BR112017016684B1 - METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING THE CONCENTRATION OF SOLUBLE CARBOHYDRATE CONTAINING FRACTION - Google Patents
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Abstract
MÉTODO E APARELHO PARA AUMENTAR A CONCENTRAÇÃO DE FRAÇÃO CONTENDO CARBOIDRATO SOLÚVEL, UMA FRAÇÃO CONTENDO CARBOIDRATO SOLÚVEL, UMA FRAÇÃO SÓLIDA E USO DOS MESMOS. A presente invenção refere-se a um método e um aparelho para produzir uma fração contendo carboidrato solúvel (10), no qual o material lignocelulósico (3) formado para tratar uma matéria-prima à base de planta (1) é conduzido para um estágio de separação (4). O método compreende pelo menos um estágio de separação de sólidos e líquidos (4) para separar uma fração contendo carboidrato solúvel (10) e/ou um filtrado de lavagem (12) do material lignocelulósico (3), e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel (10) e/ou o filtrado de lavagem (12) é recirculada para o material lignocelulósico (3) de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel, e sólidos (11) e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel (10) são fornecidos a partir do estágio de separação. Além disso, a presente invenção refere-se a uma fração contendo carboidrato solúvel, uma fração sólida e o uso das mesmas.METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING THE CONCENTRATION OF A SOLUBLE CARBOHYDRATE-CONTAINING FRACTION, A SOLUBLE CARBOHYDRATE-CONTAINING FRACTION, A SOLID FRACTION AND USE THEREOF. The present invention relates to a method and an apparatus for producing a soluble carbohydrate-containing fraction (10), in which the lignocellulosic material (3) formed for treating a plant-based feedstock (1) is conducted to a separation stage (4). The method comprises at least one solids and liquids separation stage (4) for separating a soluble carbohydrate-containing fraction (10) and/or a wash filtrate (12) from the lignocellulosic material (3), and at least a part of the soluble carbohydrate-containing fraction (10) and/or the wash filtrate (12) is recirculated to the lignocellulosic material (3) so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction, and solids (11) and at least a part of the soluble carbohydrate-containing fraction (10) are supplied from the separation stage. Furthermore, the present invention relates to a soluble carbohydrate-containing fraction, a solid fraction and the use thereof.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um método e um aparelho para produzir uma fração contendo carboidrato solúvel e uma fração sólida. Além disso, a presente invenção refere-se a uma fração contendo carboidrato solúvel e seu uso. Além disso, a invenção refere- se a uma fração sólida e seu uso.[001] The present invention relates to a method and an apparatus for producing a soluble carbohydrate-containing fraction and a solid fraction. Furthermore, the present invention relates to a soluble carbohydrate-containing fraction and its use. Furthermore, the invention relates to a solid fraction and its use.
[002] Diferentes métodos para a formação de carboidratos a partir de diferentes matérias-primas, tal como biomassa, são conhecidos a partir da técnica anterior. Vários processos em biorrefinaria, por exemplo, hidrólise, geram lignina e açúcares depois do tratamento da biomassa.[002] Different methods for the formation of carbohydrates from different feedstocks, such as biomass, are known from the prior art. Various processes in biorefinery, e.g. hydrolysis, generate lignin and sugars after treatment of biomass.
[003] O objetivo da presente invenção é a descrição de um novo método para produzir uma fração contendo carboidrato solúvel com alta concentração. Outro objetivo da invenção é a produção de uma fração contendo carboidrato solúvel com maior concentração e com melhor recuperação. Outro objetivo da invenção é o aprimoramento do fracionamento da biomassa para produzir uma fração aprimorada de líquido concentrado que compreende carboidratos solúveis com alta recuperação e uma fração sólida livre de material solúvel.[003] The objective of the present invention is the description of a new method for producing a fraction containing soluble carbohydrate with high concentration. Another objective of the invention is the production of a fraction containing soluble carbohydrate with higher concentration and with better recovery. Another objective of the invention is the improvement of the fractionation of biomass to produce an improved concentrated liquid fraction comprising soluble carbohydrates with high recovery and a solid fraction free of soluble material.
[004] O método para aumentar a concentração de uma fração contendo carboidrato solúvel de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo que é apresentado na reivindicação 1.[004] The method for increasing the concentration of a soluble carbohydrate-containing fraction according to the present invention is characterized by what is presented in claim 1.
[005] O aparelho para aumentar a concentração de uma fração contendo carboidrato solúvel de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo que é apresentado na reivindicação 13.[005] The apparatus for increasing the concentration of a soluble carbohydrate-containing fraction according to the present invention is characterized by what is presented in claim 13.
[006] A fração contendo carboidrato solúvel de acordo com a presente invenção é caracterizada pelo que é apresentado na reivindicação 17.[006] The soluble carbohydrate-containing fraction according to the present invention is characterized by what is presented in claim 17.
[007] A fração sólida de acordo com a presente invenção é caracterizada pelo que é apresentado na reivindicação 19.[007] The solid fraction according to the present invention is characterized by what is presented in claim 19.
[008] O uso da fração contendo carboidrato solúvel de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo que é apresentado na reivindicação 23.[008] The use of the soluble carbohydrate-containing fraction according to the present invention is characterized by what is presented in claim 23.
[009] O uso da fração sólida de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo que é apresentado na reivindicação 24.[009] The use of the solid fraction according to the present invention is characterized by what is presented in claim 24.
[0010] Os desenhos em anexo, que foram incluídos para prover uma compreensão adicional da invenção e que constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram algumas modalidades da invenção e, em conjunto com a descrição, ajudam a explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:[0010] The accompanying drawings, which have been included to provide a further understanding of the invention and which constitute a part of this specification, illustrate some embodiments of the invention and, together with the description, help to explain the principles of the invention. In the drawings:
[0011] A figura 1 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com uma modalidade da presente invenção,[0011] Figure 1 is a flowchart illustration of a method according to an embodiment of the present invention,
[0012] A figura 2 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com outra modalidade da presente invenção,[0012] Figure 2 is a flowchart illustration of a method according to another embodiment of the present invention,
[0013] A figura 3 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com outra modalidade da presente invenção,[0013] Figure 3 is a flowchart illustration of a method according to another embodiment of the present invention,
[0014] A figura 4 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com outra modalidade da presente invenção,[0014] Figure 4 is a flowchart illustration of a method according to another embodiment of the present invention,
[0015] A figura 5 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com outra modalidade da presente invenção,[0015] Figure 5 is a flowchart illustration of a method according to another embodiment of the present invention,
[0016] A figura 6 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com outra modalidade da presente invenção,[0016] Figure 6 is a flowchart illustration of a method according to another embodiment of the present invention,
[0017] A figura 7 é uma ilustração em fluxograma de um método de acordo com outra modalidade da presente invenção,[0017] Figure 7 is a flowchart illustration of a method according to another embodiment of the present invention,
[0018] A figura 8 mostra resultados de um exemplo executado de acordo com uma modalidade de método da presente invenção,[0018] Figure 8 shows results of an example performed in accordance with one embodiment of the method of the present invention,
[0019] A figura 9 mostra resultados de um exemplo executado de acordo com uma modalidade de método da presente invenção, e[0019] Figure 9 shows results of an example performed in accordance with one embodiment of the method of the present invention, and
[0020] A figura 10 mostra resultados de um exemplo executado de acordo com uma modalidade de método da presente invenção. lulex[0020] Figure 10 shows results of an example performed in accordance with one embodiment of the method of the present invention. lulex
[0021] A presente invenção refere-se a um método para aumentar a concentração da fração líquida que compreende carboidratos solúveis, tal como uma fração contendo carboidrato solúvel, no qual um material lignocelulósico 3 formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 é conduzido para um estágio de separação 4,6. No método da presente invenção, o método compreende pelo menos um estágio de separação de sólidos e líquidos 4,6 para separar uma fração contendo carboidrato solúvel 10 e/ou um filtrado de lavagem 12 do material lignocelulósico 3. O estágio de separação compreende uma ou mais etapas de separação. Pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 e/ou o filtrado de lavagem 12 é recirculada para o material lignocelulósico 3, de maneira preferida, antes de uma etapa desejada de separação do estágio de separação 4,6, de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. Sólidos 11 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são fornecidos a partir do estágio de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem 12 é fornecida a partir do estágio de separação.[0021] The present invention relates to a method for increasing the concentration of the liquid fraction comprising soluble carbohydrates, such as a soluble carbohydrate-containing fraction, in which a lignocellulosic material 3 formed for treating a plant-based feedstock 1 is led to a separation stage 4,6. In the method of the present invention, the method comprises at least one solids and liquids separation stage 4,6 for separating a soluble carbohydrate-containing fraction 10 and/or a wash filtrate 12 from the lignocellulosic material 3. The separation stage comprises one or more separation steps. At least a part of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 and/or the wash filtrate 12 is recirculated to the lignocellulosic material 3, preferably before a desired separation step of the separation stage 4,6, so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. Solids 11 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are supplied from the separation stage. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate 12 is supplied from the separation stage.
[0022] Uma modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 1. Outra modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 2. Outra modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 3. Outra modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 4. Outra modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 5. Outra modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 6. Outra modalidade do método da presente invenção é mostrada na figura 7.[0022] One embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 1. Another embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 2. Another embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 3. Another embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 4. Another embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 5. Another embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 6. Another embodiment of the method of the present invention is shown in Figure 7.
[0023] O aparelho da presente invenção compreende pelo menos um dispositivo de separação de sólidos e líquidos 4,6, para dentro do qual material lignocelulósico 3 formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 é conduzido e no qual uma fração contendo carboidrato solúvel 10 e/ou um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico 3. Além disso, o aparelho compreende pelo menos um dispositivo de abastecimento, tal como uma bomba, para dispor o material lignocelulósico 3 dentro do dispositivo de separação 4,6. Além disso, o aparelho compreende pelo menos um dispositivo de recirculação para recircular pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 e/ou do filtrado de lavagem 12 para o material lignocelulósico 3, de maneira preferida, antes do uso de um dispositivo desejado de separação ou de uma etapa de separação, de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. Além disso, o aparelho compreende um meio, tal como um meio de descarga ou um meio de saída, para suprir Sólidos 11 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 a partir do aparelho. Em uma modalidade, o aparelho compreende um meio para suprir pelo menos uma parte do filtrado de lavagem 12 a partir do aparelho.[0023] The apparatus of the present invention comprises at least one solids and liquids separation device 4,6, into which lignocellulosic material 3 formed for treating a plant-based feedstock 1 is conducted and in which a soluble carbohydrate-containing fraction 10 and/or a wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material 3. Furthermore, the apparatus comprises at least one supply device, such as a pump, for disposing the lignocellulosic material 3 into the separation device 4,6. Furthermore, the apparatus comprises at least one recirculation device for recirculating at least a part of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 and/or the wash filtrate 12 to the lignocellulosic material 3, preferably prior to use of a desired separation device or a separation step, so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. Furthermore, the apparatus comprises a means, such as a discharge means or an outlet means, for supplying Solids 11 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 from the apparatus. In one embodiment, the apparatus comprises a means for supplying at least a portion of the wash filtrate 12 from the apparatus.
[0024] A presente invenção baseia-se na separação de sólidos e líquidos. Além disso, a presente invenção baseia-se na recirculação de filtrados contendo de maneira preferida, açúcares, tal como uma fração contendo carboidrato solúvel e/ou um filtrado de lavagem, de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. Na presente invenção, o teor de açúcar da fração contendo carboidrato solúvel pode ser aumentado por meio da recirculação dos filtrados em várias aplicações. Simultaneamente, a recuperação da fração líquida contendo carboidrato solúvel pode ser aumentada e uma fração sólida mais pura pode ser formada. Além disso, o teor de carboidrato e a pureza dos sólidos podem ser aumentados por meio da presente invenção. Além disso, se o filtrado de lavagem for produzido, ele poderá ser utilizado durante o processo. Em uma modalidade, uma pequena quantidade de solução de lavagem é usada e, desse modo, a concentração de compostos solúveis pode ser aumentada ainda mais. Em uma modalidade, um método de lavagem por substituição é usado, o qual aumenta ainda mais a concentração dos compostos solúveis e a pureza da fração sólida.[0024] The present invention is based on the separation of solids and liquids. Furthermore, the present invention is based on the recirculation of filtrates preferably containing sugars, such as a soluble carbohydrate-containing fraction and/or a wash filtrate, so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. In the present invention, the sugar content of the soluble carbohydrate-containing fraction can be increased by recirculating the filtrates in various applications. Simultaneously, the recovery of the soluble carbohydrate-containing liquid fraction can be increased and a purer solid fraction can be formed. Furthermore, the carbohydrate content and purity of the solids can be increased by means of the present invention. Furthermore, if wash filtrate is produced, it can be used during the process. In one embodiment, a small amount of wash solution is used and thereby the concentration of soluble compounds can be further increased. In one embodiment, a substitution washing method is used, which further increases the concentration of soluble compounds and the purity of the solid fraction.
