'extraction des résidus solides du réacteur de post-hydrolyse, une entrée de liquide vers ledit réacteur de post-hydrolyse R , des moyens de circulation du j us extrait du réacteur de post¬ hydrolyse RD vers l' entrée de liquide du premier réacteur p r i maire R -j , de s m oye n s de ré gu l at ion de t e m pé ratur eThe invention extends to a plant material treatment installation allowing the implementation of the process defined above; this installation is characterized in that it comprises the combination of the following means: at least three primary hydrolysis reactors R - j , R 2 , R q, means for supplying said reactors with vegetable matter in parallel, an inlet for liquid to one of the reactors called first primary reactor R < | , means for circulating the juices in series from one reactor to another from the first reactor - j to a last primary reactor Rq, an outlet for juice from the last primary reactor R q, a unit for neutralizing the juice from from said last primary reactor Rq, a post-hydrolysis reactor R p , means for transferring the solid materials from the primary reactors R .., R 2 , R q to said post-hydrolysis reactor R, means for extracting residues solids from the post-hydrolysis reactor, an inlet for liquid to said post-hydrolysis reactor R, means for circulating the j us extracted from the post-hydrolysis reactor R D to the inlet for liquid from the first primary reactor R - j , of tem pe ratur e re gu l at ion sm oye ns
FEUILLE DE REMPLACEMENT permettant d'ajuster la température des réacteurs primaires et réacteur de post-hydrolyse, et une unité d'acidification reliée en particulier à l'entrée de liquide du réacteur de post-hydrolyse, et, le cas échéant, des conduits de dérivation d'une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse R vers les réacteurs primaires R , Rq autres que le premier.REPLACEMENT SHEET making it possible to adjust the temperature of the primary reactors and post-hydrolysis reactor, and an acidification unit connected in particular to the liquid inlet of the post-hydrolysis reactor, and, where appropriate, bypass conduits a fraction of the juice from the post-hydrolysis reactor R to the primary reactors R, Rq other than the first.
La description qui suit en référence à la figure unique du dessin annexé présente un mode de réalisation d'une telle installation et fournit plusieurs exemples de mise en oeuvre du procédé au moyen de ladite installation.The description which follows with reference to the single figure of the appended drawing presents an embodiment of such an installation and provides several examples of implementation of the method by means of said installation.
L'installation, représentée à titre d'exemple à la figure unique, comprend un broyeur mécanique à couteau 1 dans lequel sont disposées les matières végétales pour les réduire à une granulométrie moyenne inférieure à 10 mm, de l'ordre de 5 mm dans les exemples.The installation, shown by way of example in the single figure, comprises a mechanical knife grinder 1 in which the plant materials are arranged to reduce them to an average particle size of less than 10 mm, of the order of 5 mm in the examples.
Les matières broyées sont introduites au travers d'une trémie de stockage 2 pour être ensuite réparties dans des réacteurs d'hydrolyse R-j, R2, Rq. Ces réacteurs sont identiques, ils présentent un volume de 17 1 et sont chacun constitués par un autoclave dont la température (et la pression) sont contrôlées par des moyens de régulation (symbolisés par TIC à la figure) ; les quantités de matière M i , M2, Mo introduites dans ces réacteurs sont identiques. A la sortie des réacteurs, les matières solides et la phase liquide sont séparées dans des séparateurs 3, 4, 5. Les matières solides sont réunies pour alimenter un réacteur de post-hydrolyse Rp fonctionnant de façon similaire aux précédents. Ce réacteur possède une capacité suffisante pour permettre l'introduction des trois lots de matières (23 1). A la sortie des réacteurs R-j et R2 (et de leur séparateur respectif), la phase liquide est envoyée vers le réacteur primaire suivant, respectivement R2, R3. A la sortie du séparateur 5, la phase liquide est envoyée dans un réservoir de stockage 6.The crushed materials are introduced through a storage hopper 2 to then be distributed in hydrolysis reactors R- j , R 2 , Rq. These reactors are identical, they have a volume of 17 1 and are each constituted by an autoclave whose temperature (and pressure) are controlled by regulating means (symbolized by TIC in the figure); the quantities of material M i, M 2 , Mo introduced into these reactors are identical. At the outlet of the reactors, the solid materials and the liquid phase are separated in separators 3, 4, 5. The solid materials are combined to feed a post-hydrolysis reactor R p operating in a similar fashion to the previous ones. This reactor has sufficient capacity to allow the introduction of the three batches of material (23 1). On leaving the reactors R- j and R 2 (and their respective separator), the liquid phase is sent to the next primary reactor, respectively R 2 , R 3 . At the outlet of the separator 5, the liquid phase is sent to a storage tank 6.
