发明名称 处理生物质之方法及由之而得之产物
摘要 本发明关于含木素纤维素的生物质的预处理方法,该预处理方法包含加氢氧化钙和水到生物质中形成一混合物,使混合物在较高温度下保温一段足以使生物质经受消化作用的时间。将预处理的生物质消化以产生有用产物如原料,燃料和包括脂肪酸、糖、酮和醇类等化合物。或者,预处理过程还包括在加压下加入选自氧和含氧气体的氧化剂到混合物中。本发明也关于从经预处理的生物质中回收钙的方法。
申请公布号 TW247922 申请公布日期 1995.05.21
申请号 TW082106309 申请日期 1993.08.06
申请人 德州A&M大学系统中心 发明人 马克.迪.荷哲波;理查.尔.大卫生;摩利和.那瓦尼
分类号 D21C1/06 主分类号 D21C1/06
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种预处理含木质素纤维素的生物质使其能易于经受消化作用的方法,其包括:a)提供含木质素纤维素的生物质;b)加氢氧化钙和水到该生物质中以形成混合物;c)在约20至约500 psig的压力下,加入选自氧和含氧气体组成的群的氧化剂于混合物中;d)在约40℃至约150℃的温度下将混合物保温一段足以使生物质易于经受消化作用的时间,其中该混合物含约2-30克氢氧化钙/100克乾生物质。2.根据申请专利范围第1项的方法,其中该含木质素纤维素的生物质含大于20的木质素。3.根据申请专利范围第1项的方法,其中在约100 psig压力下将氧化剂加到混合物中。4.根据申请专利范围第1项的方法,其中该混合物约6-19克水/克乾生物质。5.根据申请专利范围第1项的方法,其中该混合物约16克水/克乾生物质。6.根据申请专利范围第1项的方法,其中该混合物含约30克氢氧化钙/100克乾生物质。7.根据申请专利范围第1项的方法,其中该含木质素纤维素的生物质系选自下列组成:草、木、蔗糖、稻麦杆、纸、植物物质及其混合物。8.根据申请专利范围第1项的方法,其中该混合物保温于约100℃至约140℃之间。9.根据申请专利范围第1项的方法,其中该混合物是保温于约120℃温度下。10.根据申请专利范围第1项的方法,其中该时间为约1至约36小时之间。11.根据申请专利范围第1项的方法,其中该时间为约3小时。12.根据申请专利范围第1项的方法,其中混合物保温于约120℃温下约3小时,氧化剂压力为约100 psig。13.一种将含木质素纤维素的生物质转变为有用产品的方法,其包括:a)提供含木质素纤维素的生物质;b)加氢氧化钙和水到该生物质中以形成混合物;c)在约20至约500psig的压力下,加入选自氧和含氧气体组成的群的氧化剂至该混合物中;d)在约40℃至约150℃的温度下将该混合物保温一段足以使生物质易于经受消化作用的时间;e)消化经预处理的混合物的生物质,使生物质转变为有用产物,其中该混合物含约2-30克氢氧化钙/100克乾生物质。14.根据申请专利范围第13项的方法,其中用酸水解、促作用、发酵或其混合来消化生物质。15.根据申请专利范围第13项的方法制成的有用产物。16.根据申请专利范围第15项的有用产物,其包括化学原料。17.根据申请专利范围第15项的有用产物,其包括燃料。18.根据申请专利范围第15项的有用产物,其包括醇、有机酸、糖、酮、脂肪酸或其混合物。19.一种从生物质预处理过程中回收钙的方法,其包括:a)以根据申请专利范围第1项之方法预处理生物质;b)将经预处理的该混合物或其液体部份碳酸化以沉淀碳酸钙;c)回收沉淀的碳酸钙,其中该碳酸化混合物的pH在约8.5至约10.5之间。20.根据申请专利范围第19项的方法,其中该碳酸化混合物的pH在约9.0和约10之间。21.根据申请专利范围第19项的方法,还包括加热碳酸化混合物以生成二氧化碳和氧化钙,并回收氧化钙。22.根据申请专利范围第19项的方法,其中该沉淀的碳酸钙通过过滤、水力旋流器分离、沉降法、离心法或其组合加以回收。23.一种从生物质预处理过程中回收钙的方法,其包括:a)以根据申请专利范围第1项之方法预处理生物质;b)加碳酸化剂到经预处理的混合物中以生成碳酸钙;c)消化碳酸化的混合物;d)将经消化的混合物分离成有用产物和残留混合物;e)加热残留的混合物,使碳酸钙转变为氢氧化钙;f)以氢氧化钙的形式回收钙。24.根据申请专利范围第23项的方法,其中该碳酸化剂为二氧化碳气体。25.根据申请专利范围第23项的方法,其中由燃烧经消化的生物质的木质素而提供热量。26.