[0025] Neste contexto, um filtrado de lavagem significa um filtrado diluído a partir de uma etapa de lavagem na qual o material lignocelulósico é lavado. Neste contexto, uma fração contendo carboidrato solúvel significa um carboidrato solúvel contendo filtrado, de maneira preferida, em alta concentração, o qual é separado do material lignocelulósico. Em uma modalidade preferida, o filtrado de lavagem e a fração contendo carboidrato solúvel incluem carboidratos, de maneira preferida, açúcares C5 (C5H10O5 ou (C5(H2O)n). A fração contendo carboidrato solúvel pode compreender carboidratos, tais como monossacarídeos (C6H12O6 ou C5H10O5), dissacarídeos (C12H22O11), oligossacarídeos e/ou polissacarídeos ((C6H10O5)n ou (C5H8O4)n). De maneira preferida, a fração contendo carboidrato solúvel compreende carboidratos C5 solúveis (C5H10O5 ou C5(H2O)n) e outros carboidratos. O filtrado de lavagem e a fração contendo carboidrato solúvel também podem compreender outros componentes. Em uma modalidade preferida, os sólidos compreendem carboidratos e, de maneira preferida, carboidratos C6 sólidos (C6H12O6 ou C6(H2O)n). Os sólidos também podem compreender outros carboidratos e outros componentes.[0025] In this context, a wash filtrate means a diluted filtrate from a wash step in which lignocellulosic material is washed. In this context, a soluble carbohydrate-containing fraction means a soluble carbohydrate-containing filtrate, preferably in high concentration, which is separated from the lignocellulosic material. In a preferred embodiment, the wash filtrate and the soluble carbohydrate-containing fraction include carbohydrates, preferably C5 sugars (C5H10O5 or (C5(H2O)n). The soluble carbohydrate-containing fraction may comprise carbohydrates such as monosaccharides (C6H12O6 or C5H10O5), disaccharides (C12H22O11), oligosaccharides and/or polysaccharides ((C6H10O5)n or (C5H8O4)n). Preferably, the soluble carbohydrate-containing fraction comprises soluble C5 carbohydrates (C5H10O5 or C5(H2O)n) and other carbohydrates. The wash filtrate and the soluble carbohydrate-containing fraction may also comprise other components. In a preferred embodiment, the solids comprise carbohydrates, and preferably solid C6 carbohydrates (C6H12O6 or C6(H2O)n). Solids may also comprise other carbohydrates and other components.
[0026] Neste contexto, a matéria-prima à base de planta significa qualquer matéria-prima à base de planta, por exemplo, a matéria-prima à base de madeira. A matéria-prima à base de planta inclui lignina, celulose e hemicelulose. Em uma modalidade, a matéria-prima à base de planta é selecionada a partir do grupo que consiste em matéria-prima à base de madeira, madeira, biomassa de lignocelulose, resíduos agrícolas, material à base de bagaço, bagaço de cana de açúcar, de material à base de milho, restos culturais, palha de trigo, palha de arroz, biomassa lenhosa, plantas perenes lenhosas, plantas vasculares e similares e suas misturas e combinações. Em uma modalidade, a matéria-prima à base de planta é uma matéria-prima à base de madeira ou uma mistura que compreende um material à base de madeira. Em uma modalidade, a matéria-prima à base de planta compreende peças de plantas, por exemplo, peças de madeira.[0026] In this context, the plant-based feedstock means any plant-based feedstock, e.g., wood-based feedstock. The plant-based feedstock includes lignin, cellulose, and hemicellulose. In one embodiment, the plant-based feedstock is selected from the group consisting of wood-based feedstock, timber, lignocellulose biomass, agricultural residues, bagasse-based material, sugarcane bagasse, corn-based material, crop residues, wheat straw, rice straw, woody biomass, woody perennials, vascular plants, and the like, and mixtures and combinations thereof. In one embodiment, the plant-based feedstock is a wood-based feedstock or a mixture comprising a wood-based material. In one embodiment, the plant-based feedstock comprises plant parts, e.g., wood parts.
[0027] Neste contexto, o material lignocelulósico refere-se a qualquer material lignocelulósico que foi produzido para tratamento, tal como pré-tramento, a partir da matéria-prima à base de planta por meio de um método de tratamento adequado em uma ou mais etapas. Em uma modalidade, o material lignocelulósico contém carboidratos e lignina. De maneira preferida, os carboidratos possuem Cn(H2O)n ou Cn(H2O)n-1. Os carboidratos podem compreender monossacarídeos (C6H12O6 ou C5H10O5), dissacarídeos (C12H22O11), oligossacarídeos e/ou polissacarídeos ((C6H10O5)n ou (C5H8O4)n). De maneira preferida, o material lignocelulósico inclui carboidratos, tais comos carboidratos C5 solúveis (C5H10O5 ou C5(H2O)n) e carboidratos C6 sólidos (C6H12O6 ou C6(H2O)n). O material lignocelulósico pode conter um ou mais componentes de material lignocelulósico. De maneira preferida, o material lignocelulósico está na forma de suspensão, a qual contém líquido, tal como água. O material lignocelulósico 3 é formado a partir da matéria-prima à base de planta 1 e é tratado em uma ou mais etapas de tratamento (2,5). Em uma modalidade, o material lignocelulósico é formado ou tratado por meio de um tratamento, de maneira preferida, por pré-tratamento, selecionado a partir do grupo que consiste em tratamento físico, tal como moagem, extrusão, tratamento com microondas, tratamento com ultrassom e tratamento por congelamento, tratamento químico, tal como tratamento ácido, tratamento alcalino, tratamento líquido iônico, tratamento Organosolv e ozonólise, tratamento físico-químico, tal como tratamento com explosão de vapor, tratamento com explosão de fibra de amônia, tratamento com explosão de CO2, tratamento com água quente em estado líquido e oxidação úmida, tratamento biológico e combinações dos mesmos. De maneira preferida, a matéria-prima à base de planta é tratada para dissolver a hemicelulose. Em uma modalidade, o material lignocelulósico é formado ou tratado por meio de hidrólise, por exemplo, hidrólise ácida, auto- hidrólise, hidrólise térmica, hidrólise enzimática, hidrólise supercrítica e/ou hidrólise subcrítica, na qual pelo menos uma parte de lignina é separada da matéria-prima que está em conexão com a hidrólise. Em uma modalidade, a lignocelulose é formada ou tratada por meio da explosão de vapor, na qual hemiceluloses são tratadas e na qual pelo menos uma parte dos polissacarídeos das hemiceluloses se degrade em monossacarídeos e oligossacarídeos. Em uma modalidade, o material lignocelulósico é formado ou tratado por meio de hidrólise e da explosão de vapor em uma ou mais etapas. Em uma modalidade, o material lignocelulósico é formado ou tratado por meio de pré- tratamento catalítico, por exemplo, usando-se ácido ou base como catalisador. Durante o processo de pré-tratamento, a matéria-prima à base de planta entra na unidade reatora onde o pré-tratamento ocorre. O material lignocelulósico pode ser tratado por meio de um ou mais tratamentos. Em seguida, o material lignocelulósico tratado pode ser soprado para um tanque de descarga. Além disso, o material lignocelulósico pode ser, de maneira preferida, desidratado, por exemplo, por prensas de desidratação em dois estágios. A desidratação possibilita a separação de fluxos à base de açúcar. Em uma modalidade, o material lignocelulósico consiste em partículas sólidas finas. Por meio do tamanho de partícula fina, altos rendimentos e um baixo grau de degradação podem ser obtidos durante o processo. De maneira preferida, partículas sólidas finas são partículas do tipo fibra ou indefiníveis menores que 0,2 mm, ou são partículas pequenas o suficiente para passar pelo equipamento Bauer McNet com malha da tela 200. O tamanho de partícula do material lignocelulósico pode ser medido, por exemplo, com um dispositivo de medição ótica, tal como Metso FS5, ou um método de difração a laser, tal como Coulter LS230. Os valores do tamanho de partícula irão depender do método utilizado e, portanto, os valores dos medidores Metso FS5 e Coulter LS230 não podem ser diretamente comparados. O tamanho de partícula das partículas sólidas pode ser definido com base no padrão ISO 16065-N ou TAPPI T271. O processo de pré-tratamento diminui o tamanho de partícula e o comprimento da fibra da madeira original, o qual pode ser definido separando-se as fibras da madeira por meio de cozimento, por exemplo, em um processo com sulfato ou maceração. O processo com sulfato resulta em um comprimento de fibra que é cerca de 80 % do comprimento depois da maceração.[0027] In this context, lignocellulosic material refers to any lignocellulosic material that has been produced for treatment, such as pretreatment, from plant-based feedstock by means of a suitable treatment method in one or more steps. In one embodiment, the lignocellulosic material contains carbohydrates and lignin. Preferably, the carbohydrates have Cn(H2O)n or Cn(H2O)n-1. The carbohydrates may comprise monosaccharides (C6H12O6 or C5H10O5), disaccharides (C12H22O11), oligosaccharides and/or polysaccharides ((C6H10O5)n or (C5H8O4)n). Preferably, the lignocellulosic material includes carbohydrates such as soluble C5 carbohydrates (C5H10O5 or C5(H2O)n) and solid C6 carbohydrates (C6H12O6 or C6(H2O)n). The lignocellulosic material may contain one or more lignocellulosic material components. Preferably, the lignocellulosic material is in the form of a suspension, which contains liquid, such as water. The lignocellulosic material 3 is formed from the plant-based feedstock 1 and is treated in one or more treatment steps (2, 5). In one embodiment, the lignocellulosic material is formed or treated by a treatment, preferably by pretreatment, selected from the group consisting of physical treatment such as milling, extrusion, microwave treatment, ultrasonic treatment and freezing treatment, chemical treatment such as acid treatment, alkali treatment, ionic liquid treatment, Organosolv treatment and ozonolysis, physicochemical treatment such as steam explosion treatment, ammonia fiber explosion treatment, CO2 explosion treatment, hot water liquid treatment and wet oxidation, biological treatment and combinations thereof. Preferably, the plant-based feedstock is treated to dissolve the hemicellulose. In one embodiment, the lignocellulosic material is formed or treated by means of hydrolysis, e.g., acid hydrolysis, autohydrolysis, thermal hydrolysis, enzymatic hydrolysis, supercritical hydrolysis, and/or subcritical hydrolysis, in which at least a portion of lignin is separated from the feedstock in connection with the hydrolysis. In one embodiment, the lignocellulose is formed or treated by means of steam explosion, in which hemicelluloses are treated and in which at least a portion of the polysaccharides of the hemicelluloses degrade into monosaccharides and oligosaccharides. In one embodiment, the lignocellulosic material is formed or treated by means of hydrolysis and steam explosion in one or more steps. In one embodiment, the lignocellulosic material is formed or treated by means of catalytic pretreatment, e.g., using acid or base as a catalyst. During the pretreatment process, the plant-based feedstock enters the reactor unit where pretreatment takes place. The lignocellulosic material can be treated by means of one or more treatments. The treated lignocellulosic material can then be blown into a discharge tank. Furthermore, the lignocellulosic material can preferably be dewatered, for example by two-stage dewatering presses. Dewatering enables the separation of sugar-based streams. In one embodiment, the lignocellulosic material consists of fine solid particles. Due to the fine particle size, high yields and a low degree of degradation can be achieved during the process. Preferably, fine solid particles are fiber-like or indefinable particles smaller than 0.2 mm, or are particles small enough to pass through Bauer McNet equipment with a 200 mesh screen. The particle size of the lignocellulosic material can be measured, for example, with an optical measuring device such as Metso FS5 or a laser diffraction method such as Coulter LS230. The particle size values will depend on the method used and therefore the values of the Metso FS5 and Coulter LS230 meters cannot be directly compared. The particle size of the solid particles can be defined based on the ISO 16065-N or TAPPI T271 standard. The pretreatment process reduces the particle size and fiber length of the original wood, which can be defined by separating the wood fibers by cooking, for example in a sulfate or retting process. The sulfate process results in a fiber length that is about 80% of the length after retting.
[0028] Em uma modalidade, o teor de matéria seca do material lignocelulósico é de 20 - 80 % em peso depois do pré-tratamento. O teor de matéria seca é determinado em 45°C por meio da evaporação. Quando a determinação do teor de matéria seca é feita na temperatura de 45°C, compostos orgânicos de baixo peso molecular também permanecem na massa durante a secagem da matéria seca. Em uma modalidade, a determinação do teor de matéria seca pode ser feita com base pelo menos parcialmente, ou conforme aplicado, nos Procedimentos de Análise Laboratorial de NREL (Laboratório Nacional de Energia Renovável) para análise de biomassa padrão determinada no Relatório Técnico NREL/TR-510-48087 (revisado em julho de 2011). Em uma modalidade, o material lignocelulósico é diluído com líquido, de maneira preferida, com água, ou vapor para formar a introdução de material lignocelulósico durante o estágio de separação. Em uma modalidade, a concentração de abastecimento do material lignocelulósico é de 2 - 60 % em peso, de maneira preferida, 5 - 30 % em peso, de maneira mais preferida 10 - 20% em peso, dentro de um estágio de separação de sólidos e líquidos. Quando a concentração de abastecimento do material lignocelulósico é baixa, o tamanho do dispositivo aumenta. De maneira preferida, o filtrado de lavagem e/ou a fração contendo carboidrato solúvel, a qual é recirculada para o material lignocelulósico, é usada na diluição do material lignocelulósico.[0028] In one embodiment, the dry matter content of the lignocellulosic material is 20 - 80 wt % after pretreatment. The dry matter content is determined at 45°C by evaporation. When the dry matter content determination is made at 45°C, low molecular weight organic compounds also remain in the mass during drying of the dry matter. In one embodiment, the dry matter content determination can be made based at least partially on, or as applied to, the NREL (National Renewable Energy Laboratory) Laboratory Analysis Procedures for Standard Biomass Analysis determined in Technical Report NREL/TR-510-48087 (revised July 2011). In one embodiment, the lignocellulosic material is diluted with liquid, preferably water, or steam to form the lignocellulosic material introduction during the separation stage. In one embodiment, the feed concentration of the lignocellulosic material is 2-60 wt%, preferably 5-30 wt%, more preferably 10-20 wt%, within a solids and liquids separation stage. When the feed concentration of the lignocellulosic material is low, the size of the device increases. Preferably, the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction, which is recirculated to the lignocellulosic material, is used in diluting the lignocellulosic material.