Le réacteur de post-hydrolyse R est alimenté en eau acidulée provenant d'un réservoir 7 de mélange d'eau et d'acide. Ce dernier est stocké concentré dans une cuve de stockage 8.The post-hydrolysis reactor R e is supplied with acidulated water coming from a tank 7 of water and acid mixture. The latter is stored concentrated in a storage tank 8.
FEUILLE DE REMPLACEMENT A la sortie du réacteur de post-hydrolyse Rp, les matières solides et la phase liquide sont séparées dans un séparateur 9. Les matières solides sont envoyées vers une presse 10 dans laquelle est effectuée un pressage poussé pour réduire la teneur en humidité des matières solides et produire des résidus cellulosiques à 80 % de matière sèche.REPLACEMENT SHEET At the outlet of the post-hydrolysis reactor R p , the solids and the liquid phase are separated in a separator 9. The solids are sent to a press 10 in which a strong pressing is carried out to reduce the moisture content of the materials solids and produce cellulosic residues of 80% dry matter.
La phase liquide issue du séparateur 9 et celle issue de la presse 10 sont réunies et envoyées vers le réacteur primaire R-j. Il est à noter qu'une dérivation 11 permet, pendant la phase de démarrage de l'installation, d'envoyer la solution acide du réservoir de mélange 7 vers le réacteur primaire R-j, cependant que des conduits 12 permettent de délivrer une fraction du jus issu du réacteur de post- hydrolyse Rp vers les réacteurs primaires R2 et Rq.The liquid phase from the separator 9 and that from the press 10 are combined and sent to the primary reactor R- j . It should be noted that a bypass 11 allows, during the start-up phase of the installation, to send the acid solution from the mixing tank 7 to the primary reactor R- j , while conduits 12 make it possible to deliver a fraction juice from the post-hydrolysis reactor R p to the primary reactors R 2 and Rq.
Par ailleurs, à la sortie du réservoir de stockage 6, les hydrolysats sont neutralisés à la chaux dans une cuve de neutralisation 13 et filtrés dans un filtre à plaques 14 pour séparer le sulfate de calcium du sirop de xylose.Furthermore, at the outlet of the storage tank 6, the hydrolysates are neutralized with lime in a neutralization tank 13 and filtered in a plate filter 14 to separate the calcium sulphate from the xylose syrup.
Exemple 1 : matières premières constituées par du sorghoExample 1: raw materials constituted by sorghum
Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir d'une variété de sorgho fourrager "Sorgho bicolor" (variété 877 F). Le sorgho est fauché et séché à l'air libre dans le champ. Sa matière sèche finale est de 90 %. L'ensemble de la plante est broyé dans le broyeur 1 muni d'une grille de 10 mm afin de régulariser la granulométrie.In this example, the xylose is prepared from a variety of "Sorghum bicolor" fodder sorghum (variety 877 F). Sorghum is mowed and dried in the open air in the field. Its final dry matter is 90%. The whole plant is ground in the grinder 1 provided with a 10 mm grid in order to regulate the particle size.
On effectue d'abord 3 cycles complets de fonctionnement correspondant à la phase de démarrage, sans obtenir ni les rendements ni les concentrations désirés.First, 3 complete operating cycles are carried out corresponding to the start-up phase, without obtaining the desired yields or concentrations.
Ensuite, un échantillon de 3,0 kg de matière (environ 2,7 kg de matière sèche) contenu dans la trémie de stockage 2 est divisé en trois pour être traité par lots de même poids dans les trois réacteurs primaires R-ι, R2, Rq (lots M1? M2, Mo de 1 kg chacun).Then, a sample of 3.0 kg of material (approximately 2.7 kg of dry material) contained in the storage hopper 2 is divided into three to be treated in batches of the same weight in the three primary reactors R-ι, R 2 , Rq (lots M 1? M 2 , Mo of 1 kg each).
On introduit dans le réacteur primaire R^ le lot Mι et un bain d'acide sulfurique (jus d) (14,0 1) de concentration égale à environ 0,150 mole par litre, provenant entièrement de l'étape de post-hydrolyse par l'intermédiaireIs introduced into the primary reactor R ^ the batch Mι and a sulfuric acid bath (juice d) (14.0 1) of concentration equal to about 0.150 mole per liter, entirely from the post-hydrolysis step by l 'intermediate
FEUILLE DE REMPLACEMENT du filtre 9 et de la presse 10 (jus d). La quantité de matière sèche est de 0,064 kg/litre de bain (soit un rapport liquide/ matière "brute" égal à 14). Le temps de séjour dans le réacteur primaire R-| est de 85 minutes alors que le mélange est porté à une température de 120° C.REPLACEMENT SHEET filter 9 and press 10 (juice d). The amount of dry matter is 0.064 kg / liter of bath (ie a liquid / "raw" matter ratio equal to 14). The residence time in the primary reactor R- | is 85 minutes while the mixture is brought to a temperature of 120 ° C.