一种预处理含木质素纤维素的生物质使其能经受消化作用的方法,其包括:a)提供含木质素纤维素的生物质;b)加氢氧化钙和水到生物质中以形成混合物;c)维持混合物在约40至150℃之温度历一段足以使生物质经受消化作用的时间,其中该混合物每100克乾生物质含约2-30克氢氧化钙。27.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物含约6-19克/水/克乾生物质。28.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物含约9-11克/水/克乾生物质。29.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物每100克乾生物质含约10-15克氢氧化钙。30.根据申请专利范围第26项的方法,其中含木质素纤维素的生物质系选自草、木、蔗渣、稻麦杆、纸、植物物质及其组合。31.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物系维持于约40℃至约70℃之间。32.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物系维持于约70℃和约110℃之间。33.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物系维持于约110℃和约150℃之间。34.根据申请专利范围第26项的方法,其中时间在约1和约36小时之间。35.根据申请专利范围第26项的方法,其中时间在约15和约25小时之间。36.根据申请专利范围第26项的方法,其中时间在约1和约2小时之间。37.根据申请专利范围第26项的方法,其中该混合物系维持于约40℃和约150℃之间,时间为约1和约36小时之间。38.一种将含木质素纤维素的生物质转变为有用产物的方法,其包括:a)提供含木质素纤维素的生物质;b)加氢氧化钙和水到生物质中以形成混合物;c)维持该混合物于约40至约150℃历一段足以使生物质经受消化作用的时间;d)消化混合物的生物质,将生物质转变为有用的产物,其中该混合物每100克乾生物质含约2-30克氢氧化钙。39.根据申请专利范围第38项的方法,其中采用酸水解、促作用、发酵或其结合消化生物质。40.根据申请专利范围第38项的方法所制之有用产物。41.根据申请专利范围第40项的有用产物,它包括化学原料。42.根据申请专利范围第40项的有用产物,它包括燃料。43.根据申请专利范围第40项的有用产物,它包括醇、有机酸、糖、酮、脂肪酸或其组合物。44.一种从生物质预处理过程中回收钙的方法,其包括:a)预处理生物质:以加氢氧化钙和水到生物质中以形成混合物,在升高的温度下将该混合物保温一段足以使该混合物的生物质经受消化作用的时间;b)将经预处理的该混合物或其液体部份碳酸化以沉淀碳酸钙;c)回收沉淀的碳酸钙。45.根据申请专利范围第44项的方法,其中碳酸化混合物的pH在约8.5和约10.5之间。46.根据申请专利范围第44项的方法,其中碳酸化混合物的pH在约9.0和约10之间。47.根据申请专利范围第44项的方法,还包括加热碳酸化混合物以生成二氧化碳和氧化钙,并回收氧化钙。48.根据申请专利范围第44项的方法,其中沉淀的碳酸钙可通过过滤、水力旋流器分离、沉降法、离心法或兼用这些方法加以回收。49.一种从生物质预处理过程中回收钙的方法,包括:a)预处理生物质:以加氢氧化钙和水到生物质中以形成混合物,在升高的温度下将该混合物保温一段足以使该混合物的生物质经受消化作用的时间;b)加碳酸化剂到经预处理的该混合物中以生成碳酸钙;c)消化碳酸化的混合物;d)将经消化的混合物分离成有用产物和残留混合物;e)加热残留的混合物,使碳酸钙转变为氢氧化钙;f)以氢氧化钙的形式回收钙。50.根据申请专利范围第49项的方法,其中该碳酸化剂为二氧化碳气体。51.根据申请专利范围第49项的方法,其中由燃烧经消化的生物质的木质素而提供热量。图1是反应器系统3的示意图。图2是用于滤纸检测的葡萄糖校正曲线。图3是用于滤纸检测的校正曲线。图4是用于DNS检测的校正曲线。图5是氢氧化钙连续回收的流程图。图6是用水力旋流器从石灰溶液中分离石灰固体的一个实施例的示意图。图7是用水力旋流器从石灰溶液中分离石灰固体的另一个实施例的示意图。图8是显示石灰预处理生物质可能的不同排列的示意图。图9显示用于生产反刍动物饲料的石灰处理过程。图10是显示氧对报纸水解的影响的氧压力-产量曲线图。图11是显示处理时间对报纸水解的影响的预处
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