[0029] Em uma modalidade, o material lignocelulósico é introduzido por meio de uma bomba, por exemplo, uma monobomba, uma bomba de pistão ou outra bomba adequada, durante o estágio de separação de sólidos e líquidos. A seleção da bomba é baseada, por exemplo, na concentração de abastecimento e/ou viscosidade do material lignocelulósico.[0029] In one embodiment, the lignocellulosic material is introduced by means of a pump, e.g., a monopump, a piston pump, or other suitable pump, during the solids and liquids separation stage. The selection of the pump is based, e.g., on the feed concentration and/or viscosity of the lignocellulosic material.
[0030] O estágio de separação de sólidos e líquidos pode compreender uma ou mais etapas de separação. Em uma modalidade, a separação de sólidos e líquidos é executada em uma ou mais etapas de separação durante o estágio de separação. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende mais de uma etapa de separação sequencial. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende diferentes procedimentos que podem ser efetuados em etapas de separação separadas. De maneira alternativa, mais de um procedimento é efetuado em uma etapa do processo.[0030] The solids and liquids separation stage may comprise one or more separation steps. In one embodiment, the solids and liquids separation is performed in one or more separation steps during the separation stage. In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises more than one sequential separation step. In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises different procedures that may be performed in separate separation steps. Alternatively, more than one procedure is performed in a process step.
[0031] Em uma modalidade, a separação da fração contendo carboidrato solúvel e do filtrado de lavagem é executada na mesma etapa de separação. Em uma modalidade, a separação da fração contendo carboidrato solúvel e do filtrado de lavagem é executada em etapas de separação separadas. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é separada em uma etapa. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel pode ser separada na primeira etapa em um processo com duas etapas ou um processo com múltiplas etapas. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel pode ser separada na última etapa em um processo com duas etapas ou um processo com múltiplas etapas. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel pode ser separada entre a primeira e a última etapa. De maneira alternativa, a fração contendo carboidrato solúvel pode ser separada em mais de uma etapa. Em uma modalidade, uma parte dos carboidratos solúveis ou uma parte da fração contendo carboidrato solúvel pode ser separada em conexão com o processo de pré-tratamento, no qual o material lignocelulósico é formado e/ou tratado. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem é separado em uma etapa. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem é separado em mais de uma etapa. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel e/ou filtrado de lavagem é separada em cada etapa de separação.[0031] In one embodiment, the separation of the soluble carbohydrate-containing fraction and the wash filtrate is performed in the same separation step. In one embodiment, the separation of the soluble carbohydrate-containing fraction and the wash filtrate is performed in separate separation steps. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is separated in one step. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction may be separated in the first step in a two-step process or a multi-step process. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction may be separated in the last step in a two-step process or a multi-step process. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction may be separated between the first and last steps. Alternatively, the soluble carbohydrate-containing fraction may be separated in more than one step. In one embodiment, a portion of the soluble carbohydrates or a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction may be separated in connection with the pretreatment process in which the lignocellulosic material is formed and/or treated. In one embodiment, the wash filtrate is separated in one step. In one embodiment, the wash filtrate is separated in more than one step. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction and/or wash filtrate is separated in each separation step.
[0032] Em uma modalidade, um filtrado de lavagem não é separado do material lignocelulósico 3. Em seguida, apenas uma fração contendo carboidrato solúvel 10 é separada do material lignocelulósico 3. Em uma modalidade, uma etapa de lavagem não é executada e o filtrado de lavagem não é formado. Em seguida, apenas uma fração contendo carboidrato solúvel 10 é separada do material lignocelulósico 3.[0032] In one embodiment, a wash filtrate is not separated from lignocellulosic material 3. Thereafter, only a fraction containing soluble carbohydrate 10 is separated from lignocellulosic material 3. In one embodiment, a wash step is not performed and wash filtrate is not formed. Thereafter, only a fraction containing soluble carbohydrate 10 is separated from lignocellulosic material 3.
[0033] Em uma modalidade, o método compreende mais de um estágio de separação. Em uma modalidade, o método compreende mais de um estágio de separação sequencial.[0033] In one embodiment, the method comprises more than one separation stage. In one embodiment, the method comprises more than one sequential separation stage.
[0034] Em uma modalidade, o aparelho compreende mais de um dispositivo de separação. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende pelo menos um dispositivo de separação. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende mais de um dispositivo de separação. Em uma modalidade, uma ou mais etapas de separação podem ser executadas no mesmo dispositivo de separação. Em uma modalidade, o dispositivo de separação compreende uma ou mais etapas de separação, por exemplo, segmento de separação.[0034] In one embodiment, the apparatus comprises more than one separation device. In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises at least one separation device. In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises more than one separation device. In one embodiment, one or more separation steps may be performed in the same separation device. In one embodiment, the separation device comprises one or more separation steps, e.g., separation segment.
[0035] Em uma modalidade, o dispositivo de separação é baseado em uma lavagem contracorrente. Em uma modalidade, o dispositivo de separação é selecionado a partir do grupo que consiste em dispositivo de filtragem, dispositivo centrífugo e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o dispositivo de separação é selecionado a partir do grupo que consiste em dispositivo de filtragem por pressão, dispositivo de filtragem a vácuo, dispositivo de filtragem baseada em subpressão, dispositivo de filtragem baseada em sobrepressão, filtro prensa, outra prensa adequada, dispositivo centrífugo e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o dispositivo de separação é um dispositivo de filtragem por pressão, um dispositivo de filtragem a vácuo, um dispositivo de filtragem baseada em subpressão ou um dispositivo de filtragem baseada em sobrepressão. De maneira alternativa, o dispositivo de separação pode ser outro dispositivo de lavagem, no qual uma baixa quantidade de água de lavagem é usada e a lavagem é feita com alto teor de matéria seca. Desse modo, uma boa recuperação pode ser obtida.[0035] In one embodiment, the separation device is based on a countercurrent wash. In one embodiment, the separation device is selected from the group consisting of a filtration device, a centrifugal device, and combinations thereof. In one embodiment, the separation device is selected from the group consisting of a pressure filtration device, a vacuum filtration device, a subpressure-based filtration device, an overpressure-based filtration device, a filter press, another suitable press, a centrifugal device, and combinations thereof. In one embodiment, the separation device is a pressure filtration device, a vacuum filtration device, a subpressure-based filtration device, or an overpressure-based filtration device. Alternatively, the separation device may be another washing device, in which a low amount of wash water is used and the washing is done with a high dry matter content. In this way, a good recovery can be obtained.
[0036] De maneira preferida, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende separar a fração contendo carboidrato solúvel e/ou filtrado de lavagem do material lignocelulósico. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel e/ou filtrado de lavagem é separada do material lignocelulósico por meio de filtragem, tratamento centrífugo ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a filtragem é executada por pressão, subpressão ou sobrepressão.[0036] Preferably, the solids and liquids separation stage comprises separating the soluble carbohydrate-containing fraction and/or wash filtrate from the lignocellulosic material. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction and/or wash filtrate is separated from the lignocellulosic material by means of filtration, centrifugal treatment, or combinations thereof. In one embodiment, the filtration is performed by pressure, underpressure, or overpressure.
[0037] Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende uma etapa de filtragem, na qual a fração contendo carboidrato solúvel é separada em estado líquido e um bolo sólido é formado. De maneira preferida, usa-se pressão na filtragem. Em uma modalidade, o líquido é separado por uma diferença de pressão, tal como por meio de vácuo ou sobrepressão. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende uma etapa de lavagem, na qual uma lavagem por deslocamento do material lignocelulósico é executada com uma pequena quantidade de água limpa para remover a maior parte dos açúcares, inibidores e outros compostos solúveis do material lignocelulósico sólido e para permitir uma alta recuperação dos compostos solúveis. De maneira preferida, a proporção de água de lavagem e sólido está abaixo de 6, de maneira preferida, abaixo de 3 e de maneira mais preferida, abaixo de 1,5. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende filtragem e lavagem. Em uma modalidade, as etapas de filtragem e lavagem são executadas em uma câmara estática, de maneira preferida, em uma câmara sem movimento. Em uma modalidade, as etapas de filtragem e lavagem são executadas em um dispositivo sob pressão sem que haja mistura entre a filtragem e a lavagem. De maneira preferida, o dito dispositivo de separação que executa as etapas de filtragem e lavagem está no plano vertical ou horizontal e não no plano inclinado. Uma alta concentração e recuperação de material solúvel na fase líquida podem ser obtidas com uma pequena quantidade de água limpa, e uma fração sólida sem compostos solúveis também pode ser obtida.[0037] In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises a filtration step, in which the soluble carbohydrate-containing fraction is separated in a liquid state and a solid cake is formed. Preferably, pressure is used in the filtration. In one embodiment, the liquid is separated by a pressure difference, such as by means of vacuum or overpressure. In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises a washing step, in which a displacement wash of the lignocellulosic material is performed with a small amount of clean water to remove most of the sugars, inhibitors and other soluble compounds from the solid lignocellulosic material and to allow a high recovery of the soluble compounds. Preferably, the wash water to solid ratio is below 6, preferably below 3 and most preferably below 1.5. In one embodiment, the solids and liquids separation stage comprises filtration and washing. In one embodiment, the filtration and washing steps are performed in a static chamber, preferably in a chamber without movement. In one embodiment, the filtration and washing steps are performed in a device under pressure without there being any mixing between filtration and washing. Preferably, said separation device performing the filtration and washing steps is in the vertical or horizontal plane and not in the inclined plane. A high concentration and recovery of soluble material in the liquid phase can be obtained with a small amount of clean water, and a solid fraction without soluble compounds can also be obtained.
[0038] Em uma modalidade, o estágio de separação compreende as etapas de extração, a separação de líquidos e lavagem.[0038] In one embodiment, the separation stage comprises the steps of extraction, liquid separation, and washing.
[0039] Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel e/ou filtrado de lavagem é separada do material lignocelulósico por meio de filtragem por pressão. Em uma modalidade, o aparelho compreende pelo menos um dispositivo de filtragem por pressão como um dispositivo de separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Em uma modalidade, o estágio de separação de sólidos e líquidos compreende mais de um dispositivo de filtragem por pressão. Em uma modalidade preferida, a lavagem feita no dispositivo de filtragem por pressão é baseada em um deslocamento de líquido. Em uma modalidade, a filtragem por pressão compreende uma etapa de bombeamento, prensagem, etapa de lavagem, prensagem e remoção de um bolo. Na etapa de bombeamento, o bolo sólido é formado e prensado. De maneira preferida, na etapa de bombeamento, a câmara do dispositivo de filtragem por pressão é enchida e a pré-prensagem é efetuada. Em uma modalidade, um sopro de ar é feito depois da etapa de bombeamento ou depois da primeira prensagem etapa para remover ainda mais líquido do bolo. De maneira preferida, a fração contendo carboidrato solúvel é separada em conexão com a etapa de bombeamento. Na etapa de lavagem, a água de lavagem é forçada através do bolo e o bolo é prensado e preferidamente desidratado. Na etapa de lavagem, o líquido do bolo pode ser deslocado pela água. Em uma modalidade, um sopro de ar é feito na etapa de lavagem para remover ainda mais líquido do bolo. O filtrado de lavagem é separado por prensagem em conexão com a etapa de lavagem. O bolo sólido desidratado é removido do dispositivo de filtragem pressão. De maneira preferida, o bolo sólido desidratado forma uma fração sólida. Uma vantagem da filtragem por pressão é que todas as etapas de separação podem ser executadas por um único dispositivo.[0039] In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction and/or washing filtrate is separated from the lignocellulosic material by means of pressure filtration. In one embodiment, the apparatus comprises at least one pressure filtration device as a solids-liquid separation device. In one embodiment, the solids-liquid separation stage comprises one pressure filtration device. In one embodiment, the solids-liquid separation stage comprises more than one pressure filtration device. In a preferred embodiment, the washing done in the pressure filtration device is based on a liquid displacement. In one embodiment, the pressure filtration comprises a pumping step, pressing, washing step, pressing and removing a cake. In the pumping step, the solid cake is formed and pressed. Preferably, in the pumping step, the chamber of the pressure filtration device is filled and pre-pressing is performed. In one embodiment, an air blow is made after the pumping step or after the first pressing step to further remove liquid from the cake. Preferably, the soluble carbohydrate-containing fraction is separated in connection with the pumping step. In the washing step, wash water is forced through the cake and the cake is pressed and preferably dewatered. In the washing step, the liquid from the cake can be displaced by water. In one embodiment, an air blow is made in the washing step to further remove liquid from the cake. The wash filtrate is separated by pressing in connection with the washing step. The dewatered solid cake is removed from the pressure filtration device. Preferably, the dewatered solid cake forms a solid fraction. An advantage of pressure filtration is that all separation steps can be performed by a single device.
[0040] Em diferentes estágios de separação, a separação pode ser executada por meio de métodos de separação ou dispositivos de separação similares ou diferentes.[0040] At different stages of separation, separation may be performed by means of similar or different separation methods or separation devices.
[0041] Em uma modalidade, a quantidade de filtrado de lavagem é otimizada ajustando-se a proporção de água de lavagem. Em uma modalidade, a proporção de água de lavagem e composição sólida é de 1:1 - 6:1, de maneira preferida, 1:1 - 5:1, de maneira mais preferida 1:1 - 4:1, de maneira ainda mais preferida, 1:1 - 3:1, durante a lavagem. De maneira preferida, o equilíbrio de água é otimizado com o método da presente invenção.[0041] In one embodiment, the amount of wash filtrate is optimized by adjusting the wash water ratio. In one embodiment, the ratio of wash water to solid composition is 1:1 - 6:1, preferably 1:1 - 5:1, more preferably 1:1 - 4:1, even more preferably 1:1 - 3:1, during washing. Preferably, the water balance is optimized with the method of the present invention.