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 3 (maille de filtration de 100 microns), l'hydrolysat (jus a) issu de ce réacteur primaire R-j, correspondant à 13 litres/kg de matière (13,0 1), est complété à raison de 1 litre/kg (1,0 1) avec du jus (d) provenant du réacteur de post-hydrolyse R , de façon à obtenir un volume suffisant pour hydrolyser une même quantité de matière M2 (1,0 kg) dans le réacteur R2. Ce deuxième lot de matière végétale M2 est porté à une température de 120° C dans le réacteur R2, pour un même rapport liquide/solide, mais avec un temps de séjour de 75 minutes. L'acidité globale du jus est inférieure à celle du jus (d). Après séparation solide/liquide dans le séparateur 4 (maille de filtration de 100 microns), l'hydrolysat (jus b) issu de ce deuxième réacteur primaire R2, correspondant à 13 litres/kg de matière (13,0 1), est à nouveau complété à raison de 1 litre/kg (1,0 1) avec du jus (d) provenant de la post-hydrolyse, de façon à obtenir un volume suffisant pour hydrolyser une même quantité de matière (M ) (1,0 kg) dans le réacteur Rq.After solid / liquid separation in separator 3 (100 micron filtration mesh), the hydrolyzate (juice a) from this primary reactor R- j , corresponding to 13 liters / kg of material (13.0 1), is supplemented at the rate of 1 liter / kg (1.0 1) with juice (d) from the post-hydrolysis reactor R, so as to obtain a volume sufficient to hydrolyze the same quantity of material M 2 (1.0 kg ) in reactor R 2 . This second batch of plant material M 2 is brought to a temperature of 120 ° C. in the reactor R 2 , for the same liquid / solid ratio, but with a residence time of 75 minutes. The overall acidity of the juice is lower than that of the juice (d). After solid / liquid separation in separator 4 (100 micron filtration mesh), the hydrolyzate (juice b) from this second primary reactor R 2 , corresponding to 13 liters / kg of material (13.0 1), is again topped up at the rate of 1 liter / kg (1.0 1) with juice (d) from post-hydrolysis, so as to obtain a volume sufficient to hydrolyze the same amount of material (M) (1.0 kg) in the reactor Rq.
Ce troisième lot de matière végétale M est porté à une température de 120° C dans le réacteur Rq pour un même rapport liquide/solide, mais avec un temps de séjour de 65 minutes. L'acidité globale du jus est inférieure à celle du jus (d).This third batch of plant material M is brought to a temperature of 120 ° C. in the reactor Rq for the same liquid / solid ratio, but with a residence time of 65 minutes. The overall acidity of the juice is lower than that of the juice (d).
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 5 (maille de filtration de 100 microns), l'hydrolysat (jus c) issu de ce troisième réacteur primaire d'hydrolyse Rq (13 litres/kg de matière) est envoyé dans la cuve de stockage 6. Le pH très bas (voisin de 1) permet une bonne conservation à température ambiante pendant une longue durée. Les résidus d'hydrolyse provenant desAfter solid / liquid separation in separator 5 (100 micron filtration mesh), the hydrolyzate (juice c) from this third primary hydrolysis reactor Rq (13 liters / kg of material) is sent to the storage tank 6. The very low pH (around 1) allows good storage at room temperature for a long time. The hydrolysis residues from
FEUILLE DE REMPLACEMENT réacteurs primaires R-j, R2, R- après passage dans les séparateurs 3, 4 et 5, sont regroupés et envoyés dans le réacteur R (23 1) en même temps qu'un bain aqueux acidulé frais provenant du réservoir de mélange 7, d'une concentration en acide sulfurique de 0,184 mole/litre et préparé à partir d'eau déminéralisée. Dans cette étape d'hydrolyse, la quantité de liquide est calculée de façon à obtenir suffisamment de jus pour réaliser l'hydrolyse dans le réacteur R (jus d) et le complément des jus (a) et (b), soit un volume de 16 litres pour 3 kg de matière. Le mélange est alors chauffé à une température de 130° C pendant 50 minutes.REPLACEMENT SHEET primary reactors R- j , R 2 , R- after passing through the separators 3, 4 and 5, are combined and sent to the reactor R (23 1) at the same time as a fresh acidulated aqueous bath coming from the mixing tank 7 , with a sulfuric acid concentration of 0.184 mol / liter and prepared from demineralized water. In this hydrolysis step, the quantity of liquid is calculated so as to obtain sufficient juice to carry out the hydrolysis in the reactor R (juice d) and the complement of the juices (a) and (b), i.e. a volume of 16 liters for 3 kg of material. The mixture is then heated at a temperature of 130 ° C for 50 minutes.
