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公開番号2025036724
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-14
出願番号2025001805,2022103436
出願日2025-01-06,2018-05-28
発明の名称植物材料の有機酸前処理から生成物を回収するための効率的な方法および組成物
出願人ピアソンキャピタルエンバイロメンタル (ベイジン) リミテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類D21C 3/04 20060101AFI20250306BHJP(製紙;セルロースの製造)
要約【課題】植物材料の有機酸前処理から生成物を回収するための効率的な方法および組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、(i)植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースパルプからの有機酸の回収、(ii)グルコースへの変換前の、植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースパルプから回収されたセルロースの処理、(iii)植物材料の有機酸前処理に由来するリグニン懸濁液からのリグニンの分離および清浄、(iv)植物材料の有機酸前処理の水相からの有機酸の回収、(v)植物材料の有機酸前処理に由来するヘミセルロース含有画分からの残留有機酸の回収、ならびに(vi)植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースおよびヘミセルロースジュースから生成された有機肥料、に関する組成物およびプロセスに関する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
明細書に記載の発明。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、（ｉ）植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースパルプからの有機酸の回収、（ｉｉ）グルコースへの変換前の、植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースパルプから回収されたセルロースの処理、（ｉｉｉ）植物材料の有機酸前処理に由来するリグニン懸濁液からのリグニンの分離および清浄、（ｉｖ）植物材料の有機酸前処理の水相からの有機酸の回収、（ｖ）植物材料の有機酸前処理に由来するヘミセルロース含有画分からの残留有機酸の回収、ならびに（ｖｉ）植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースおよびヘミセルロースジュースから生成された有機肥料、に関する組成物およびプロセスに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
第１の態様では、本発明は、乾燥機および脱溶媒器を組み合わせて適用することによってセルロースパルプから有機酸を回収するための方法に関する。本発明の本態様は、リグノセルロース植物材料に含有されるヘミセルロースおよびリグニンを溶解するために使用される有機酸の回収および再利用を可能にすることによって、既存の有機酸前処理プロセスの効率を増加させる。植物材料の有機酸前処理の溶解ステップ後、可溶性および不溶性部分の混合物が得られる。混合物を可溶性画分と不溶性画分とに分離後、セルロースパルプおよび抽出液が得られる。セルロースパルプは、約６２％が主に有機酸および水で構成される可溶性画分、ならびに３８％が主に未溶解セルロースで構成される不溶性画分に相当する。
【０００３】
本発明の用途に好適な有機酸前処理プロセスは、それらの全内容が本明細書に組み込まれる、国際特許公開第ＷＯ２０１１／１５４２９３号および同第ＷＯ２０１０／００６８４０号に記載されている。本発明はまた、０．３％～４％の残留する全体的なリグニンレベルを得るためのリグニンの部分的排除を含む、有機酸前処理ステップからの有機酸の回収に関し得る。かかるステップは、その全内容が本明細書に組み込まれる、国際特許公開第ＷＯ２０１２／０４９０５４号に記載されている。
【０００４】
かかるプロセスでは、回収し損ねた有機酸は、ユニットの操作費用の有意な部分に相当するだけでなく、回収されなかった有機酸は、環境への配慮にも影響を及ぼす。したがって、植物材料の有機酸前処理によって生成されたセルロースパルプからの有機酸の効率的な回収は、既存の方法を上回る経済的利点および環境的利点の両方を提供する。
【０００５】
別の態様では、本発明はさらに、中和とアルカリ化との組み合わせによってセルロースを処理するための、植物材料の有機酸前処理を含むプロセスに関し、セルロースが、バイオエタノールまたは他の生成物を生成するための既存のプロセスに由来する。かかる既存のプロセスは、その全内容が本明細書に組み込まれる、米国特許公開第２０１３／０１８３７３３号に記載されている。
【０００６】
有機酸前処理のステップを含むプロセスを介したバイオエタノールの生成は、リグノセルロース植物材料にギ酸、酢酸、および水の混合物を施すことによって破壊する最初のステップを含み、次のステップは、他の材料からセルロースを分離することを含む。分離されたセルロースの酵素加水分解の可能な限り最高の収率を達成するための、酵素加水分解ステップ前のリグニンの部分的な排除が開示されており、リグニンを排除して、残留するリグニンの全体的なレベルがおよそ１．６５％に等しい好ましいリグニンレベルを達成するための、セルロースのかかる処理は、セルロースを水酸化ナトリウムで処理する手段、続いて酵素加水分解前に残留する水酸化ナトリウムを排除することを意図する洗浄ステップによって実行される。
【０００７】
典型的には、植物材料の有機酸前処理に由来するセルロースの処理は、水酸化ナトリウムをセルロースに直接添加してｐＨをｐＨ１０～ｐＨ１２に調節し、その後分離ステップを実行して、処理されたセルロースと濾液（主に水酸化ナトリウムおよび他の可溶性画分を含有する）とに混合物を分離することによって実行される。既存の有機酸前処理プロセスによって生成されたセルロースは、乾燥セルロースの０．５重量％～５重量％の範囲の、前処理プロセスからの残留有機酸を含有する。これらの残留酸の中和は、水酸化ナトリウムを大量に消費し、バイオエタノール生成のための直接的なコスト増加を生じ、濾液処理のための間接的なコスト増加を生じる。したがって、セルロースの後続処理前に操作可能なｐＨ範囲に到達するのに必要な水酸化ナトリウムの量を最小限に抑えるための、既存の方法を上回る方法は、特に重要な利点に相当する。
【０００８】
別の態様では、本発明は、遠心分離の使用によって、植物材料の有機酸前処理に由来するリグニン懸濁液からリグニンを分離および清浄するためのプロセスに関する。
【０００９】
有機酸前処理プロセスは、有機酸溶液を試薬として使用して、植物材料に含有されるヘミセルロースおよびリグニンを溶解させ、分離後、混合物から抽出液を分離する。主にセルロース、溶解ヘミセルロース、リグニン、ミネラル、有機酸、水などで構成される抽出液は、蒸発システムによって濃縮されて、濃縮抽出液の総重量から計算して５５％～６５％の乾燥物質含有量まで、有機酸および水の一部が除去される。既存のプロセスは、それらの各々の全内容が参照により組み込まれる、国際特許公開第ＷＯ２０００／０６８４９４号、同第ＷＯ２００９／０９２７４９号、同第ＷＯ２０１１／１５４２９３号、および同第ＷＯ２０１５／１８５６３９号に記載されている。
【００１０】
かかるプロセスでは、リグニン懸濁液は、典型的には、濃縮抽出液と水との混合物にリグニンを分散させることによって得られ、リグニン懸濁液に存在するリグニンと糖との分離は、フィルタプレスを介して分離される。リグニンの分離後、リグニンのプレスケーキおよび糖を含む液が得られる。プレスされたリグニンケーキは、水で、または空気と水との組み合わせによって洗浄され、最終的に洗浄されたリグニンおよび洗浄液が得られる。
（【００１１】以降は省略されています）

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