[0042] Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada para o material lignocelulósico antes do estágio de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada para o material lignocelulósico antes da etapa desejada de separação do estágio de separação, por exemplo, antes da primeira etapa de separação ou entre duas etapas de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada de volta para o material lignocelulósico que é introduzido no mesmo estágio de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada para o material lignocelulósico que é introduzido no próximo estágio de separação ou na próxima etapa de separação do estágio de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada para dentro de um tanque de descarga, pelo lado de entrada do dispositivo de separação de sólidos e líquidos, pelo lado de entrada do dispositivo de abastecimento ou durante a primeira etapa do dispositivo de separação de sólidos e líquidos, por exemplo, durante a primeira etapa do dispositivo de filtragem por pressão. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada de volta para uma etapa desejada de separação, por exemplo, um segmento, do dispositivo de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada de volta para uma etapa anterior de separação, por exemplo, um segmento, do dispositivo de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada de volta para uma etapa anterior de separação, por exemplo, um segmento, a partir de cada etapa de separação no dispositivo de separação. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada continuamente. Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem e/ou da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada em cada etapa de separação do estágio de separação ou em cada estágio de separação. A quantidade de água de lavagem pode ser diminuída por meio da recirculação.[0042] In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated to the lignocellulosic material prior to the separation stage. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated to the lignocellulosic material prior to the desired separation step of the separation stage, e.g., prior to the first separation step or between two separation steps. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated back to the lignocellulosic material that is introduced into the same separation stage. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated to the lignocellulosic material that is introduced into the next separation stage or into the next separation step of the separation stage. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated into a discharge tank, via the inlet side of the solids-liquid separation device, via the inlet side of the supply device, or during the first stage of the solids-liquid separation device, e.g., during the first stage of the pressure filtration device. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated back to a desired separation stage, e.g., a segment, of the separation device. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated back to a previous separation stage, e.g., a segment, of the separation device. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated back to a previous separation step, e.g., a segment, from each separation step in the separation device. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated continuously. In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate and/or the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated in each separation step of the separation stage or in each separation stage. The amount of wash water can be decreased by recirculation.
[0043] Em uma modalidade, o filtrado de lavagem é recirculado, de maneira preferida, em sua totalidade, para o material lignocelulósico. Em uma modalidade, 80 - 100 p-% do filtrado de lavagem é recirculada para o material lignocelulósico. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem contém água de lavagem e carboidratos, tais como galactose, glicose, manose, arabinose, xilose, ácido glicurônico e ácido galacturônico. Além disso, o filtrado de lavagem pode conter lignina solúvel.[0043] In one embodiment, the wash filtrate is preferably recirculated in its entirety to the lignocellulosic material. In one embodiment, 80 - 100 wt-% of the wash filtrate is recirculated to the lignocellulosic material. In one embodiment, the wash filtrate contains wash water and carbohydrates such as galactose, glucose, mannose, arabinose, xylose, glucuronic acid, and galacturonic acid. In addition, the wash filtrate may contain soluble lignin.
[0044] Em uma modalidade, pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada para o material lignocelulósico. Em uma modalidade abaixo de 80 p-%, em uma modalidade abaixo de 50 p-%, em uma modalidade abaixo de 30 p-% e em uma modalidade abaixo de 20 p-% da fração contendo carboidrato solúvel de todo o líquido com carboidratos solúveis e outros compostos é recirculada para o material lignocelulósico.[0044] In one embodiment, at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated to the lignocellulosic material. In one embodiment below 80 wt-%, in one embodiment below 50 wt-%, in one embodiment below 30 wt-%, and in one embodiment below 20 wt-% of the soluble carbohydrate-containing fraction of all of the liquid with soluble carbohydrates and other compounds is recirculated to the lignocellulosic material.
[0045] Em uma modalidade, a taxa de recirculação da fração contendo carboidrato solúvel sem o filtrado de lavagem pode ser de 0 - 95%, de maneira mais preferida, 60 - 90%, em um processo com etapas. Quando o filtrado de lavagem também é usado como água de diluição, a taxa de recirculação da fração contendo carboidrato solúvel pode ser de 0 - 90%, de maneira mais preferida, 35 - 80 %, em um processo com etapas.[0045] In one embodiment, the recirculation rate of the soluble carbohydrate-containing fraction without the wash filtrate may be 0-95%, more preferably 60-90%, in a stepwise process. When the wash filtrate is also used as dilution water, the recirculation rate of the soluble carbohydrate-containing fraction may be 0-90%, more preferably 35-80%, in a stepwise process.
[0046] Em uma modalidade, pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel é recirculada para o material lignocelulósico. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem é recirculada para o material lignocelulósico. Em uma modalidade, uma mistura de filtrado de lavagem e a fração contendo carboidrato solúvel são recirculadas para o material lignocelulósico. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem e a fração contendo carboidrato solúvel são misturados para formar uma mistura, e a mistura é recirculada para o material lignocelulósico.[0046] In one embodiment, at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction is recirculated to the lignocellulosic material. In one embodiment, the wash filtrate is recirculated to the lignocellulosic material. In one embodiment, a mixture of the wash filtrate and the soluble carbohydrate-containing fraction are recirculated to the lignocellulosic material. In one embodiment, the wash filtrate and the soluble carbohydrate-containing fraction are mixed to form a mixture, and the mixture is recirculated to the lignocellulosic material.
[0047] De maneira preferida, a concentração de abastecimento do material lignocelulósico é otimizada por uma composição de recirculação.[0047] Preferably, the feed concentration of the lignocellulosic material is optimized by a recirculation composition.
[0048] Em uma modalidade, o concentrado de açúcar da fração contendo carboidrato solúvel é otimizado. De maneira preferida, a fração contendo carboidrato solúvel contém carboidratos C5 solúveis. O teor total de carboidrato pode ser medido com HPLC depois da hidrólise ácida de acordo com o padrão SCAN-CM 71:09. O teor de carboidrato monomérico pode ser medido com HPLC a partir da fração líquida diretamente sem hidrólise ácida. A fração contendo carboidrato solúvel também pode conter carboidratos C6, de maneira preferida, abaixo de 20 p-%. De maneira preferida, a fração contendo carboidrato solúvel pode conter outros monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e/ou polissacarídeos. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel contém galactose, glicose, manose, arabinose, xilose, ácido glicurônico e ácido galacturônico. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel compreende carboidratos C5 solúveis, tal como C5H10O5 ou C5(H2O)n, e outros carboidratos e alguns outros compostos. Em uma modalidade, o concentrado de carboidrato solúvel da fração contendo carboidrato solúvel está acima de 50 g/l, de maneira preferida, acima de 70 g/l, de maneira mais preferida acima de 100 g/l depois da separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, o concentrado de carboidrato solúvel da fração contendo carboidrato solúvel está abaixo de 250 g/l, em uma modalidade abaixo de 200 g/l, em uma modalidade abaixo de 150 g/l depois da separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, o concentrado de carboidrato solúvel da fração contendo carboidrato solúvel está entre 15 e 280 g/l, de maneira preferida, 30 e 200 g/l, de maneira mais preferida 50 e 165 g/l depois da separação de sólidos e líquidos. De maneira preferida, a fração contendo carboidrato solúvel está na forma de solução. Em uma modalidade, a matéria de água solúvel está entre 20 e 425 g/l, de maneira preferida, 45 e 303 g/l, de maneira mais preferida 75 e 250 g/l depois da separação de sólidos e líquidos. A matéria de água solúvel pode ser determinada por meio de um método descrito posteriormente como "método de lavagem gravimétrica".[0048] In one embodiment, the sugar concentrate of the soluble carbohydrate-containing fraction is optimized. Preferably, the soluble carbohydrate-containing fraction contains soluble C5 carbohydrates. The total carbohydrate content can be measured with HPLC after acid hydrolysis according to the SCAN-CM 71:09 standard. The monomeric carbohydrate content can be measured with HPLC from the liquid fraction directly without acid hydrolysis. The soluble carbohydrate-containing fraction can also contain C6 carbohydrates, preferably below 20 wt-%. Preferably, the soluble carbohydrate-containing fraction can contain other monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides and/or polysaccharides. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction contains galactose, glucose, mannose, arabinose, xylose, glucuronic acid and galacturonic acid. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction comprises soluble C5 carbohydrates, such as C5H10O5 or C5(H2O)n, and other carbohydrates and some other compounds. In one embodiment, the soluble carbohydrate concentrate of the soluble carbohydrate-containing fraction is above 50 g/L, preferably above 70 g/L, more preferably above 100 g/L after separation of solids and liquids. In one embodiment, the soluble carbohydrate concentrate of the soluble carbohydrate-containing fraction is below 250 g/L, in one embodiment below 200 g/L, in one embodiment below 150 g/L after separation of solids and liquids. In one embodiment, the soluble carbohydrate concentrate of the soluble carbohydrate-containing fraction is between 15 and 280 g/L, preferably 30 and 200 g/L, more preferably 50 and 165 g/L after separation of solids and liquids. Preferably, the soluble carbohydrate-containing fraction is in solution form. In one embodiment, the soluble water matter is between 20 and 425 g/L, preferably 45 and 303 g/L, more preferably 75 and 250 g/L after separation of solids and liquids. The soluble water matter can be determined by a method described later as "gravimetric washing method".
[0049] De maneira preferida, pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel é fornecida a partir do estágio de separação. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser fornecida depois de qualquer etapa desejada do estágio de separação. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é fornecida depois da primeira etapa do estágio de separação.[0049] Preferably, at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction is provided from the separation stage. The soluble carbohydrate-containing fraction may be provided after any desired step of the separation stage. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is provided after the first step of the separation stage.
[0050] Em uma modalidade, uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com alta concentração pode ser formada. A fração contendo carboidrato solúvel é formada a partir do material lignocelulósico 3 que foi formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1, no qual a fração contendo carboidrato solúvel foi formada separando-se a fração contendo carboidrato solúvel 10 e/ou um filtrado de lavagem 12 do material lignocelulósico sólido 3 em um ou mais estágios de separação 4,6 e recirculando-se pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel e/ou do filtrado de lavagem para o material lignocelulósico de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser usada como componente na fabricação de um produto final.[0050] In one embodiment, a soluble carbohydrate-containing fraction 10 with high concentration can be formed. The soluble carbohydrate-containing fraction is formed from lignocellulosic material 3 that was formed to treat a plant-based feedstock 1, in which the soluble carbohydrate-containing fraction was formed by separating the soluble carbohydrate-containing fraction 10 and/or a wash filtrate 12 from the solid lignocellulosic material 3 in one or more separation stages 4, 6 and recirculating at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction and/or the wash filtrate to the lignocellulosic material so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. The soluble carbohydrate-containing fraction can be used as a component in the manufacture of a final product.
[0051] Em uma modalidade, uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 14 é separada de um material lignocelulósico 3 em conexão com a etapa de pré-tratamento 2,5, na qual o material lignocelulósico é formado e/ou tratado. A fração contendo carboidrato solúvel 14 pode ser separada por meio de um método ou dispositivo de separação similar, conforme usado no estágio de separação 4,6 ou por meio de outro método ou dispositivo de separação adequado.[0051] In one embodiment, a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 14 is separated from a lignocellulosic material 3 in connection with the pretreatment step 2,5 in which the lignocellulosic material is formed and/or treated. The soluble carbohydrate-containing fraction 14 may be separated by means of a similar separation method or device as used in the separation stage 4,6 or by means of another suitable separation method or device.
[0052] Em uma modalidade, duas frações contendo carboidrato solúvel 10,14 de alta concentração podem ser formadas com alta recuperação de composto solúvel. Duas frações contendo carboidrato solúvel são formadas a partir do material lignocelulósico 3 que é formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 em duas ou mais etapas. A primeira fração contendo carboidrato solúvel 14 é formada separando-se uma parte dos compostos solúveis entre a primeira e a última etapa de pré-tratamentos 2,5 e a segunda fração contendo carboidrato solúvel 10 é formada separando-se a maior parte dos compostos solúveis depois da última etapa de pré-tratamento. De maneira preferida, a segunda fração contendo carboidrato solúvel 10 é separada no estágio de separação (4) para que a fração contendo carboidrato solúvel e/ou um filtrado de lavagem seja separada do material lignocelulósico sólido e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel e/ou do filtrado de lavagem seja recirculada para o material lignocelulósico de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. A fração contendo carboidrato solúvel 14 e 10 pode ser combinada ou usada separadamente como componente na fabricação de um produto final. A fração contendo carboidrato solúvel combinada ou separada pode ser concentrada para uso futuro.[0052] In one embodiment, two high concentration soluble carbohydrate-containing fractions 10,14 can be formed with high soluble compound recovery. Two soluble carbohydrate-containing fractions are formed from lignocellulosic material 3 that is formed to treat a plant-based feedstock 1 in two or more steps. The first soluble carbohydrate-containing fraction 14 is formed by separating a portion of the soluble compounds between the first and last pretreatment steps 2,5 and the second soluble carbohydrate-containing fraction 10 is formed by separating most of the soluble compounds after the last pretreatment step. Preferably, the second soluble carbohydrate-containing fraction 10 is separated in the separation stage (4) so that the soluble carbohydrate-containing fraction and/or a wash filtrate is separated from the solid lignocellulosic material and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction and/or the wash filtrate is recirculated to the lignocellulosic material so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. The soluble carbohydrate-containing fraction 14 and 10 may be combined or used separately as a component in the manufacture of a final product. The combined or separated soluble carbohydrate-containing fraction may be concentrated for future use.
