Je ešte 17 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Opis DOTERAJŠÍ STAV TECHNIKY0001 WO 201013129 je patentová prihláška, na ktorú odkazujeme ako na celok a ktorá sa zaoberá postupom na úpravu lignocelulózovej biomasy zahrňujúcej tieto krokyA) máčanie vstupnej suroviny lignocelulózovej biomasy v pare alebo kvapalnej vode alebo ich zmesi pri teplotách v rozmedzí 100 - 210 °C po dobu od 1 minúty do 24 hod. za účelom vytvorenia máčanej biomasy obsahujúcej sušinu a prvú kvapalinu B) oddelenie aspoň časti prvej kvapaliny od máčanej biomasy na vytvoreniu prvého kvapalného prúdu aprvého pevného prúdu pričom prvý pevný prúd obsahuje máčanú biomasu a C) parnú explóziu prvého pevného prúdu na vytvorenie prúdu vzniknutého pôsobením parnej explózie, ktorý obsahuje pevné látky a druhú kvapalinu.0002 Patentový nárok 4 dokumentu WO 201013129 uvádza, že máčaciemu kroku A môže predchádzať máčací krok uskutočňovaný pri nízkej teplote, kedy je lignocelulózová biomasa máčaná v kvapaline, ktorou je voda, pri teplote od 25 do 100 °C po dobu 1 minúty až 24 hodín aza máčacím krokom pri nízkej teplote nasleduje krok separácie na oddelenie aspoň časti kvapaliny zmáčania pri nízkej teplote. Tento postup je dokonca označovaný ako nízko teplotný postup.0003 Vdokumente WO 201013129 však nie je opísaná ďalšia úprava prúdov alebo postupov, ktoré ďalej zdokonalujú kroky a postupy známe zWO 201013129 a ktoré zverejňujeme v tejto patentovej prihláške.0004 Patentová prihláška US-2008/0 057 555 A 1 opisuje postup na separáciu Iignocelulózových zložiek, pri ktorom je lignocelulózová biomasa podrobená chemickej/tlakovej úprave za použitia účinných vybraných chemických látok.0005 US-4 908 067 A opisuje postup na hydrolýzu dreva, pri ktorom sa drevená štiepka pred hydrolýzou v reaktoroch okysluje, stláča a zahrieva.0006 EP-2 172 568 A 1 opisuje postup konverzie celulózového materiálu na etanol, pri ktorom je tento materiál vystavený kontinuálnej hydrotermálnej predúprave a pritom vzniká kvapalná a vláknová frakcia.0007 Tento opis zverejňuje spôsob spracovania lignocelulózovej biomasy zahrňujúceho tieto krokyA) prívod kvapalného prúdu obsahujúceho vodu a prúd východiskovej suroviny obsahujúcej pevné časti lignocelulózovej biomasy, ktoré obsahujú celulózu a cukry, do namáčacej nádoby pre krok predmáčania, B) predmáčanie východiskovej suroviny v kvapaline pri teplotách v rozmedzí väčšom ako 100 °C - 150 °C.C) separáciu aspoň časti kvapalného prúdu od pevných látok na vytvorenie prvého prúdu pevnej látky a prúdu predmáčacích kvapalných látok, aD) máčanie prvého produktu pevných látok, ktoré zahŕňa1) máčanie prúdu pevných látok v pare alebo vo vode či v ich zmesi pri teplotách 100 °C až 210 °C po dobu od 1 minúty do 24 hodínna vytvorenie druhej máčanej biomasy obsahujúcej sušinu a namáčaciu kvapalinu2) separáciu aspoň časti namáčacej kvapaliny od druhej máčanej biomasy na vytvorenie prúdu namáčacej kvapaliny a druhého pevného prúdu pričom druhý pevný prúd obsahuje druhú máčanú biomasu.0008 Ďalej sa uvádza, že pomer hmotnosti cukrov v prúde namáčacej kvapaliny po predmáčaní kcelkovej hmotnosti cukrov vo vstupnej surovine lignocelulózovej biomasy je menší, ako hodnota vybraná zo skupiny skladajúcej sa z 5, 2,5 a 1 hmotnostných.0009 Tiež sa uvádza, že predmáčanie je možné vykonávať po dobu kratšiu ako 48 hodín.0010 Ďalej je uvedené, že hmotnostný pomer prúdu kvapaliny a vstupnej suroviny môže byť nižší, ako je pomer vybraný zo skupiny zahŕňajúcej 41, 61, 101,151 a 201.0011 Ďalší krok filtrácie prúdu kvapaliny po máčaní je možné vykonávať nanotiltráciou.0012 Ďalej sa uvádza, že namáčacia kvapalina má hodnotu okamžitého prietoku vyššiu ako 7 l/hmz, pričom okamžitým prietokom je prietok, kedy 72 l zo 190 l alikvotnej aspoň časti máčanej kvapaliny prešlo špirálovitou nanofiltračnou membránou, ktorá spĺňa podmienky, že ide o kompozitnú membránu tvorenú tenkou polyamidovou vrstvou na polyestere, má rejekciu síranu horečnatého vyššiu alebo rovnú 98, čo je namerané pri 2000 ppm síranu horečnatého vo vode pri tlaku 9 barov a pri teplote 25 °C, a má vonkajší priemer od 64,0 do 65,0 mm, dĺžku 432 mm avnútorný priemer 21 mm, pričom priečny prietok membrány je 1,3 - 1,8 m 3/h. s maxzimálnym poklesom tlaku 