Способ и установка для увеличения концентрации содержащей растворимые углеводы фракции, содержащая растворимые углеводы фракция, твердая фракция и их применение

1. Способ повышения концентрации содержащей растворимые углеводы фракции (10), в котором лигноцеллюлозный материал (3), полученный посредством обработки исходного материала (1) растительного происхождения направляют на стадию (4) разделения, где
- способ включает по меньшей мере одну стадию (4) разделения на жидкую и твердую фазу для отделения содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки от лигноцеллюлозного материала (3), и
- по меньшей мере часть содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки подают рециклом в лигноцеллюлозный материал (3) для повышения концентрации содержащей растворимые углеводы фракции, и
- твердые вещества (11) и по меньшей мере часть содержащей растворимые углеводы фракции (10) отводят со стадии разделения.
2. Способ по п. 1, в котором содержащую растворимые углеводы фракцию (10) и/или фильтрат (12) промывки отделяют от лигноцеллюлозного материала (3) посредством фильтрации, обработки центрифугированием или их сочетания.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором стадия (4) разделения на жидкую и твердую фазу включает фильтрацию, которую осуществляют под давлением, пониженном давлении или повышенном давлении.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором стадия (4) разделения на жидкую и твердую фазу включает промывку, при этом вытеснительную промывку лигноцеллюлозного материала осуществляют небольшим количеством чистой воды, где отношение количества промывочной воды к количеству твердого вещества составляет менее 6, предпочтительно менее 3 и более предпочтительно менее 1,5.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором фильтрат (12) промывки подают рециклом в лигноцеллюлозный материал (3).
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором по меньшей мере часть содержащей растворимые углеводы фракции (10) подают рециклом в лигноцеллюлозный материал (3).
7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором смесь фильтрата (12) промывки и содержащей растворимые углеводы фракции (10) подают рециклом в лигноцеллюлозный материал (3).
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором концентрация подаваемого лигноцеллюлозного материала (3) составляет 2-60 масс. %, предпочтительно 5-30 масс. %, более предпочтительно 10-20 масс. %.
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором концентрация растворимых углеводов в содержащей растворимые углеводы фракции (10) после разделения на жидкую и твердую фазу составляет от 15 до 280 г/л, предпочтительно от 30 до 200 г/л, более предпочтительно от 50 до 165 г/л.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором стадия (4) разделения на жидкую и твердую фазу включает более одной ступени разделения.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором способ включает более одной стадии (4,6) разделения на твердую и жидкую фазу.
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором исходный материал (1) растительного происхождения является материалом на основе древесины или смесью, включающей материал на основе древесины.
13. Установка для повышения концентрации содержащей растворимые углеводы фракции, включающая устройство (4) разделения, в которое направляют лигноцеллюлозный материал (3), полученный обработкой исходного материала (1) растительного происхождения, при этом установка включает:
- по меньшей мере одно устройство (4) разделения на твердую и жидкую фазу для отделения содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки от лигноцеллюлозного материала (3),
- по меньшей мере одно подающее устройство для подачи лигноцеллюлозного материала (3) в устройство (4) разделения,
- по меньшей мере одно устройство рециркуляции для подачи рециклом по меньшей мере части содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки в лигноцеллюлозный материал (3) для повышения концентрации содержащей растворимые углеводы фракции, и
- средство отведения твердых веществ (11) и по меньшей мере части содержащей растворимые углеводы фракции (10) из установки.
14. Установка по п. 13, включающая более одного устройства (4, 6) разделения на твердую и жидкую фазу.
15. Установка по п. 13 или 14, включающая по меньшей мере одно устройство (4) фильтрации и/или устройство центрифугирования для отделения содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки от лигноцеллюлозного материала (3).
16. Установка по любому из пп. 13-15, включающая по меньшей мере одно устройство из устройства фильтрации под давлением, вакуумного устройства фильтрации, устройства фильтрации на основе низкого давления или устройства фильтрации на основе избыточного давления для отделения содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки от лигноцеллюлозного материала (3).
17. Содержащая растворимые углеводы фракция, полученная из лигноцеллюлозного материала, который получен посредством обработки исходного материала растительного происхождения, где:
- содержащая растворимые углеводы фракция получена посредством отделения содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки от лигноцеллюлозного материала и подачи рециклом по меньшей мере части содержащей растворимые углеводы фракции и/или фильтрата промывки в лигноцеллюлозный материал для повышения концентрации содержащей растворимые углеводы фракции.
5
10
5
5
2
n
18. Содержащая растворимые углеводы фракция по п. 17, которая включает растворимые углеводы С5, такие как СНО или С(НO) и другие углеводы.
19. Твердая фракция, включающая твердые вещества, полученные из лигноцеллюлозного материала, который получен посредством обработки исходного материала растительного происхождения, где:
- твердая фракция получена посредством отделения содержащей растворимые углеводы фракции (10) и/или фильтрата (12) промывки от лигноцеллюлозного материала посредством по меньшей мере одной стадии разделения на твердую и жидкую фазу и подачи рециклом по меньшей мере части содержащей растворимые углеводы фракции и/или фильтрата промывки в лигноцеллюлозный материал, и
твердые вещества (11) извлечены со стадии разделения.
6
12
6
6
2
n
20. Твердая фракция по п. 19, которая включает твердые углеводы С6, такие как СНO или С(НO), другие твердые углеводы и лигнин.
21. Твердая фракция по п. 19 или 20, которая после стадии разделения на твердую и жидкую фазу содержит растворимые соединения в количестве менее 15 масс. %, предпочтительно менее 6 масс. %, более предпочтительно менее 3 масс. %.
22. Твердая фракция по любому из пп. 19-21, которая включает мелкие твердые частицы с наибольшим размером менее 0,2 мм.
23. Применение содержащей растворимые углеводы фракции, полученной по любому из пп. 1-12, в качестве исходного материала при ферментации, гидролизе, в каталитическом процессе или их сочетании.
24. Применение твердой фракции, включающей твердые вещества, полученные по любому из пп. 1-12, в качестве исходного материала при гидролизе, изготовлении композиционного материала, в процессе сжигания или их сочетании.