[0053] Em uma modalidade, duas frações contendo carboidrato solúvel 10,14 de alta concentração podem ser formadas com alta recuperação de composto solúvel. Duas frações contendo carboidrato solúvel são formadas a partir do material lignocelulósico 3 que é formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 em duas ou mais etapas. A primeira fração contendo carboidrato solúvel 14 é formada para que a proporção de líquido e sólido (p/p) do material lignocelulósico esteja abaixo de 5:1, de maneira preferida, abaixo de 4:1, de maneira mais preferida, abaixo de 3:1 e de maneira ainda mais preferida, abaixo de 2:1 antes da separação de uma parte dos compostos solúveis entre a primeira e a última etapa de pré-tratamentos 2,5. A segunda fração contendo carboidrato solúvel 10 é formada separando-se a maior parte dos compostos solúveis depois da última etapa de pré-tratamento. De maneira preferida, a segunda fração contendo carboidrato solúvel 10 é separada no estágio de separação (4) para que a fração contendo carboidrato solúvel e/ou um filtrado de lavagem seja separada do material lignocelulósico sólido e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel e/ou do filtrado de lavagem seja recirculada para o material lignocelulósico de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. A quantidade de água de lavagem fresca é menor que 4:1 (líquido:sólido (p/p)), de maneira preferida, menor que 3:1, de maneira mais preferida, menor que 2:1, de maneira ainda mais preferida, próxima de 1:1. A eficiência em remover a fração contendo carboidrato solúvel do sólido precisa ser alta e precisa ser mais alta que 60%, de maneira preferida, mais de 70%, de maneira mais preferida, mais de 80%, de maneira ainda mais preferida, mais de 90%. A fração contendo carboidrato solúvel 10 e 14 pode ser combinada ou usada separadamente como um componente na fabricação de um produto final. A fração contendo carboidrato solúvel combinada ou separada pode ser concentrada para uso futuro.[0053] In one embodiment, two high concentration soluble carbohydrate-containing fractions 10,14 can be formed with high soluble compound recovery. Two soluble carbohydrate-containing fractions are formed from lignocellulosic material 3 that is formed to treat a plant-based feedstock 1 in two or more steps. The first soluble carbohydrate-containing fraction 14 is formed so that the liquid to solid (w/w) ratio of the lignocellulosic material is below 5:1, preferably below 4:1, more preferably below 3:1, and most preferably below 2:1 prior to separating a portion of the soluble compounds between the first and last pretreatment steps 2,5. The second soluble carbohydrate-containing fraction 10 is formed by separating most of the soluble compounds after the last pretreatment step. Preferably, the second soluble carbohydrate-containing fraction 10 is separated in the separation stage (4) so that the soluble carbohydrate-containing fraction and/or a wash filtrate is separated from the solid lignocellulosic material and at least a part of the soluble carbohydrate-containing fraction and/or the wash filtrate is recirculated to the lignocellulosic material so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. The amount of fresh wash water is less than 4:1 (liquid:solid (w/w)), preferably less than 3:1, more preferably less than 2:1, even more preferably close to 1:1. The efficiency in removing the soluble carbohydrate-containing fraction from the solid needs to be high and needs to be higher than 60%, preferably more than 70%, more preferably more than 80%, even more preferably more than 90%. The soluble carbohydrate-containing fraction 10 and 14 may be combined or used separately as a component in the manufacture of a final product. The combined or separate soluble carbohydrate-containing fraction may be concentrated for future use.
[0054] Em uma modalidade, uma fração contendo carboidrato solúvel 10 de alta concentração pode ser formada com alta recuperação de composto solúvel. A fração contendo carboidrato solúvel é formada a partir do material lignocelulósico 3 que é formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 em uma ou mais etapas. A fração contendo carboidrato solúvel é formada separando-se a maior parte dos compostos solúveis depois da última etapa de pré-tratamento 2,5 para que a fração contendo carboidrato solúvel e/ou um filtrado de lavagem seja separada do material lignocelulósico sólido e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel e/ou do filtrado de lavagem seja recirculada para o material lignocelulósico de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser usada como componente na fabricação de um produto final. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser concentrada para uso futuro.[0054] In one embodiment, a high concentration soluble carbohydrate-containing fraction 10 can be formed with high recovery of soluble compound. The soluble carbohydrate-containing fraction is formed from lignocellulosic material 3 that is formed to treat a plant-based feedstock 1 in one or more steps. The soluble carbohydrate-containing fraction is formed by separating most of the soluble compounds after the last pretreatment step 2.5 so that the soluble carbohydrate-containing fraction and/or a wash filtrate is separated from the solid lignocellulosic material and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction and/or the wash filtrate is recirculated to the lignocellulosic material so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. The soluble carbohydrate-containing fraction can be used as a component in the manufacture of a final product. The fraction containing soluble carbohydrate can be concentrated for future use.
[0055] Em uma modalidade, uma fração contendo carboidrato solúvel 10 de alta concentração pode ser formada com alta recuperação de composto solúvel. A fração contendo carboidrato solúvel é formada a partir do material lignocelulósico 3 que é formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 em uma ou mais etapas. A fração contendo carboidrato solúvel é formada separando-se a maior parte dos compostos solúveis depois da última etapa de pré-tratamento 2,5 para que a fração contendo carboidrato solúvel e/ou um filtrado de lavagem seja separada do material lignocelulósico sólido e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel e/ou do filtrado de lavagem seja recirculada para o material lignocelulósico de modo a aumentar a concentração da fração contendo carboidrato solúvel. A quantidade de água de lavagem fresca é menor que 4:1 (líquido:sólido (p/p)), de maneira preferida, menor que 3:1, de maneira mais preferida, menor que 2:1, de maneira ainda mais preferida, próxima de 1:1. A eficiência em remover a fração contendo carboidrato solúvel do sólido precisa ser alta e precisa ser mais alta que 70%, de maneira preferida, mais de 80%, de maneira mais preferida, mais de 90%, de maneira ainda mais preferida, mais de 95%. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser usada como componente na fabricação de um produto final. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser concentrada para uso futuro.[0055] In one embodiment, a high concentration soluble carbohydrate-containing fraction 10 can be formed with high recovery of soluble compound. The soluble carbohydrate-containing fraction is formed from lignocellulosic material 3 that is formed to treat a plant-based feedstock 1 in one or more steps. The soluble carbohydrate-containing fraction is formed by separating most of the soluble compounds after the last pretreatment step 2.5 so that the soluble carbohydrate-containing fraction and/or a wash filtrate is separated from the solid lignocellulosic material and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction and/or the wash filtrate is recirculated to the lignocellulosic material so as to increase the concentration of the soluble carbohydrate-containing fraction. The amount of fresh wash water is less than 4:1 (liquid:solid (w/w)), preferably less than 3:1, more preferably less than 2:1, even more preferably close to 1:1. The efficiency in removing the soluble carbohydrate-containing fraction from the solid needs to be high and needs to be higher than 70%, preferably more than 80%, more preferably more than 90%, even more preferably more than 95%. The soluble carbohydrate-containing fraction can be used as a component in the manufacture of a final product. The soluble carbohydrate-containing fraction can be concentrated for future use.
[0056] Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é recuperada. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é suprida para um processamento adicional. Em uma modalidade, a monomerização da fração contendo carboidrato solúvel é efetuada antes do processamento adicional. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é suprida para um processo de fermentação. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é usada como um material de base na fermentação. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é suprida para um processo de hidrólise. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é usada como um material de base na hidrólise, tal como hidrólise ácida, hidrólise enzimática ou similares. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é suprida para um processo de tratamento catalítico. Em uma modalidade, a fração contendo carboidrato solúvel é usada como um material de base no processo catalítico. A fração contendo carboidrato solúvel pode ser suprida diretamente para um processo de fermentação, hidrólise, de tratamento catalítico ou outro processo adequado, ou de maneira alternativa, por meio de uma etapa de tratamento adequada ou uma etapa adicional, por exemplo, uma etapa de concentração ou etapa de purificação adicional, para um processo de fermentação, hidrólise, de tratamento catalítico ou outro processo adequado.[0056] In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is recovered. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is supplied for further processing. In one embodiment, monomerization of the soluble carbohydrate-containing fraction is performed prior to further processing. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is supplied to a fermentation process. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is used as a base material in the fermentation. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is supplied to a hydrolysis process. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is used as a base material in the hydrolysis, such as acid hydrolysis, enzymatic hydrolysis, or the like. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is supplied to a catalytic treatment process. In one embodiment, the soluble carbohydrate-containing fraction is used as a base material in the catalytic process. The soluble carbohydrate-containing fraction may be fed directly to a fermentation, hydrolysis, catalytic treatment or other suitable process, or alternatively, via a suitable treatment step or an additional step, for example a concentration step or additional purification step, to a fermentation, hydrolysis, catalytic treatment or other suitable process.
[0057] Em uma modalidade, pelo menos uma parte do filtrado de lavagem é suprida para outro processo ou etapa do processo. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem é usado como água de diluição no outro processo, por exemplo, no processo de pré-tratamento. Em uma modalidade, o filtrado de lavagem é usado como uma água de lavagem no outro processo.[0057] In one embodiment, at least a portion of the wash filtrate is supplied to another process or process step. In one embodiment, the wash filtrate is used as dilution water in the other process, e.g., in the pretreatment process. In one embodiment, the wash filtrate is used as a wash water in the other process.
[0058] Sólidos 11 são fornecidos a partir do estágio de separação de sólidos e líquidos 4,6. Em uma modalidade, uma fração sólida que compreende sólidos é fornecida a partir do estágio de separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, a fração sólida que compreende Sólidos 11 é formada a partir do material lignocelulósico 3 que foi formado para tratar uma matéria-prima à base de planta 1 para que a fração sólida seja criada separando-se uma fração contendo carboidrato solúvel 10 e/ou um filtrado de lavagem 12 a partir do material lignocelulósico sólido por meio de pelo menos um estágio de separação de sólidos e líquidos 4,6 e recirculando-se pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel e/ou filtrado de lavagem para o material lignocelulósico 3, e os Sólidos 11 foram recuperados a partir do estágio de separação. Em uma modalidade, os sólidos compreendem carboidratos C6, tal como (C6H12O6 ou (C6(H2O)n), outros carboidratos sólidos e lignina, e alguns outros compostos, tal como algum material residual solúvel. Em uma modalidade, a fração sólida está na forma de um bolo. Em uma modalidade, o teor de matéria seca do bolo é de 40 - 80% em peso, de maneira preferida, 45 - 70% em peso, de maneira mais preferida, 50 - 60% em peso, depois do estágio de separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, o teor de matéria seca do bolo é de 7 - 70% em peso, de maneira preferida, 15 - 45% em peso, de maneira mais preferida, 25 - 35% em peso, depois do estágio de separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, a fração sólida contém compostos solúveis abaixo de 15%, de maneira preferida, abaixo de 6%, de maneira mais preferida, abaixo de 3% em peso, depois do estágio de separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, a matéria de água solúvel é determinada por um método de lavagem gravimétrica. A determinação pelo método de lavagem gravimétrica pode ser feita como se segue: o teor de matéria seca (DM%) da matéria-prima, por exemplo, a fração sólida e solúvel, é medido em 60°C, a quantidade de sólidos remanescente depois do aquecimento da amostra em 60°C em peso constante é medida e o teor de matéria seca é calculado com base nos pesos molhado e seco. Para lavar cerca de 10 g, uma amostra completamente seca do material sob análise é coletada, pesada (quantidade pesada exata) e misturada com água quente (50°C) em um frasco para que a quantidade total seja de 200 g, a mistura é agitada por 20 s (misturador de alimentos à mão livre Bamix Mono, lâmina‘C’, velocidade 1 (7000 rpm)), a mistura é embebida pelo período de 5 min, a mistura é agitada por 10 s (misturador de alimentos à mão livre Bamix Mono, lâmina C’, velocidade 1 (7000 rpm)), a massa de um filtro de papel seco é medida, a mistura é filtrada com Büchner (dia,125 mm) e o filtro de papel, uma válvula de descompressão interna é fechada quando um bolo é matificado (seco) por inteiro, um filtrado é coletado, o misturador e o frasco são lavados com o filtrado e o filtrado é filtrado de novo a partir do bolo, o bolo é lavado três vezes com água quente, a 100 g, para que o efeito de sucção seja mantido durante to o tempo e a água de lavagem (100 g) seja adicionada quando o bolo estiver matificado (seco) por inteiro, um prato de papel laminado é pesado, o bolo com o filtro de papel é seco no prato de papel laminado, o bolo seco (60°C) com o filtro de papel é pesado no prato de papel laminado e a massa do filtro de papel e do prato de papel laminado é subtraída da massa do bolo seco, do filtro de papel e do prato de papel laminado e em seguida, o sólido livre de matéria solúvel, ou seja, os sólidos insolúveis em água (WIS) do material molhado sob análise, pode ser determinado. Os sólidos insolúveis em água, WIS%, podem ser calculados: WIS% = (peso do material lavado e seco, por exemplo, o bolo)/(peso da pasta fluida molhada para lavagem, por exemplo, a matéria-prima). A matéria de água solúvel, WS%, da matéria seca pode ser calculada: WS% = (matéria seca (DM%) da pasta fluida original, por exemplo, a matéria-prima)-(sólidos insolúveis em água, WIS%). Em uma modalidade, com alto teor de material solúvel (25 - 50% do total de matéria seca solúvel) da matéria-prima, a fração sólida contém compostos solúveis abaixo de 15%, de maneira preferida, abaixo de 9%, de maneira mais preferida, abaixo de 5% em peso, depois do estágio de separação de sólidos e líquidos, medidos por meio do método de lavagem gravimétrica. Em uma modalidade, com teor mais baixo de material solúvel (abaixo de 25% do total de matéria seca solúvel) da matéria-prima, a fração sólida contém compostos solúveis abaixo de 9%, de maneira preferida, abaixo de 6%, de maneira mais preferida, abaixo de 3% em peso, depois do estágio de separação de sólidos e líquidos, medidos por meio do método de lavagem gravimétrica.[0058] Solids 11 are provided from solids and liquids separation stage 4,6. In one embodiment, a solid fraction comprising solids is provided from solids and liquids separation stage. In one embodiment, the solid fraction comprising Solids 11 is formed from lignocellulosic material 3 that was formed to treat a plant-based feedstock 1 so that the solid fraction is created by separating a soluble carbohydrate-containing fraction 10 and/or a wash filtrate 12 from the solid lignocellulosic material via at least one solids and liquids separation stage 4,6 and recirculating at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction and/or wash filtrate to lignocellulosic material 3, and Solids 11 has been recovered from the separation stage. In one embodiment, the solids comprise C6 carbohydrates such as (C6H12O6 or (C6(H2O)n), other solid carbohydrates and lignin, and some other compounds such as some soluble waste material. In one embodiment, the solid fraction is in the form of a cake. In one embodiment, the dry matter content of the cake is 40 - 80 wt %, preferably 45 - 70 wt %, more preferably 50 - 60 wt %, after the solids and liquids separation stage. In one embodiment, the dry matter content of the cake is 7 - 70 wt %, preferably 15 - 45 wt %, more preferably 25 - 35 wt %, after the solids and liquids separation stage. In one embodiment, the solid fraction contains soluble compounds below 15 wt %, preferably below 6 wt %, most preferably below 3 wt %. weight, after the solids and liquids separation stage. In one embodiment, the water soluble matter is determined by a gravimetric washing method. The determination by the gravimetric washing method can be made as follows: the dry matter content (DM%) of the raw material, e.g., the solid and soluble fraction, is measured at 60°C, the amount of solids remaining after heating the sample at 60°C at constant weight is measured, and the dry matter content is calculated based on the wet and dry weights. To wash about 10 g, a completely dry sample of the material under analysis is taken, weighed (exact weighed quantity) and mixed with hot water (50°C) in a flask so that the total quantity is 200 g, the mixture is shaken for 20 s (Bamix Mono freehand food mixer, blade ‘C’, speed 1 (7000 rpm)), the mixture is soaked for 5 min, the mixture is shaken for 10 s (Bamix Mono freehand food mixer, blade C’, speed 1 (7000 rpm)), the mass of a dry filter paper is measured, the mixture is filtered with Büchner (dia, 125 mm) and the filter paper, an internal relief valve is closed when a cake is matified (dried) completely, a filtrate is collected, the mixer and flask are rinsed with the filtrate and the filtrate is filtered again from of the cake, the cake is washed three times with hot water, 100 g, so that the suction effect is maintained throughout, and the washing water (100 g) is added when the cake is mattified (dried) throughout, a laminated paper plate is weighed, the cake with the filter paper is dried on the laminated paper plate, the dried cake (60°C) with the filter paper is weighed on the laminated paper plate, and the mass of the filter paper and the laminated paper plate is subtracted from the mass of the dried cake, the filter paper and the laminated paper plate, and then the solid free of soluble matter, that is, the water insoluble solids (WIS) of the wet material under analysis, can be determined. The water insoluble solids, WIS%, can be calculated: WIS% = (weight of the washed and dried material, e.g. the cake)/(weight of the wet slurry for washing, e.g. the raw material). The water soluble matter, WS%, of the dry matter can be calculated: WS% = (dry matter (DM%) of the original slurry, e.g., the feedstock) - (water insoluble solids, WIS%). In one embodiment, with a high soluble material content (25 - 50% of the total soluble dry matter) of the feedstock, the solid fraction contains soluble compounds below 15%, preferably below 9%, more preferably below 5% by weight, after the solids and liquids separation stage, measured by the gravimetric washing method. In one embodiment, with lower soluble material content (below 25% of the total soluble dry matter) of the feedstock, the solid fraction contains soluble compounds below 9%, preferably below 6%, more preferably below 3% by weight, after the solids and liquids separation stage, measured by means of the gravimetric washing method.
