FI100255B - Reaktor för kontinuerlig och tryckbelagd impregnering och hydrolys av lignocellulosasubstrat samt förfarande och anordning för framställning av en sockerblandning utgående från xylos - Google Patents

Claims (14)

1. Reaktor för kontinuerlig impregnering och hydrolys under tryck av ett lignocellulosasubstrat, med väsentligen cylind-risk form, som har en uppströms liggande ände och en ned-ströms liggande ände som väsentligen är belägen ovanför den uppströms liggande änden, varvid reaktorn är av rostfritt stäl (5), kännetecknad av att den i kombination innefattar en primär sä kallad impregneringssektion (5a) under tryck pd den uppströms liggande sidan och en sekundär sä kallad hydrolyssektion (5b) under tryck som gränsar tili den primära sektionen pd den nedströms liggande sidan, varvid de bdda sektionerna ligger i oavbruten följd, medel för att bringa sektionerna under tryck och temperatur innefattande minst ett medel för matning (16) med vattenänga, ett primärt tätt organ (4) för kontinuerligt införande av substrat som är anpassat tili att införa substratet i impregneringssektionen och innefattar en sikt som stär i förbindelse med medel för matning (3) av substrat och är anslutna i närheten av den uppströms liggande änden av reaktorn, medel för matning (13) med en lösning innefattande vatten och minst en syra eller bas i impregneringssektionen, medel (40) för att hälla en fluid innefattande lösningen vid en lämplig nivd i den primära sektionen, varvid reaktorn har en symmetriaxel och dess-utom är kännetecknad av att den innefattar medel för över-föring (11) av substrat längs axeln, frän den uppströms liggande änden av impregneringssektionen tili den nedströms liggande änden av hydrolyssektionen, och av att den dessutom vid den nedströms liggande änden innefattar ett sekundärt tätt organ (19) för kontinuerlig avdragning av hydrolyserat substrat anpassat tili att genom bräddavdragning avdraga * hydrolyserat substrat frän hydrolyssektionen, varvid samtliga dessa medel är inställda medelst samordnings- och reglerings-medel (10) pd ett sadant sätt att substratet väsentligen ej innefattar ndgon separat, vätskeformig fas vid den nedströms liggande änden av reaktorn.

2. Reaktor enligt krav 1, kännetecknad av att 17 100255 längden hos impregneringssektionen (5a) utgör 0,1 - 0,4 gänger reaktorns längd, och väri medlen för att hälla fluiden vid derma nivä är anordnade vid en punkt i impregneringssek-tionen innefattande fluiden som ligger mellan denna nivä och den uppströms liggande änden av reaktorn.

3. Reaktor enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att impregneringssektionen (5a) är en sektion med formen hos en stympad kon, som har en vidgad uppströms liggande ände, och väri hydrolyssektionen (5b) är väsentligen cylinder formig.

4. Reaktor enligt nägot av kraven 1-3, kännetecknad av att medlen för överföring (11) innefattar en ändlös skruv, väri axeln lämpligen är tjockare med en tätare liggande gängstigning över ätminstone en del av impregneringssektionen (5a) .

5. Reaktor enligt krav 3 eller 4, kännetecknad av att den ändlösa skruven (11) totalt sett har formen av en stympad kon i den sektion av reaktorn som har formen av en stympad kon.

6. Reaktor enligt nägot av kraven 1-5, kännetecknad av att impregneringssektionen (5a) innefattar en ned-ströms liggande ände och väri medlen för matning med lösning (13) är belägna i omedelbar närhet av den uppströms liggande änden av reaktorn och väri medlen för matning med änga (16) är anordnade i närheten av den nedströms liggande änden av impregneringssektionen pä samma sida som hydrolyssektionen.

7. Reaktor enligt nägot av kraven 2-6, kännetecknad av att en nedätgäende lutning upprättas frän den nedströms liggande änden mot den uppströms liggande änden, som minst har värdet 0,1 % och lämpligen ligger mellan 0,5 % och 2 %.

8. Reaktor enligt nägot av kraven 2-7, känneteck- 18 100255 n a d av att organet (4) för införande av substrat och organet (19) för avdragning av hydrolyserat substrat är vertikala och utgöres av siktar.