Après séparation solide/liquide dans le séparateur 9, puis pressage mécanique dans la presse 10, une partie du jus (14 litres/kg de matière sur 16 recueillis) provenant de cette post-hydrolyse sert à alimenter le réacteur primaire R^ de la première étape. L'autre partie servira à compléter les jus (a) et (b) par les conduits 12.After solid / liquid separation in the separator 9, then mechanical pressing in the press 10, part of the juice (14 liters / kg of material out of 16 collected) from this post-hydrolysis is used to feed the primary reactor R ^ of the first step. The other part will be used to complete the juices (a) and (b) through the conduits 12.
L'hydrolysat recueilli après stockage dans la cuve 6 est ramené à un pH de 4,0 par addition de chaux. L'ensemble est filtré sur le filtre à plaques 14 (porosité de 40 à 50 microns) de façon à retirer les sels de sulfate de calcium (CaSO^) précipités.The hydrolyzate collected after storage in tank 6 is brought back to a pH of 4.0 by adding lime. The whole is filtered on the plate filter 14 (porosity of 40 to 50 microns) so as to remove the precipitated calcium sulphate salts (CaSO 4).
Les résultats obtenus dans cet exemple sont repris dans le tableau ci-dessous :The results obtained in this example are shown in the table below:
Réacteur 1 Réacteur 2 Réacteur 3 Réacteur R,
Figure imgf000014_0001
Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 Reactor R,
Figure imgf000014_0001
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 16,2 %Extraction rate = (quantity of xylose extracted / initial dry matter) = 16.2%
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 84 %Yield = (amount of xylose extracted / amount of potential xylose) = 84%
FEUILLE DE REMPLACEMENT Exemple 2 : matières premières constituées par des pailles de blé Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir de pailles de blé ramassées après récolte du grain. Les pailles sont récoltées au moment des moissons et mises en balles pour le stockage (matière sèche de 92 %). Le protocole d'hydrolyse est le même que celui suivi dans l'exemple n° 1. La quantité de matière traitée est également de 3,0 kg.REPLACEMENT SHEET Example 2: raw materials constituted by wheat straw In this example, xylose is prepared from wheat straw collected after harvesting the grain. The straws are harvested at harvest time and baled for storage (92% dry matter). The hydrolysis protocol is the same as that followed in Example No. 1. The amount of material treated is also 3.0 kg.
Les résultats obtenus dans cet exemple sont repris dans le tableau ci-dessous :The results obtained in this example are shown in the table below:
Réacteur 1 Réacteur 2 Réacteur 3 Réacteur R,
Figure imgf000015_0001
Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 Reactor R,
Figure imgf000015_0001
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 18,4 %Extraction rate = (quantity of xylose extracted / initial dry matter) = 18.4%
Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 87,6 %.Yield = (amount of xylose extracted / amount of potential xylose) = 87.6%.
Exemple 3 : matières premières constituées par des rafles de maïs Dans cet exemple, le xylose est préparé à partir de rafles de maïs ramassées après récolte du grain. La matière sèche finale est de 90 %. Le protocole d'hydrolyse est le même que celui suivi dans l'exemple n° 1, si ce n'est la taille de la grille du broyeur qui est diminuée à 5 mm. La quantité de matière traitée est également de 3,0 kg mais le rapport liquide/solide passe à 12 dans les réacteurs R-j, R2, Rq et à 14 litres pour 3 kg de matière dans le réacteur de post-hydrolyse R .Example 3: raw materials constituted by corn cobs In this example, the xylose is prepared from corn cobs collected after harvesting the grain. The final dry matter is 90%. The hydrolysis protocol is the same as that followed in Example 1, except that the size of the grate of the grinder is reduced to 5 mm. The quantity of material treated is also 3.0 kg but the liquid / solid ratio goes to 12 in the reactors R- j , R 2 , Rq and to 14 liters for 3 kg of material in the post-hydrolysis reactor R.
Les résultats obtenus dans cet exemple sont repris dans le tableau ci-dessous :The results obtained in this example are shown in the table below:
FEUILLE DE REMPLACEMENT Réacteur 1REPLACEMENT SHEET Reactor 1
Réacteur 2 Réacteur 3Reactor 2 Reactor 3
Réacteur R
Figure imgf000016_0001
Reactor R
Figure imgf000016_0001
Taux d'extraction = (quantité de xylose extraite/matière sèche initiale) = 23,5 % Rendement = (quantité de xylose extraite/quantité de xylose potentielle) = 92 %.Extraction rate = (amount of xylose extracted / initial dry matter) = 23.5% Yield = (amount of xylose extracted / amount of potential xylose) = 92%.