[0059] O tamanho de partícula das partículas sólidas pode ser definido, por exemplo, por um dispositivo de medição ótica, tal como Metso FS5, ou por um método de difração a laser, tal como Coulter LS230. Em uma modalidade, o tamanho de partícula das partículas sólidas pode ser definido com base no padrão ISO 16065-N ou TAPPI T271. O comprimento de fibra das partículas sólidas pode ser definido com base no padrão ISO 16065-N quando as fibras são definidas como um material mais longo que 0,2 mm. O comprimento de fibra das partículas sólidas pode ser definido com base no padrão TAPPI T271 quando o comprimento de fibra é de 0,01 a 7,60 mm. Em conexão com Metso FS5, Lc significa o comprimento do contorno, ou seja, o comprimento da linha central da fibra, que é o comprimento da fibra medido a partir da linha central das fibras de uma extremidade à outra. Ponderado em função do comprimento Lc(1) significa o comprimento da fibra ponderado em função do comprimento, que é o comprimento médio da fibra medido a partir de uma distribuição de fibra pesada de acordo com os padrões TAPPI T271. Ponderado em função do peso Lc(w) significa o comprimento da fibra ponderado em função do peso, que é igualmente o comprimento médio da fibra medido a partir de uma distribuição de fibra pesada de acordo com os padrões TAPPI T271. Aritmética Lc(n) significa a média aritmética que é calculada a partir da distribuição da população de fibras. Neste resultado, o comprimento médio é calculado a partir da distribuição de comprimento. F1(1)% significa distribuição ponderada em função do comprimento % (largura > 10 μm, comprimento < 0,2 mm). A largura da fibra é medida como um valor integral a partir do meio da fibra para identificar extremidades afiladas.[0059] The particle size of the solid particles can be defined, for example, by an optical measuring device, such as Metso FS5, or by a laser diffraction method, such as Coulter LS230. In one embodiment, the particle size of the solid particles can be defined based on the ISO 16065-N or TAPPI T271 standard. The fiber length of the solid particles can be defined based on the ISO 16065-N standard when the fibers are defined as a material longer than 0.2 mm. The fiber length of the solid particles can be defined based on the TAPPI T271 standard when the fiber length is 0.01 to 7.60 mm. In connection with Metso FS5, Lc means the contour length, i.e. the fiber centerline length, which is the fiber length measured from the fiber centerline from one end to the other. Length-weighted Lc(1) means the length-weighted fiber length, which is the average fiber length measured from a heavy fiber distribution according to TAPPI T271 standards. Weight-weighted Lc(w) means the weight-weighted fiber length, which is also the average fiber length measured from a heavy fiber distribution according to TAPPI T271 standards. Arithmetic Lc(n) means the arithmetic mean that is calculated from the fiber population distribution. In this result, the average length is calculated from the length distribution. F1(1)% means length-weighted distribution % (width > 10 μm, length < 0.2 mm). Fiber width is measured as an integral value from the middle of the fiber to identify tapered ends.
[0060] Em uma modalidade, o comprimento de partícula ponderado em função do comprimento Lc(1) está abaixo de [(0,4) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)], de maneira preferida, abaixo de [(0,3) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)], de maneira mais preferida abaixo de [(0,2) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)], de maneira ainda mais preferida, abaixo de [(0,1) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)].[0060] In one embodiment, the length-weighted particle length Lc(1) is below [(0.4) x (fiber length of the corresponding unrefined sulfate pulp)], preferably below [(0.3) x (fiber length of the corresponding unrefined sulfate pulp)], more preferably below [(0.2) x (fiber length of the corresponding unrefined sulfate pulp)], even more preferably below [(0.1) x (fiber length of the corresponding unrefined sulfate pulp)].
[0061] Em uma modalidade, largura de partícula fina (fração 0 - 0,2 mm) está abaixo de [(0,7) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)], de maneira preferida, abaixo de [(0,6) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)], de maneira mais preferida abaixo de [(0,5) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)], de maneira ainda mais preferida, abaixo de [(0,4) x (comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente)].[0061] In one embodiment, fine particle width (fraction 0 - 0.2 mm) is below [(0.7) x (fiber length of corresponding unrefined sulfate pulp)], preferably below [(0.6) x (fiber length of corresponding unrefined sulfate pulp)], more preferably below [(0.5) x (fiber length of corresponding unrefined sulfate pulp)], even more preferably below [(0.4) x (fiber length of corresponding unrefined sulfate pulp)].
[0062] Em uma modalidade, a fração sólida compreende partículas sólidas finas que são partículas do tipo fibra ou indefiníveis com a dimensão mais longa sendo menor que 0,2 mm medida com Metso ótico FS5 (fração F1(1) de medições e cálculos de Lc(1) ponderados em função do comprimento). Em uma modalidade, a fração sólida de madeira dura compreende partículas com a dimensão mais longa sendo menor que 0,2 mm acima de 70% (Fl(1) >70%), de maneira preferida, acima de 80%, de maneira mais preferida, acima de 90% e de maneira ainda mais preferida, acima de 98% em peso, definida por Metso FS5. Em uma modalidade, a fração sólida de madeira macia compreende partículas com a dimensão mais longa sendo menor que 0,2 mm acima de 50% (F1(1) >50 %), de maneira preferida, acima de 60%, de maneira mais preferida, acima de 70% e de maneira ainda mais preferida, acima de 80 % em peso, definida por Metso FS5.[0062] In one embodiment, the solid fraction comprises fine solid particles that are fiber-like or indefinable particles with the longest dimension being less than 0.2 mm measured with Metso optical FS5 (F1(1) fraction from length-weighted Lc(1) measurements and calculations). In one embodiment, the hardwood solid fraction comprises particles with the longest dimension being less than 0.2 mm above 70% (F1(1) >70%), preferably above 80%, more preferably above 90%, and most preferably above 98% by weight, defined by Metso FS5. In one embodiment, the softwood solid fraction comprises particles with the longest dimension being less than 0.2 mm above 50% (F1(1) >50%), preferably above 60%, more preferably above 70% and most preferably above 80% by weight, defined by Metso FS5.
[0063] Em uma modalidade, a fração sólida compreende partículas sólidas finas que são partículas do tipo fibra ou indefiníveis. O comprimento ponderado em função do comprimento Lc(1) da fração sólida é medido com base no padrão TAPPI T271 inclui todas as partículas detectadas e atende às exigências de medição. O padrão TAPPI T271 define o comprimento da fibra de material como tendo a dimensão mais longa entre 0,01 e 7,60 mm.[0063] In one embodiment, the solid fraction comprises fine solid particles that are fiber-like or indefinable particles. The length-weighted length Lc(1) of the solid fraction measured based on the TAPPI T271 standard includes all detected particles and meets the measurement requirements. The TAPPI T271 standard defines the fiber length of material as having the longest dimension between 0.01 and 7.60 mm.
[0064] Em uma modalidade, a fração sólida compreende partículas sólidas finas que são partículas do tipo fibra ou indefiníveis. O comprimento ponderado em função do comprimento Lc(1) da fração sólida é medido com o equipamento Metso FS5. O valor Lc(1) ponderado em função do comprimento é de 40% ou menos do comprimento de fibra da polpa de sulfato não refinada correspondente, de maneira preferida, 30% ou menos, de maneira mais preferida, 20% ou menos, de maneira ainda mais preferida, 10% ou menos. E a largura da fração de partícula fina das partículas ponderadas em função do comprimento (Lc(1)fração 0 - 0,2 mm) é 70 % ou menos da largura da fibra da polpa de sulfato correspondente, de maneira preferida, 60% ou menos, de maneira mais preferida, 50 % ou menos, de maneira ainda mais preferida, 40% ou menos.[0064] In one embodiment, the solid fraction comprises fine solid particles that are fiber-like or indefinable particles. The length-weighted length Lc(1) of the solid fraction is measured with Metso FS5 equipment. The length-weighted Lc(1) value is 40% or less of the fiber length of the corresponding unrefined sulfate pulp, preferably 30% or less, more preferably 20% or less, even more preferably 10% or less. And the width of the fine particle fraction of the length-weighted particles (Lc(1) fraction 0 - 0.2 mm) is 70% or less of the fiber width of the corresponding sulfate pulp, preferably 60% or less, more preferably 50% or less, even more preferably 40% or less.
[0065] Em uma modalidade, a fração sólida de madeira dura compreende partículas sólidas finas que são partículas do tipo fibra ou indefiníveis. O comprimento ponderado em função do comprimento Lc(1) da fração sólida é medido com o equipamento Metso FS5. Nas frações Lc(1) ponderadas em função do comprimento acima de 0,2 mm, o comprimento de fibra é 50% ou menos, de maneira preferida, 35% ou menos, de maneira mais preferida, 20% ou menos, de maneira ainda mais preferida, 5% ou menos.[0065] In one embodiment, the hardwood solid fraction comprises fine solid particles that are fiber-like or indefinable particles. The length-weighted length Lc(1) of the solid fraction is measured with Metso FS5 equipment. In length-weighted Lc(1) fractions above 0.2 mm, the fiber length is 50% or less, preferably 35% or less, more preferably 20% or less, most preferably 5% or less.
[0066] Em uma modalidade, a fração sólida de madeira macia compreende partículas sólidas finas que são partículas do tipo fibra ou indefiníveis. O comprimento ponderado em função do comprimento Lc(1) de fração sólida é medido com o equipamento Metso FS5. Nas frações Lc(1) ponderadas em função do comprimento acima de 0,2 mm, o comprimento de fibra é 60% ou menos, de maneira preferida, 45% ou menos, de maneira mais preferida, 30% ou menos, de maneira ainda mais preferida, 15% ou menos.[0066] In one embodiment, the softwood solid fraction comprises fine solid particles that are fiber-like or indefinable particles. The length-weighted length Lc(1) of the solid fraction is measured with the Metso FS5 equipment. In the length-weighted Lc(1) fractions above 0.2 mm, the fiber length is 60% or less, preferably 45% or less, more preferably 30% or less, most preferably 15% or less.
