An apparatus and process for pre-hydrolysis of biomass

B - Operations – Transporting – 01 – J

Patent

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B01J 19/02 (2006.01) B01J 19/28 (2006.01) C13K 1/02 (2006.01) C13K 13/00 (2006.01) C22B 3/02 (2006.01)

Patent

CA 2377710

This invention refers to an apparatus for the processing of pre-hydrolysis of biomass, particularly a reactor of the failsafe type, either mobile or not, which may be manufactured of microbonded carbon steel and coated with special materials (refractory metals, superalloys, stainless materials, plastics, etc.). The insertion of vacuum between the shell of the reactor and its coating prevents its implosion and permits the detection of leakage with helium gas. The resistance to corrosion of the refractory metals enables carrying out of pre-hydrolysis and mineral digestion. In the process of this invention, biomass is compacted at 300 kg/m3 by a helical feeder, degased, flooded, heated, stirred, pre-hydrolyzed, the sugar being recovered at a first washing within the reactor with values higher than 90 %. The low liquid/solid ratio = 2 enables one to achieve sugar content of 10 bricks in the pre-hydrolysate and a consumption of 6 % of the energy contained in the processed biomass. The pre-hydrolysate is constituted by solutions of xylose and others and is intended for the production of furfural, alcohol and xylitol. The control of the process enables one to produce cellulignin with a high specific surface, 2 m2/g (measured by BET), compared with the value of 0.4 m2/g of non- hydrolyzed biomass, maintain crystallinity of the cellulose fibers, aiming at grinding it into fine particles (f <)250 mm), globulizing the lignin, exposing the cellulose to attacks by microorganisms from cud of ruminants, fungi, bacteria or enzymes in microbiological or enzymatic fermentation. The catalytic combustion due to the large specific surface results in a new fuel for boilers, combustors in general and MHD when produced with filtered water, and for gas turbines when produced with deionized water.

La présente invention concerne un appareil destiné au traitement préhydrolytique de biomasse, en particulier un réacteur du type sécurité, mobile ou non, qui peut être fabriqué en acier au carbone microjoint et revêtu de matériaux spéciaux (métaux réfractaires, superalliages, matériaux inoxydables, plastiques, etc.). L'insertion d'un vide entre la coquille du réacteur et son revêtement empêche son implosion et permet la détection de fuite au moyen d'hélium gazeux. la résistance à la corrosion des métaux réfractaires permet de réaliser une préhydrolyse et une digestion minérale. Lors du procédé de l'invention, la biomasse est tassée à 300 kg/m<3> au moyen d'un distributeur hélicoïdal, dégazée, noyée, chauffée, agitée, préhydrolysée, le sucre étant récupéré par un premier lavage à l'intérieur du réacteur avec des valeurs supérieures à 90 %. Le faible rapport liquide/solide = 2 permet d'obtenir, dans le préhydrolysat, une concentration en sucre de 10 brix et une consommation d'énergie représentant 6 % de celle contenue dans la biomasse traitée. Le préhydrolysat est constitué de solutions de xylose et d'autres produits et il est destiné à la production de furfural, d'alcool et de xylitol. La contrôle de procédé permet de produire de la lignocellulose possédant une surface spécifique élevée, 2 m<2>/g (mesurée par BET), comparée à la valeur de 0.4 m<2>/g pour une biomasse non hydrolysée, de maintenir la cristallinité des fibres cellulosiques, de pouvoir la broyer en fines particules (f<250 mm), de mettre la lignine sous forme globulaire, d'exposer la cellulose aux attaques par des micro-organismes de l'estomac de ruminant, des champignons, des bactéries ou des enzymes dans des fermentations microbiologiques ou enzymatiques. La combustion catalytique due à la surface spécifique élevée permet d'en faire un nouveau combustible pour chaudières, brûleurs en général et MHD lors d'une production avec de l'eau filtrée, et pour turbines à gaz lors d'une production avec de l'eau déminéralisée.

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Profile ID: LFCA-PAI-O-1812001

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