FEUILLE DE REMPLACEMENT REPLACEMENT SHEET

Claims

REVENDICATIONS 1/ - Procédé pour préparer un sirop concentré de pentoses et/ou hexoses par hydrolyse de matières premières végétales riches en hémicelluloses, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser sur plusieurs lots de matières premières végétales (M , M2, ) des hydrolyses en milieu acidulé dans des réacteurs primaires distincts (R-j, R2, Rq) dans les conditions suivantes : (a) les réacteurs primaires (R-j, R2, Rq) sont alimentés en parallèle en matières premières végétales (M-j, M2, M3),CLAIMS 1 / - Process for preparing a concentrated syrup of pentoses and / or hexoses by hydrolysis of vegetable raw materials rich in hemicelluloses, characterized in that it consists in producing on several batches of vegetable raw materials (M, M 2 ,) hydrolysed in acidulated medium in separate primary reactors (R- j , R 2 , Rq) under the following conditions: (a) the primary reactors (R- j , R 2 , Rq) are supplied in parallel with vegetable raw materials (M - j , M 2 , M 3 ),
(b) les bains d'hydrolyse sont amenés à circuler successivement d'un réacteur primaire à l'autre depuis un premier réacteur ( ^) jusqu'à un dernier réacteur(b) the hydrolysis baths are caused to flow successively from one primary reactor to another from a first reactor (^) to a last reactor
(R3 ), ( R 3 ) ,
(c) les conditions de durée, de température et d'acidité des hydrolyses dans les réacteurs primaires (R-j, R2, Rq) sont ajustées dans des plages respectivement de 10 à 120 minutes, de 100 à 150° C et de 0,04 à 0,8 mole d'ion H+ par litre de solution, le choix de ces paramètres dans ces plages étant effectué de sorte que les conditions d'hydrolyse soient de plus en plus douces depuis le premier réacteur primaire (R-j) jusqu'au dernier (Rq), (d) les matières végétales hydrolysées dans les réacteurs primaires (R^, R2, Rq) sont extraites en parallèle et disposées dans un réacteur de post-hydrolyse (RD) soumis à des conditions d'hydrolyse acide plus sévères que celles du premier réacteur primaire (R-j), (e) le jus issu du réacteur de post-hydrolyse(c) the conditions of duration, temperature and acidity of the hydrolyses in the primary reactors (R- j , R 2 , Rq) are adjusted within the ranges of 10 to 120 minutes, 100 to 150 ° C and 0.04 to 0.8 mole of H + ion per liter of solution, the choice of these parameters in these ranges being made so that the hydrolysis conditions are more and more mild from the first primary reactor (R- j ) until the last (Rq), (d) the plant materials hydrolysed in the primary reactors (R ^, R 2 , Rq) are extracted in parallel and placed in a post-hydrolysis reactor (R D ) subjected to more severe acid hydrolysis conditions than those of the first primary reactor (R- j ), (e) the juice from the post-hydrolysis reactor
(Rp) est utilisé pour constituer le bain du premier réacteur primaire (R-j),(R p ) is used to constitute the bath of the first primary reactor (R- j ),
(f) le jus issu du dernier réacteur primaire (Rq) est récupéré et neutralisé pour fournir le sirop concentré de pentose et /ou hexose.(f) the juice from the last primary reactor (Rq) is recovered and neutralized to provide the concentrated pentose and / or hexose syrup.
2/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un acide minéral est ajouté dans le réacteur de post-hydrolyse (Rp) de façon que l'acidité du bain de post-hydrolyse soit comprise entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution, les hydrolyses dans les réacteurs2 / - Process according to claim 1, characterized in that a mineral acid is added to the post-hydrolysis reactor (R p ) so that the acidity of the post-hydrolysis bath is between 0.2 and 0 , 6 mole of H + ion per liter of solution, hydrolysed in reactors
FEUILLE DE REMPLACEMENT primaires étant réalisées sans ajout d'acide de façon que l'acidité des bains de ces réacteurs soit inférieure à celle du bain de post-hydrolyse et décroisse depuis le premier réacteur (R-j) vers le dernier réacteur (R ).REPLACEMENT SHEET primers being carried out without adding acid so that the acidity of the baths of these reactors is lower than that of the post-hydrolysis bath and decreases from the first reactor (R- j ) to the last reactor (R).