[0067] Em uma modalidade, uma fração sólida que compreende Sólidos 11 é fornecida a partir do estágio de separação de sólidos e líquidos 4,6. Em uma modalidade, a fração sólida é fornecida depois do último estágio de separação de sólidos e líquidos. Em uma modalidade, pelo menos uma parte da fração sólida é fornecida entre dois estágios de separação ou entre duas etapas de separação.[0067] In one embodiment, a solid fraction comprising Solids 11 is provided from the solids and liquids separation stage 4,6. In one embodiment, the solid fraction is provided after the last solids and liquids separation stage. In one embodiment, at least a portion of the solid fraction is provided between two separation stages or between two separation steps.
[0068] Em uma modalidade, a fração sólida é suprida para a hidrólise, a qual pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em hidrólise ácida, hidrólise enzimática, hidrólise supercrítica e/ou hidrólise subcrítica e combinações das mesmas, para a fabricação de um material composto, um processo de combustão, outro processo adequado ou combinações dos mesmos. A fração sólida pode ser suprida diretamente para: hidrólise, fabricação de um material composto, um processo de combustão ou outro processo adequado ou, de maneira alternativa, por meio de uma etapa de tratamento adequada ou uma etapa adicional, por exemplo, uma etapa adicional de concentração ou uma etapa de purificação, para hidrólise, fabricação de um material composto, processo de combustão ou outro processo adequado.[0068] In one embodiment, the solid fraction is supplied to hydrolysis, which may be selected from the group consisting of acid hydrolysis, enzymatic hydrolysis, supercritical hydrolysis, and/or subcritical hydrolysis, and combinations thereof, for the manufacture of a composite material, a combustion process, another suitable process, or combinations thereof. The solid fraction may be supplied directly to: hydrolysis, manufacture of a composite material, a combustion process, or another suitable process, or alternatively, via a suitable treatment step or an additional step, e.g., an additional concentration step or a purification step, for hydrolysis, manufacture of a composite material, a combustion process, or another suitable process.
[0069] O método de acordo com a presente invenção provê uma fração contendo carboidrato solúvel e uma fração sólida com alta concentração e boa qualidade. A fração sólida tem uma concentração muito alta de lignina, glucano e seus produtos hidratados. Além disso, a fração sólida tem um grau de pureza muito alto. Na presente invenção, o equilíbrio de água pode ser otimizado. Em seguida, o teor de carboidrato solúvel pode ser aumentado na fração contendo carboidrato solúvel. A presente invenção apresenta um aprimoramento na recuperação de açúcar. Além disso, a presente invenção minimiza a quantidade de água residual e diminui os custos com o pós-tratamento da fração contendo carboidrato solúvel. Uma alta concentração é obtida com um baixo consumo de energia.[0069] The method according to the present invention provides a soluble carbohydrate-containing fraction and a solid fraction with high concentration and good quality. The solid fraction has a very high concentration of lignin, glucan and their hydrated products. Furthermore, the solid fraction has a very high degree of purity. In the present invention, the water balance can be optimized. Then, the soluble carbohydrate content can be increased in the soluble carbohydrate-containing fraction. The present invention provides an improvement in sugar recovery. Furthermore, the present invention minimizes the amount of waste water and reduces the costs for post-treatment of the soluble carbohydrate-containing fraction. A high concentration is obtained with a low energy consumption.
[0070] A presente invenção provê um modo simples, acessível e industrialmente aplicável de produção de uma fração contendo carboidrato solúvel com alta concentração. O método de acordo com a presente invenção é fácil e simples de executar como um processo de produção. O método de acordo com a presente invenção é adequado para uso na fabricação de diferentes frações à base de açúcar e produtos finais a partir de diferentes matérias-primas.[0070] The present invention provides a simple, accessible and industrially applicable method of producing a fraction containing soluble carbohydrate with high concentration. The method according to the present invention is easy and simple to perform as a production process. The method according to the present invention is suitable for use in the manufacture of different sugar-based fractions and final products from different raw materials.
[0071] A presente invenção será descrita em mais detalhes pelos seguintes exemplos com referência aos desenhos em anexo.[0071] The present invention will be described in more detail by the following examples with reference to the attached drawings.
[0072] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo da figura 1.[0072] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a process of Figure 1.
[0073] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio de pré-tratamento 2. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante um estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico 3 na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são recirculados para o material lignocelulósico antes do uso do dispositivo de filtragem por pressão. Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido do dispositivo de filtragem por pressão.[0073] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based feedstock 1 by means of pretreatment 2. Lignocellulosic material 3 is introduced during a solids and liquids separation stage 4 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material 3 in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the pressure filtration device. A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin and some soluble sugar, oligomer and polymer residue is removed from the pressure filtration device.
[0074] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo da figura 2.[0074] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a process of Figure 2.
[0075] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio de pré-tratamento 2. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante um estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico 3 na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 é recirculado para o material lignocelulósico antes do uso do dispositivo de filtragem por pressão. A fração contendo carboidrato solúvel 10 que inclui açúcares C5 é removida do dispositivo de filtragem por pressão. Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido do dispositivo de filtragem por pressão.[0075] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based feedstock 1 by pretreatment 2. Lignocellulosic material 3 is introduced during a solids and liquids separation stage 4 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material 3 in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 is recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the pressure filtration device. The soluble carbohydrate-containing fraction 10 that includes C5 sugars is removed from the pressure filtration device. A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin and some soluble sugar, oligomer and polymer residue is removed from the pressure filtration device.
[0076] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo da figura 3.[0076] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a process of Figure 3.
[0077] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio de pré-tratamento 2. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante um estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 pode ser recirculado para o pré- tratamento 2 do material lignocelulósico. De maneira alternativa, o filtrado de lavagem 12 é removido do dispositivo de filtragem por pressão e recirculada para outro processo. Pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 é recirculada para o material lignocelulósico antes do uso do dispositivo de filtragem por pressão. Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido do dispositivo de filtragem por pressão.[0077] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based feedstock 1 by pretreatment 2. Lignocellulosic material 3 is introduced during a solids-liquid separation stage 4 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 may be recirculated to pretreatment 2 of the lignocellulosic material. Alternatively, the wash filtrate 12 is removed from the pressure filtration device and recirculated to another process. At least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 is recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the pressure filtration device. A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin and some soluble sugar, oligomer and polymer residue is removed from the pressure filtration device.
[0078] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo da figura 4.[0078] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a process of Figure 4.
[0079] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio de pré-tratamento 2. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante um estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em a filtragem. Pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 é recirculada para o material lignocelulósico antes de um dispositivo de filtragem. Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido de um dispositivo de filtragem.[0079] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based feedstock 1 by means of pretreatment 2. Lignocellulosic material 3 is introduced during a solids and liquids separation stage 4 comprising a filtering device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in the filtering. At least a part of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 is recirculated to the lignocellulosic material before a filtering device. A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin and some soluble sugar, oligomer residue and polymer is removed from a filtering device.
[0080] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo de duas etapas da figura 5.[0080] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a two-step process of Figure 5.
[0081] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio de pré-tratamento 2, por exemplo, por moagem. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante o primeiro estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico 3 na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são recirculados para o material lignocelulósico antes do uso do primeiro dispositivo de filtragem por pressão. Uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 pode ser removida do processo antes da segunda etapa de separação.[0081] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based feedstock 1 by means of pretreatment 2, for example by grinding. Lignocellulosic material 3 is introduced during the first solids and liquids separation stage 4 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material 3 in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the first pressure filtration device. A portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 may be removed from the process prior to the second separation step.
[0082] Na segunda etapa, o material lignocelulósico 3 é tratado por meio de um estágio de tratamento 5, por exemplo, por tratamento físico, químico ou físico-químico, tal como por tratamento com microondas ou ultrassom, ou por explosão de vapor. O material lignocelulósico é introduzido durante o segundo estágio de separação de sólidos e líquidos 6 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são recirculados para o material lignocelulósico antes do uso do primeiro e/ou segundo dispositivo de filtragem por pressão. Pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 é removida do processo.[0082] In the second step, the lignocellulosic material 3 is treated by means of a treatment stage 5, for example by physical, chemical or physicochemical treatment, such as by microwave or ultrasound treatment, or by steam explosion. The lignocellulosic material is introduced during the second solids and liquids separation stage 6 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the first and/or second pressure filtration device. At least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 is removed from the process.
[0083] Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido do dispositivo de filtragem por pressão.[0083] A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin, and some soluble sugar, oligomer residue, and polymer is removed from the pressure filtration device.
[0084] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo de duas etapas da figura 6.[0084] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a two-step process of Figure 6.
[0085] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio de pré-tratamento 2, por exemplo, por moagem. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante o primeiro estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico 3 na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são recirculados para o material lignocelulósico antes do uso do segundo dispositivo de separação. Uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 pode ser removida do processo antes da segunda etapa de separação.[0085] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based feedstock 1 by means of pretreatment 2, for example by grinding. Lignocellulosic material 3 is introduced during the first solids and liquids separation stage 4 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material 3 in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the second separation device. A portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 may be removed from the process prior to the second separation step.
[0086] Na segunda etapa, o material lignocelulósico 3 é tratado por meio de estágio de tratamento 5, por exemplo, por tratamento físico, químico ou físico-químico, tal como por tratamento com microondas ou ultrassom, ou por explosão de vapor. O material lignocelulósico é introduzido durante o segundo estágio de separação de sólidos e líquidos 6 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são recirculados para o material lignocelulósico antes do uso do segundo dispositivo de filtragem por pressão. Pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 é removida do processo.[0086] In the second step, the lignocellulosic material 3 is treated by means of treatment stage 5, for example by physical, chemical or physicochemical treatment, such as by microwave or ultrasound treatment, or by steam explosion. The lignocellulosic material is introduced during the second solids and liquids separation stage 6 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the second pressure filtration device. At least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 is removed from the process.
[0087] Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido do dispositivo de filtragem por pressão.[0087] A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin, and some soluble sugar, oligomer residue, and polymer is removed from the pressure filtration device.
[0088] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida de acordo com um processo da figura 7.[0088] In this example, a soluble carbohydrate-containing fraction is produced according to a process of Figure 7.
[0089] O material lignocelulósico 3 é formado a partir de matéria- prima à base de planta 1 por meio da primeira pré-tratamento 2, por exemplo, por hidrólise. Depois do pré-tratamento, uma parte dos carboidratos solúveis (14) é separada (13) em conexão com a primeira etapa de pré-tratamento 2. O material lignocelulósico 3 é introduzido durante a segunda etapa de pré-tratamento 5, na qual o material lignocelulósico é tratado, por exemplo, por explosão de vapor. Depois disso, o material lignocelulósico 3 é introduzido durante um estágio de separação de sólidos e líquidos 4 que compreende um dispositivo de filtragem por pressão. Uma fração contendo carboidrato solúvel 10 com açúcares C5 é separada do material lignocelulósico em uma etapa de bombeamento e prensagem da filtragem por pressão. Um filtrado de lavagem 12 é separado do material lignocelulósico 3 na etapa de lavagem da filtragem por pressão. O filtrado de lavagem 12 e pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10 são recirculados para o material lignocelulósico antes do uso do dispositivo de filtragem por pressão. Um bolo sólido 11 contendo, por exemplo, sólidos, carboidratos sólidos, lignina e um pouco de açúcar solúvel, resíduo de oligômero e polímero é removido do dispositivo de filtragem por pressão. Pelo menos uma parte da fração contendo carboidrato solúvel 10,14 é removida do processo.[0089] Lignocellulosic material 3 is formed from plant-based raw material 1 by means of first pretreatment 2, for example by hydrolysis. After the pretreatment, a part of the soluble carbohydrates (14) is separated (13) in connection with the first pretreatment step 2. Lignocellulosic material 3 is introduced during the second pretreatment step 5, in which the lignocellulosic material is treated, for example by steam explosion. Thereafter, lignocellulosic material 3 is introduced during a solids-liquid separation stage 4 comprising a pressure filtration device. A soluble carbohydrate-containing fraction 10 with C5 sugars is separated from the lignocellulosic material in a pumping and pressing step of the pressure filtration. A wash filtrate 12 is separated from the lignocellulosic material 3 in the washing step of the pressure filtration. The wash filtrate 12 and at least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10 are recirculated to the lignocellulosic material prior to use of the pressure filtration device. A solid cake 11 containing, for example, solids, solid carbohydrates, lignin, and some soluble sugar, oligomer residue, and polymer is removed from the pressure filtration device. At least a portion of the soluble carbohydrate-containing fraction 10.14 is removed from the process.
[0090] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida.[0090] In this example, a fraction containing soluble carbohydrate is produced.
[0091] Lascas de madeira de bétula foram pré-tratadas em um processo de uma etapa de auto-hidrólise e explosão de vapor para dissolver a hemicelulose. O material lignocelulósico pré-tratado formado foi misturado com água quente e agitado por algumas horas. Em seguida, a separação de sólidos e líquidos foi efetuada com o filtro de pressão bidirecional Outotec Larox FP 0,3, conforme descrito na tabela 1. A área de filtragem era de 0,27 m2. Para simular o aumento na concentração, o carboidrato solúvel contendo filtrado (10) da primeira prensagem foi usado como água de diluição do próximo ciclo e, novamente depois da segunda filtragem, o carboidrato solúvel contendo filtrado de prensagem foi usado para a diluição da terceira filtragem. No total, 5 ciclos de filtragem foram realizados. As condições de filtragem são mostradas na Tabela 1. Tabela 1 [0091] Birch wood chips were pretreated in a one-step autohydrolysis and steam explosion process to dissolve the hemicellulose. The pretreated lignocellulosic material formed was mixed with hot water and stirred for a few hours. Then, solids and liquids separation was carried out with the Outotec Larox FP 0.3 bidirectional pressure filter as described in Table 1. The filtration area was 0.27 m2. To simulate the increase in concentration, the soluble carbohydrate containing filtrate (10) from the first pressing was used as the dilution water of the next cycle and again after the second filtration, the soluble carbohydrate containing filtrate from the pressing was used for the dilution of the third filtration. In total, 5 filtration cycles were carried out. The filtration conditions are shown in Table 1. Table 1
[0092] O teor total de carboidrato foi medido com base no padrão SCAN-CM 71: hidrólise ácida e HPLC foram usadas. Como pode ser visto na figura 8, o teor de carboidrato está aumentando muito bem e alinhado com a curva de concentração simulada.[0092] The total carbohydrate content was measured based on the SCAN-CM 71 standard: acid hydrolysis and HPLC were used. As can be seen from Figure 8, the carbohydrate content is increasing very well and in line with the simulated concentration curve.
