Способ и устройство для ферментативного гидролиза, жидкая фракция и твердая фракция

1. Способ ферментативного гидролиза, в котором материал на растительной основе подвергают гидролизу с помощью ферментов на по меньшей мере одной стадии ферментативного гидролиза, где
подаваемый материал (1) на растительной основе поступает на стадию (2) ферментативного гидролиза, на которой подаваемый материал на растительной основе подвергают гидролизу;
содержащую углеводы жидкую фракцию (3) отделяют от твердой фракции (4) на стадии (11) отделения твердого вещества от жидкости;
по меньшей мере часть (5) содержащей ферменты твердой фракции (4) подают рециклом в подаваемый материал (1) на растительной основе стадии (2) ферментативного гидролиза или на стадию (2) ферментативного гидролиза, и
остальную часть (6) твердой фракции (4) извлекают.
2. Способ по п. 1, включающий более одной стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза, в котором по меньшей мере часть (5, 15, 23) по меньшей мере одной содержащей ферменты твердой фракции (4, 10, 21) подают рециклом обратно в подаваемый материал (1) на растительной основе по меньшей мере одной стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза или на по меньшей мере одну стадию (2, 8, 17) ферментативного гидролиза.
3. Способ по п. 1 или 2, включающий более одной стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза, в котором по меньшей мере часть (5, 15, 23) по меньшей мере одной содержащей ферменты твердой фракции (4, 10, 21) подают рециклом обратно в подаваемый материал (1) на растительной основе той же стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза или на ту же стадию (2, 8, 17) ферментативного гидролиза, а остальную часть (6, 16, 22) твердой фракции (4, 10, 21) подают на следующую стадию (8, 17) ферментативного гидролиза.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором среднее время пребывания на стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза составляет 4-72 часа.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором на стадии (2) ферментативного гидролиза степень густоты подаваемого материала (1) на растительной основе или сырьевого материала (7) на растительной основе составляет 4-40%.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором на второй или более поздней стадии (8, 17) ферментативного гидролиза степень густоты подаваемого материала (1) на растительной основе или твердой фракции (4, 6, 10, 16, 21, 22) составляет 10-40%.
7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором по меньшей мере одна стадия (2, 8, 17) ферментативного гидролиза является непрерывной стадией.
8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором подаваемый материал (1) на растительной основе, сырьевой материал (7) на растительной основе или твердую фракцию (4, 10, 21) или ее часть (5, 6, 15, 16, 22, 23) разбавляют жидкостью перед ферментативным гидролизом (2, 8, 17).
9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором жидкую фракцию (3, 9, 20) отделяют от твердой фракции (4, 10, 21) с помощью фильтрации, центробежной обработки или их сочетаний.
10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором по меньшей мере одну жидкую фракцию (3, 9, 20) извлекают после стадии (11, 12, 18) отделения твердого вещества от жидкости.
11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором загрузка стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза включает 20-60 масс. % подаваемого материала (1) на растительной основе и 40-80 масс. % рециркулируемой твердой фракции (5, 15).
12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором на первой стадии (2) ферментативного гидролиза или на второй или более поздней стадии (8, 17) ферментативного гидролиза или на стадии (2, 8, 17) ферментативного гидролиза, на которую подают рециклом часть (5, 15, 23) твердой фракции (4, 10, 21), добавляют фермент (13, 14, 24).
13. Способ по любому из пп. 1-12, в котором вторую или более позднюю стадию (8, 17) ферментативного гидролиза выполняют без добавления фермента.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором сырьевой материал (7) на растительной основе представляет собой материал на основе древесины или смесь, содержащую материал на основе древесины.