9. Enhet för kontinuerlig framställning speciellt av pentoser utgäende frän ett lignocellulosasubstrat, kanne -tecknad av den omfattar medel för matning med substrat innefattande medel för malning (1) av substratet tili en lämplig dimension, vilka innefattar en ingäng och en utgäng, reaktorn för impregnering och hydrolys enligt nägot av kraven 1-8, väri det primära införingsorganet (4) är anslutet tili utgängen och reaktorn är anpassad tili att i den primära sektionen (5a) utföra impregnering i surt, vattenhaltigt medium av det malda substratet under lämpliga temperatur- och tryckbetingelser, och i den sekundära sektionen (5b) en sur hydrolys av det impregnerade substratet vid en väsentligen konstant temperatur och i ett medium som väsentligen ej innefattar nägon separat, vätskeformig fas, medel för urlak-ning (27) av pentoser frän det hydrolyserade substratet som har en ingäng som stär i förbindelse med det sekundära av-dragningsorganet (19) i reaktorn i det föregäende, varvid urlakningsmedlen dessutom innefattar medel (28) för matning med vatten, medel för tillvaratagande (29) av substrat frän vilket pentos bortskaffats och medel för tillvaratagande (30) av de bildade pentoserna. *

10. Förfarande för kontinuerlig impregnering och hydrolys av ett lignocellulosasubstrat i en reaktionszon (5) under tryck innefattande en primär zon (5a) för impregnering och en sekundär zon (5b) för hydrolys som gränsar tili den primära impregneringszonen, varvid de bäda zonerna ligger i oavbruten följd och i en nedätgäende lutning mot impregneringszonen, kännetecknat av att man inför det i förväg malda substratet innefattande minst 50 viktprocent torrsubstans i impregneringszonen (5a) under ett tryck högre än minst 1 bar och där man impregnerar substratet vid en temperatur av minst 120 °C i närvaro av en sur, vattenhaltig lösning under betin-gelser för impregnering i ett medium med tvä faser, varefter 19 100255 man omedelbart därefter utför hydrolys av det impregnerade substratet i hydrolyszonen (5b) i närvaro av vattenänga vid en väsentligen konstant temperatur i ett medium som väsentli-gen ej innefattar nägon separat, vätskeförmig fas och under sädana betingelser för tryck och uppehällstid att man erhäl-ler det hydrolyserade substratet innefattande 25 - 55 vikt-procent torrsubstans och man tillvaratar det hydrolyserade substratet.

11. Förfarande enligt krav 10, kännetecknat av att man impregnerar det malda substratet med en andel syra i förhällande tili torrsubstansen i substratet av 1 - 7 vikt-procent och lämpligen 2-5 viktprocent.

12. Förfarande enligt krav 10 eller 11, känneteck-n a t av att reaktionszonen (5) är lutad och man bestämmer en nivä för den vattenhaltiga lösningen i impregneringszonen (5a) pä ett avständ frän den uppströms liggande änden längs den längsta generatrisen som utgör 0,1 - 0,4 gänger längden hos reaktionszonen.

13. Förfarande för kontinuerlig framställning av pentoser utgäende frän ett lignocellulosasubstrat innefattande ett malningssteg, ett steg för impregnering i surt, vattenhaltigt medium, ett steg för hydrolys, ett steg för utspädning (diffusion) i vattenhaltigt medium, ett steg för urlakning av bildade pentoser frän det hydrolyserade substratet och ett steg för tillvaratagande av pentoserna, känneteck -n a t av en kombination av följande steg: a) man maler substratet tili lämplig dimension, b) en zon för impregnering och hydrolys (5a, 5b) mätäs kon-tinuerligt med malet substrat och man impregnerar substratet och hydrolyserar det enligt nägot av kraven 10-12 under sädana betingelser att det hydrolyserade substratet ej inne-fattar nägon separat, vätskeförmig fas och innefattar 25 - 55 vikt-procent och lämpligen 40-50 viktprocent torrsubstans. 20 100255

14. Förfarande enligt nägot av kraven 10 - 13, väri uppe-hällstiden för substratet i reaktorn ligger mellan 10 min och 60 min och lämpligen mellan 20 min och 30 min. I BU. lllli l i * iU