3/ - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une fraction du jus issu du réacteur de post-hydrolyse (RD) est mélangée entre deux réacteurs primaires successifs au bain circulant d'un réacteur vers l'autre.3 / - Process according to claim 2, characterized in that a fraction of the juice from the post-hydrolysis reactor (R D ) is mixed between two successive primary reactors in the bath flowing from one reactor to the other.
4/ - Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les matières premières végétales (M-,, M2, Mq) sont traitées en parallèle dans trois réacteurs primaires (R-j, R , Rq), les bains d'hydrolyse circulant successivement du premier (R-i) au troisième (Rq) avec récupération et neutralisation du jus en sortie de ce dernier.4 / - Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the vegetable raw materials (M- ,, M 2 , Mq) are processed in parallel in three primary reactors (R- j , R, Rq), the hydrolysis baths circulating successively from the first (Ri) to the third (Rq) with recovery and neutralization of the juice leaving the latter.
5/ - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que :5 / - Method according to claim 4, characterized in that:
. les hydrolyses dans les trois réacteurs primaires (R-j, R2, Rq) sont effectuées à une température T sensiblement identique comprise entre 110° et 130° C,. the hydrolyses in the three primary reactors (R- j , R 2 , Rq) are carried out at a substantially identical temperature T of between 110 ° and 130 ° C,
. la durée (t-j) de la première hydrolyse dans le réacteur ( ^) est ajustée entre 20 et 110 minutes,. the duration (t- d ) of the first hydrolysis in the reactor (^) is adjusted between 20 and 110 minutes,
. la durée (t ) de la deuxième hydrolyse dans le réacteur (R2) est inférieure à la durée (t-j) d'une valeur (Λ t2) comprise entre 5 et 15 minutes,. the duration (t) of the second hydrolysis in the reactor (R 2 ) is less than the duration (t- j ) by a value (Λ t 2 ) of between 5 and 15 minutes,
. la durée (tq) de la troisième hydrolyse dans le réacteur (Rq) est inférieure à la durée (t2) d'une valeur ( Δ tq) comprise entre 5 et 15 minutes ,. . la post-hydrolyse dans le réacteur (R ) est effectuée à une température (T ) supérieure à la température T d'une valeur ( Δ Tp) comprise entre 5° et 20°, pendant une durée de même ordre que la durée (tq) de la troisième hydrolyse et au plus égale à celle-ci. 6/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que :. the duration (tq) of the third hydrolysis in the reactor (Rq) is less than the duration (t 2 ) by a value (Δ tq) between 5 and 15 minutes,. . the post-hydrolysis in the reactor (R) is carried out at a temperature (T) higher than the temperature T by a value (Δ T p ) between 5 ° and 20 °, for a duration of the same order as the duration ( tq) of the third hydrolysis and at most equal to it. 6 / - Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that:
. les réacteurs primaires (R-,, R2, Rq) sont alimentés de sorte que le ratio liquide/solide -r- de chaque réacteur primaire soit compris entre 4 et 20 kg de liquide par kg de matière sèche,. the primary reactors (R- ,, R 2 , Rq) are supplied so that the liquid / solid ratio -r- of each primary reactor is between 4 and 20 kg of liquid per kg of dry matter,
FEUILLE DE REMPLACEMENT le réacteur de post-hydrolyse (Rp) est alimenté de sorte que le ratio liquide/solide -rp- dudit réacteur de post-hydrolyse soit compris entre -0,3 r- et -0,5 r-.REPLACEMENT SHEET the post-hydrolysis reactor (R p ) is supplied so that the liquid / solid ratio -rp- of said post-hydrolysis reactor is between -0.3 r- and -0.5 r-.
7/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les hydrolyses et post-hydrolyse sont réalisées dans des réacteurs autoclaves (R-j, R2, R , p) à une pression fonction de la température. 8/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le résidu solide issu de la post¬ hydrolyse est lavé à l'eau, cette eau de lavage étant utilisée comme bain de post-hydrolyse après acidification.7 / - Method according to one of claims 1 to 6, wherein the hydrolysis and post-hydrolysis are carried out in autoclave reactors (R- j , R 2 , R, p ) at a pressure depending on the temperature. 8 / - Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the solid residue from the post¬ hydrolysis is washed with water, this washing water being used as post-hydrolysis bath after acidification.
9/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par une mise en oeuvre en continu pour les flux de matières solides et pour les flux de liquides, une phase de démarrage étant réalisée au début de la mise en oeuvre et consistant à introduire dans le premier réacteur primaire (R-j) un bain aqueux acide ayant une acidité ajustée entre 0,2 et 0,6 mole d'ion H+ par litre de solution.9 / - Method according to one of claims 1 to 8, characterized by a continuous implementation for the flow of solid materials and for the flow of liquids, a start-up phase being carried out at the start of the implementation and consisting to introduce into the first primary reactor (R- j ) an acidic aqueous bath having an acidity adjusted between 0.2 and 0.6 mole of H + ion per liter of solution.