[0093] A simulação do exemplo foi efetuada com suposição de 15,7% do teor de carboidrato dissolvido do material lignocelulósico pré- tratado, que também foi o valor medido do material lignocelulósico no exemplo 8. Como pode ser visto na figura 9, a concentração de carboidrato solúvel contendo filtrado resultante do processo atingirá o nível de 104 g/l em processo contínuo.[0093] The simulation of the example was carried out with the assumption of 15.7% of the dissolved carbohydrate content of the pretreated lignocellulosic material, which was also the measured value of the lignocellulosic material in example 8. As can be seen in figure 9, the concentration of soluble carbohydrate containing filtrate resulting from the process will reach the level of 104 g/l in continuous process.
[0094] Neste exemplo, uma fração contendo carboidrato solúvel é produzida.[0094] In this example, a fraction containing soluble carbohydrate is produced.
[0095] Lascas de madeira de bétula foram pré-tratadas em um processo de uma etapa de auto-hidrólise e explosão de vapor para dissolver a hemicelulose. O material lignocelulósico formado foi misturado com água quente e agitado por algumas horas. Em seguida, a separação de sólidos e líquidos foi efetuada com filtro de pressão bidirecional Outotec Larox FP 0,3, conforme descrito na tabela 1. A área de filtragem era de 0,27 m2. A quantidade de água de lavagem foi 2:1 (água:sólidos insolúveis em água).[0095] Birch wood chips were pretreated in a one-step process of autohydrolysis and steam explosion to dissolve the hemicellulose. The formed lignocellulosic material was mixed with hot water and stirred for a few hours. Then, the separation of solids and liquids was carried out with a bidirectional pressure filter Outotec Larox FP 0.3, as described in Table 1. The filtration area was 0.27 m2. The amount of wash water was 2:1 (water:water-insoluble solids).
[0096] Para simular o aumento na concentração, todo o filtrado de lavagem 12 do processo e um pouco de carboidrato solúvel contendo filtrado (10) da primeira prensagem foram calculados para uso como água de diluição do próximo ciclo, e novamente depois da segunda filtragem, o filtrado de lavagem e um pouco de carboidrato solúvel contendo filtrado de prensagem foram usados para a diluição da terceira filtragem. Neste caso, cerca de 77 % de líquido de diluição eram carboidrato solúvel contendo filtrado. A fração recirculada contendo carboidrato solúvel era 70 % de todo o líquido com compostos solúveis. Assumiu-se que a eficiência da lavagem foi de 90 %. No total, mais de 70 ciclos de iteração foram realizados. A simulação do exemplo foi efetuada com suposição de 15,7 % do teor de carboidrato dissolvido do material lignocelulósico pré-tratado, que também foi o valor medido do material lignocelulósico no exemplo 8. Como pode ser visto na figura 10, a concentração de carboidrato solúvel contendo filtrado resultante do processo atingirá o nível de 102 g/l em processo contínuo.[0096] To simulate the increase in concentration, all of the process wash filtrate 12 and some soluble carbohydrate containing filtrate (10) from the first pressing were calculated for use as dilution water for the next cycle, and again after the second filtration, the wash filtrate and some soluble carbohydrate containing filtrate from the pressing were used for the dilution of the third filtration. In this case, about 77% of the dilution liquid was soluble carbohydrate containing filtrate. The recirculated fraction containing soluble carbohydrate was 70% of all the liquid with soluble compounds. The washing efficiency was assumed to be 90%. In total, more than 70 iteration cycles were performed. The simulation of the example was carried out with the assumption of 15.7% of the dissolved carbohydrate content of the pretreated lignocellulosic material, which was also the measured value of the lignocellulosic material in example 8. As can be seen in figure 10, the concentration of soluble carbohydrate containing filtrate resulting from the process will reach the level of 102 g/l in continuous process.
[0097] Neste exemplo, uma fração líquida e sólida é produzida.[0097] In this example, a liquid and solid fraction is produced.
[0098] Lascas de madeira de bétula foram pré-tratadas em um processo de duas etapas de explosão de vapor de ácido diluído para dissolver a hemicelulose e para criar uma fração contendo carboidrato solúvel. Uma porção dessa fração contendo carboidrato solúvel é removida antes da rápida liberação de pressão do material lignocelulósico durante a explosão de vapor. O material lignocelulósico formado foi misturado com água quente e agitado por um tempo. Em seguida, a separação de sólidos e líquidos foi efetuada com o filtro de pressão Outotec Larox PF 0,1, conforme descrito na tabela 2. A área de filtragem era de 0,1 m2. A quantidade de água de lavagem foi de 1:1 (água:matéria seca no bolo) e 3:1. Os resultados são mostrados na Tabela 3. A matéria de água solúvel de matéria seca foi medida com o método de lavagem gravimétrica. Tabela 2 Tabela 3 [0098] Birch wood chips were pretreated in a two-step dilute acid steam explosion process to dissolve the hemicellulose and to create a soluble carbohydrate-containing fraction. A portion of this soluble carbohydrate-containing fraction is removed before the rapid pressure release of the lignocellulosic material during the steam explosion. The formed lignocellulosic material was mixed with hot water and stirred for a while. Then, the separation of solids and liquids was carried out with the Outotec Larox PF 0.1 pressure filter, as described in Table 2. The filtration area was 0.1 m2. The amount of wash water was 1:1 (water:dry matter in the cake) and 3:1. The results are shown in Table 3. The water-soluble matter of dry matter was measured with the gravimetric washing method. Table 2 Table 3
[0099] Neste exemplo, uma fração líquida e sólida é produzida.[0099] In this example, a liquid and solid fraction is produced.
[00100] Lascas de madeira de bétula foram pré-tratadas em um processo de duas etapas de explosão de vapor de ácido diluído para dissolver a hemicelulose. O material lignocelulósico formado foi misturado com água quente e agitado por um tempo. Em seguida, a separação de sólidos e líquidos foi efetuada com filtro de filtragem a vácuo, conforme descrito na tabela 4 (filtragem a vácuo em laboratório). A área de filtragem era de 0,1 m2. A quantidade de água de lavagem variou de 0 a 8,6 (água:matéria seca no bolo). Tabela 4 [00100] Birch wood chips were pretreated in a two-step dilute acid vapor explosion process to dissolve hemicellulose. The formed lignocellulosic material was mixed with hot water and stirred for a while. Then, solids and liquids were separated with a vacuum filtration filter as described in Table 4 (laboratory vacuum filtration). The filtration area was 0.1 m2. The amount of wash water varied from 0 to 8.6 (water:dry matter in cake). Table 4
[00101] Neste exemplo, um líquido concentrado e uma fração sólida purificada são produzidos com base no exemplo 10.[00101] In this example, a concentrated liquid and a purified solid fraction are produced based on example 10.
[00102] Lascas de madeira de bétula foram pré-tratadas em um processo de duas etapas de explosão de vapor de ácido diluído para dissolver a hemicelulose. O material lignocelulósico formado foi misturado com água quente e agitado por um tempo. Em seguida, a separação de sólidos e líquidos foi efetuada com filtro de pressão Outotec Larox PF 0,1, conforme descrito na tabela 2. A área de filtragem era de 0,1 m2. A quantidade de água de lavagem foi de 1:1 (água:sólidos insolúveis em água no bolo) e 3:1. A matéria seca da biomassa pré- tratada original foi 65%, a matéria seca na primeira filtragem foi de 16% e o teor de sólido insolúvel em água foi de 13%. O teor de sólido insolúvel em água foi mantido constante em filtro prensa, enquanto a matéria seca da pasta fluida original foi aumentada devido ao aumento de material solúvel em fluida original. A matéria seca de bolo lavado era cerca de 50%. A composição da fração sólida, que também é lavada em laboratório como no método de lavagem gravimétrica para remover toda matéria de água solúvelial, é apresentada na Tabela 5. A fração sólida foi lavada com água para remover resíduos compostos solúveis e depois disso, suas propriedades foram determinadas.[00102] Birch wood chips were pretreated in a two-step dilute acid vapor explosion process to dissolve hemicellulose. The formed lignocellulosic material was mixed with hot water and stirred for a while. Then, solids and liquids were separated with an Outotec Larox PF 0.1 pressure filter as described in Table 2. The filtration area was 0.1 m2. The amount of washing water was 1:1 (water:water-insoluble solids in the cake) and 3:1. The dry matter of the original pretreated biomass was 65%, the dry matter in the first filtration was 16% and the water-insoluble solid content was 13%. The water-insoluble solid content was kept constant in the filter press, while the dry matter of the original slurry was increased due to the increase of soluble material in the original slurry. The dry matter of washed cake was about 50%. The composition of the solid fraction, which is also washed in the laboratory as in the gravimetric washing method to remove all water-soluble matter, is given in Table 5. The solid fraction was washed with water to remove residual soluble compounds and after that, its properties were determined.
[00103] Para simular o aumento na concentração, todo filtrado de lavagem 12 do processo e um pouco de carboidrato solúvel contendo filtrado (10) da primeira prensagem foram calculados para uso como água de diluição do próximo ciclo, e novamente depois da segunda filtragem, o filtrado de lavagem e um pouco de carboidrato solúvel contendo filtrado de prensagem foram usados para a diluição da terceira filtragem. No caso da lavagem 1:1, cerca de 83% do líquido de diluição eram de carboidrato solúvel contendo filtrado e no caso da lavagem 3:1, 48% do líquido de diluição eram de carboidrato solúvel contendo filtrado. O grau de eficiência de lavagem calculado foi de 83% (1:1) e 88% (3:1). No total, mais de 70 ciclos de iteração foram realizados. A simulação do exemplo foi efetuada com um teor medido de matéria solúvel de 18,4 % do material lignocelulósico pré-tratado. A concentração de matéria solúvel contendo filtrado resultante do processo atingirá o nível de 135 g/l em processo contínuo com 1:1 lavagem e 99 g/l com 3:1 lavagem. Tabela 5 [00103] To simulate the increase in concentration, all of the process wash filtrate 12 and some of the soluble carbohydrate containing filtrate (10) from the first pressing were calculated for use as the dilution water of the next cycle, and again after the second filtration, the wash filtrate and some of the soluble carbohydrate containing filtrate from the pressing were used for the dilution of the third filtration. In the case of the 1:1 wash, about 83% of the dilution liquid was soluble carbohydrate containing filtrate and in the case of the 3:1 wash, 48% of the dilution liquid was soluble carbohydrate containing filtrate. The calculated wash efficiency was 83% (1:1) and 88% (3:1). In total, more than 70 iteration cycles were performed. The simulation of the example was carried out with a measured soluble matter content of 18.4% of the pretreated lignocellulosic material. The concentration of soluble matter containing filtrate resulting from the process will reach the level of 135 g/l in continuous process with 1:1 washing and 99 g/l with 3:1 washing. Table 5
[00104] Neste exemplo, uma fração carboidrato solúvel e uma fração sólida são produzidas.[00104] In this example, a soluble carbohydrate fraction and a solid fraction are produced.
[00105] Lascas de madeira de eucalipto foram pré-tratadas em um processo de uma etapa de auto-hidrólise e explosão de vapor com duas condições de processo diferentes para dissolver a hemicelulose. Os materiais lignocelulósicos pré-tratados formados foram lavados com água quente em laboratório para remover a maior parte dos compostos solúveis em água. Esses conteúdos remanescentes, ou seja, sólidos livres de composto solúvel em água, foram medidos com dois analisadores diferentes de tamanho de partícula. Os resultados de Metso FS5 e Coulter LS230 são apresentados na Tabela 6 ‘dois sólidos insolúveis em água dos materiais lignocelulósicos à base de eucalipto pré-tratado’. Tabela 6 [00105] Eucalyptus wood chips were pretreated in a one-step autohydrolysis and steam explosion process with two different process conditions to dissolve hemicellulose. The formed pretreated lignocellulosic materials were washed with hot water in the laboratory to remove most of the water-soluble compounds. These remaining contents, i.e. water-soluble compound-free solids, were measured with two different particle size analyzers. The results of Metso FS5 and Coulter LS230 are presented in Table 6 'two water-insoluble solids of the pretreated eucalyptus-based lignocellulosic materials'. Table 6
[00106] O método de acordo com a presente invenção é adequado em diferentes modalidades para ser usado na produção da maioria dos tipos diferentes de frações à base de açúcar originárias de diferentes matérias-primas.[00106] The method according to the present invention is suitable in different embodiments to be used in the production of most different types of sugar-based fractions originating from different raw materials.
[00107] A presente invenção não se limita meramente ao exemplo referido acima, portanto, várias variações são possíveis dentro do escopo do conceito inventivo definido pelas reivindicações.[00107] The present invention is not limited merely to the example referred to above, therefore, several variations are possible within the scope of the inventive concept defined by the claims.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20155076 | 2015-02-06 | ||
| FI20155076A FI127675B (en) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | A method and an apparatus for increasing concentration of soluble carbohyrate containing fraction, a soluble carbohyrate containing fraction, a solid fraction and their use |
| PCT/FI2016/050076 WO2016124822A1 (en) | 2015-02-06 | 2016-02-05 | A method and an apparatus for increasing concentration of soluble carbohyrate containing fraction, a soluble carbohyrate containing fraction, a solid fraction and their use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| BR112017016684A2 BR112017016684A2 (en) | 2018-04-10 |
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