15. Устройство для ферментативного гидролиза, в котором материал на растительной основе подвергают гидролизу с помощью ферментов, содержащее:
по меньшей мере одну ступень (2) ферментативного гидролиза;
по меньшей мере одно подающее устройство для подачи подаваемого материала (1) на растительной основе на ступень (2) ферментативного гидролиза, на которой подаваемый материал на растительной основе подвергают гидролизу;
по меньшей мере одну ступень (11) отделения твердого вещества от жидкости, на которой содержащую углеводы жидкую фракцию (3) отделяют от твердой фракции (4), и
по меньшей мере одно устройство рециркуляции для рециркуляции по меньшей мере части (5) содержащей ферменты твердой фракции (4) в подаваемый материал (1) на растительной основе ступени (2) ферментативного гидролиза или на ступень (2) ферментативного гидролиза.
16. Устройство по п. 15, содержащее более одной ступени (2, 8, 17) ферментативного гидролиза и по меньшей мере одно устройство рециркуляции, предназначенное для рециркуляции по меньшей мере части (5, 15, 23) по меньшей мере одной содержащей ферменты твердой фракции (4, 10, 21) в подаваемый материал (1) на растительной основе по меньшей мере одной ступени (2, 8, 17) ферментативного гидролиза или на по меньшей мере одну ступень (2, 8, 17) ферментативного гидролиза.
17. Устройство по п. 15 или 16, содержащее более одной ступени (2, 8, 17) ферментативного гидролиза и устройство рециркуляции, предназначенное для рециркуляции по меньшей мере части (5, 15, 23) по меньшей мере одной содержащей ферменты твердой фракции (4, 10, 21) в подаваемый материал (1) на растительной основе той же ступени (2, 8, 17) ферментативного гидролиза или на ту же ступень (2, 8, 17) ферментативного гидролиза и средство подачи остальной части (6, 16, 22) твердой фракции (4, 10, 21) на следующую ступень (8, 17) ферментативного гидролиза.
18. Устройство по любому из пп. 15-17, в котором по меньшей мере одна ступень (2, 8, 17) ферментативного гидролиза включает по меньшей мере один реактор ферментативного гидролиза непрерывного действия.
19. Устройство по любому из пп. 15-18, включающее по меньшей мере одно устройство для отделения твердого вещества от жидкости, и устройство для отделения твердого вещества от жидкости выбрано из группы, состоящей из фильтрационного устройства, устройства вакуумной фильтрации, пресс-фильтра, ленточного пресс-фильтра, центробежного устройства и их сочетаний.
20. Устройство по любому из пп. 15-19, включающее по меньшей мере одно средство извлечения твердой фракции (4, 10, 21) или ее части (6, 16, 22) после ступени (11, 12, 18) отделения твердого вещества от жидкости.
21. Устройство по любому из пп. 15-20, включающее по меньшей мере одно средство извлечения по меньшей мере одной жидкой фракции (3, 9, 20) после ступени (11, 12, 18) отделения твердого вещества от жидкости.
22. Жидкая фракция (3, 9, 20), содержащая углеводы, полученная посредством способа по любому из пп. 1-14.
23. Твердая фракция (4, 6, 10, 16, 21, 22), содержащая лигнин, полученная посредством способа по любому из пп. 1-14.
24. Применение жидкой фракции (3, 9, 20), получаемой посредством способа по любому из пп. 1-14, в качестве источника материала при ферментации, гидролизе, химической обработке, каталитической обработке, в процессе полимеризации, процессе деполимеризации, процессе разложения, ферментативной обработке, при изготовлении связующего, изготовлении кормов, изготовлении пищевых продуктов или в другом подходящем процессе или в их сочетаниях.
25. Применение твердой фракции (4, 6, 10, 16, 21, 22), получаемой посредством способа по любому из пп. 1-14, в качестве источника материала при гидролизе, в процессе полимеризации, процессе деполимеризации, процессе разложения, при химической обработке, в изготовлении композиционного материала, лигнинного композиционного материала, активированного угля, углеродного волокна, связующего материала, полимеров, смол, фенольного компонента, диспергирующего агента или поглощающего материала, изготовлении кормов, изготовлении пищевых продуктов, в процессе сжигания или в другом подходящем процессе или их сочетаниях.