10/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le jus issu du dernier réacteur primaire (R3) est neutralisé à la chaux et/ou à l'ammoniaque.10 / - Method according to one of claims 1 to 9, wherein the juice from the last primary reactor (R 3 ) is neutralized with lime and / or ammonia.
11/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel les matières premières végétales (M-j, M2, M3) sont préalablement broyées pour être réduites à une granulométrie moyenne inférieure à 10 mm.11 / - Method according to one of claims 1 to 10, wherein the vegetable raw materials (M- j , M 2 , M 3 ) are previously ground to be reduced to an average particle size less than 10 mm.
12/ - Procédé selon la revendication 5 pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose, dans lequel les matières premières végétales sont constituées par des plants entiers de sorgho, caractérisé en ce que :12 / - Process according to claim 5 for preparing a concentrated syrup containing essentially xylose, in which the vegetable raw materials consist of whole sorghum plants, characterized in that:
. la durée (t-j) et la température (T-j) de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 60 à 100 minutes, 115° à 125° C,. the duration (t- j ) and the temperature (T- j ) of the first hydrolysis are respectively included in the following ranges: 60 to 100 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (t2) et la température (T2) de la deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 50 à 90 minutes, 115° à 125° C,. the duration (t 2 ) and the temperature (T 2 ) of the second hyrolysis are included respectively in the following ranges: 50 to 90 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (t-q) et la température (Tq) de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les. the duration (t-q) and the temperature (Tq) of the third hydrolysis are included respectively in the
FEUILLE DE REMPLACEMENT plages suivantes : 40 à 75 minutes, 115° à 125° C,REPLACEMENT SHEET following ranges: 40 to 75 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (tp) et la température (Tp) de la post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 50 minutes, 125° à 135° C. the duration (t p ) and the temperature (T p ) of the post-hydrolysis are respectively included in the following ranges: 25 to 50 minutes, 125 ° to 135 ° C
13/ - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ratio liquide/solide (r) de chaque hydrolyse primaire est compris entre 8 et 14 kg de liquide par kg de matière sèche et le ratio liquide/solide (r ) de la post-hydrolyse est compris entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche.13 / - Process according to claim 12, characterized in that the liquid / solid ratio (r) of each primary hydrolysis is between 8 and 14 kg of liquid per kg of dry matter and the liquid / solid ratio (r) of the post-hydrolysis is between 3 and 6 kg of liquid per kg of dry matter.
14/ - Procédé selon la revendication 5 pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose, dans lequel les matières premières végétales sont constitués par des raffles de maïs, caractérisé en ce que :14 / - Process according to claim 5 for preparing a concentrated syrup containing essentially xylose, in which the vegetable raw materials consist of corn raffles, characterized in that:
. la durée (t-j) et la température (T-j) de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 45 à 75 minutes, 115° à 125°C,. the duration (t- j ) and the temperature (T- j ) of the first hydrolysis are respectively included in the following ranges: 45 to 75 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (t2) et la température (T2) de la deuxième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 35 à 60 minutes, 115° à 125° C,. the duration (t 2 ) and the temperature (T 2 ) of the second hydrolysis are respectively included in the following ranges: 35 to 60 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (tq) et la température (T3) de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 20 à 40 minutes, 115° a 125° C, . la durée (tp) et la température (Tp) de la post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 40 minutes, 125° à 135° C. the duration (tq) and the temperature (T 3 ) of the third hydrolysis are respectively included in the following ranges: 20 to 40 minutes, 115 ° to 125 ° C,. the duration (t p ) and the temperature (T p ) of the post-hydrolysis are respectively included in the following ranges: 25 to 40 minutes, 125 ° to 135 ° C
15/ - Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les ratios liquide/solide (r) et (rp) des hydrolyses primaires et de la post-hydrolyse sont respectivement compris entre 6 et 10 ou entre 2,5 et 5 kg de liquide par kg de matière sèche.15 / - Process according to claim 14, characterized in that the liquid / solid ratios (r) and (r p ) of the primary hydrolyses and of the post-hydrolysis are respectively between 6 and 10 or between 2.5 and 5 kg of liquid per kg of dry matter.
16/ - Procédé selon la revendication 5 pour préparer un sirop concentré contenant essentiellement du xylose, dans lequel les matières premières végétales sont constituées par de la paille de blé, caractérisé en ce que :16 / - Process according to claim 5 for preparing a concentrated syrup containing essentially xylose, in which the vegetable raw materials consist of wheat straw, characterized in that:
. la durée (t-j) et la température (T-j) de la première hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 45 à 80 minutes, 115° à 125° C, . la durée (t2) et la température (T2^ de la . the duration (t) e T the temperature (T j) of the first hydrolysis are respectively within the following ranges: 45 to 80 minutes, 115 ° to 125 ° C. the duration (t2) and the temperature (T2 ^ of the
FEUILLE DE REMPLACEMENT deuxième hyrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 35 à 65 minutes, 115° à 125° C,REPLACEMENT SHEET second hyrolysis are respectively in the following ranges: 35 to 65 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (tq) et la température (Tq) de la troisième hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 30 à 45 minutes, 115° à 125° C,. the duration (tq) and the temperature (Tq) of the third hydrolysis are respectively included in the following ranges: 30 to 45 minutes, 115 ° to 125 ° C,
. la durée (t ) et la température (T ) de la post-hydrolyse sont comprises respectivement dans les plages suivantes : 25 à 40 minutes, 125° à 135° C. 17/ - Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les ratios liquide/solide (r) et (r ) des hydrolyses primaires et de la post-hydrolyse sont respectivement compris entre 7 et 13 ou entre 3 et 6 kg de liquide par kg de matière sèche. 18/ - Installation de traitement de matières végétales permettant la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins trois réacteurs primaires d'hydrolyse (R-j, R2, Rq), des moyens d'alimentation en parallèle desdits réacteurs en matières végétales, une entrée de liquide vers un des réacteurs dit premier réacteur primaire (Ri), des moyens de circulation en série des jus d'un réacteur à l'autre depuis le premier réacteur (R-|) jusqu'à un dernier réacteur primaire (Rq), une sortie de jus αiu dernier réacteur primaire (Rq), une unité de neutralisation du jus issu dudit dernier réacteur primaire (Rq), un réacteur de post-hydrolyse (Rp), des moyens de transfert des matières solides des réacteurs primaires (R-j, R2, Rq) vers ledit réacteur de post-hydrolyse (Rp), des moyens d'extraction des résidus solides du réacteur de post- hydrolyse, une entrée de liquide vers ledit réacteur de post¬ hydrolyse (Rp), des moyens de circulation du jus extrait du réacteur de post-hydrolyse (Rp) vers l'entrée de liquide du premier réacteur primaire (R-j), des moyens de régulation de température permettant d'ajuster la température des réacteurs primai es et réacteur de post-hydrolyse, et une unité d'acidification reliée en particulier à l'entrée de liquide du réacteur de post-hydrolyse.. the duration (t) and the temperature (T) of the post-hydrolysis are respectively in the following ranges: 25 to 40 minutes, 125 ° to 135 ° C. 17 / - Process according to claim 16, characterized in that the liquid / solid ratios (r) and (r) of the primary hydrolyses and of the post-hydrolysis are respectively between 7 and 13 or between 3 and 6 kg of liquid per kg of dry matter. 18 / - Plant treatment plant for implementing the process according to one of claims 1 to 17, characterized in that it comprises at least three primary hydrolysis reactors (R- j , R 2 , Rq), means for supplying said reactors with vegetable matter in parallel, an inlet for liquid to one of the reactors known as the first primary reactor (Ri), means for circulating the juices in series from one reactor to another from the first reactor (R- | ) to a last primary reactor (Rq), a juice outlet αiu the last primary reactor (Rq), a unit for neutralizing the juice from said last primary reactor (Rq), a post-reaction reactor hydrolysis (R p ), means for transferring solid matter from the primary reactors (R- j , R 2 , Rq) to said post-hydrolysis reactor (R p ), means for extracting solid residues from the post reactor - hydrolysis, an entry of liquid to said reactor post-hydrolysis ur (R p ), means for circulating the juice extracted from the post-hydrolysis reactor (R p ) to the liquid inlet of the first primary reactor (R- j ), temperature regulation means allowing to adjust the temperature of the primary reactors and post-hydrolysis reactor, and an acidification unit connected in particular to the liquid inlet of the post-hydrolysis reactor.
19/ - Installation de traitement selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comprend des conduits de dérivation (12) d'une fraction du jus issu du19 / - Treatment installation according to claim 18, characterized in that it comprises bypass conduits (12) of a fraction of the juice from the
FEUILLE DE REMPLACEMENT réacteur de post-hydrolyse (R ) vers les réacteurs primairesREPLACEMENT SHEET post-hydrolysis reactor (R) to primary reactors
(R2, Rq ) autres que le premier.(R 2 , Rq) other than the first.
FEUILLE DE REMPLACEMENT REPLACEMENT SHEET
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