0,6 baru pri 1 cP a projektovaná plocha membrány je 0,7 m .0013 Tiež sa uvádza, že separácia aspoň časti kyseliny octovej sa vykonáva nanoñltráciou.Prehlad obrázkov na vákresochNa obr. 1 sú dve schémy znázorňujúce doterajší stav techniky a uskutočnenie postupu podla vynálezu.Na obr. 2 je zloženie namáčacej kvapaliny s krokom predmáčania a bez predmáčania.Na obr. 3 je zloženie pevných látok po parnej explózii s krokom predmáčania a bez predmáčania.Obr. 4 znázorňuje prietok máčanej kvapaliny pri každom pokuse vyjadrený ako funkcia objemu permeátu po priechode filtrom.Obr. 5 znázorňuje prietok máčanej kvapaliny pri každom pokuse vyjadrený ako funkcia objemu permeátu po prechode filtrom.Na obr. 6 je porovnanie výsledkov pokusov zahrňujúcich krok predmáčania,uskutočňovaných pri použití vákua alebo bez použitia vákua, ktorému je lignocelulózová biomasa vystavená počas úpravy predmáčaním.0015 Tento podrobný opis je založený na zistení, že maximálna teplota prvého kroku predmáčania, po ktorom môže, ale nemusí, nasledovať parná explózia, je teplota pri ktorej sa rozpúšťa hemicelulóza Iignocelulózovej biomasy. Táto teplota je vysoko variabilná a závisí na type Iignocelulózovej biomasy a na čase, počas ktorého je lignocelulózová biomasa udržiavaná na danej teplote.0016 WO 201013129 opisuje krok predmáčania, avšak uvádza, že nízka teplota prvého kroku predmáčania by mala byť medzi 25 °C a 100 °C. To vylučuje teploty nad 100 °C. Teploty vyššie ako 100 °C vyžadujú tlakové nádoby ašpeciálne zariadenia na zahrievanie a izoláciu a tým sa zvyšujú obstarávacie a prevádzkové náklady tohto procesu.0017 Bolo tiež zistené, že po uskutočnení máčania pri teplote nižšej ako je teplota rozpustnosti hemicelulózy sa značne zlepšuje tiltrovateľnost odstránenej kvapaliny, čo sa prejavuje na väčšej životnosti ñltra. Krok predmáčania pri vyššej teplote odstráni zlúčeniny, ktoré spôsobujú upchanie ñltra, takže pri kroku purifikácie kvapaliny po hydrolýze máčania je potrebná len jedna operácia, ako je filtrácia (napr. nanotiltrácia na rozdiel od dvoch operácii nasledujúcich po sebe, kedy napr. po ultrafiltrácii nasledujú nanoñltrácie). Pred nanofiltráciou je možné použiť odstredivku a/alebo hadicový filter s veľkosťou 1 mikrónu alebo väčší, ale nákladnej ultrañltrácii je možné sa vyhnúť a postup môže byť uskutočnený bez ultrafiltrácie.0018 V porovnaní s postupom podľa WO 201013129 je teda zlepšenie v tom, že krok predmáčania nemusí prebiehať pri nízkej teplote, ale skôr pri teplotách v rozmedzí 100 °C a 150 °C, v ktorom nie je zahrnutá teplota 100 °C, čo je najvyššia hranica podľa W 0201013129.0019 Bolo zistené, že vyššie teploty sú výhodnejšie na odstránenie znečisťujúcich látok, najmä znečisťujúcich látok brániacich nanofitrácii kvapaliny z kroku máčania (nie však z kroku predmáčania).0020 Lignocelulózovú biomasu potrebnú pre tento postup je možné charakterizovať takto predovšetkým, okrem škrobu sú troma hlavnými zložkami v rastlinnej biomase celulóza, hemicelulóza a Iignín, ktoré sú zvyčajne označované všeobecným termínom Iignocelulóza. Termín biomasa obsahujúca polysacharidy je všeobecný termin, ktorý zahŕňa ako biomasu škrobovú, tak aj lignocelulózovú. Preto je možné použiť ako vstupnú surovinu rastlinnú biomasu, biomasu obsahujúcu polysacharidy a lignocelulózovú biomasu.0021 Biomasa obsahujúca polysacharidy podľa vynálezu zahŕňa ľubovoľné materiály obsahujúce polymerické cukry, napr. vo forme škrobu, rovnako ako rafinovaného škrobu, celulózy a hemicelulózy.0022 Významné typy biomasy vhodné pre vynález tejto patentovej prihlášky môžu zahŕňať biomasu poľnohospodárskych plodín vybraných zo skupiny zloženej zobilia obsahujúceho škrob, rafinovaného škrobu kukuričnej slamy, vylisovaných cukrových trstín, slamy, napr. zryže, pšenice, žita, ovsa, jačmeňa, repky, ciroku ďalej zahrňujú mäkké drevo, napr. Pinus sylvestris, Pinus radiate tvrdé drevo, napr. Salix spp. Eucalyptus spp. hľuznaté rastliny, napr. repu, zemiak z obilnín je to napr. ryža, pšenica, žito, ovos, jačmeň, repka olejná, cirok a kukurica odpadový papier,vláknové frakcie zo spracovania bioplynu, hnoj, odpad zo spracovania palmy olejnej,pevný komunálny odpad a pod. Hoci sú pokusy obmedzené na niekoľko prípadov zvyššie uvedeného zoznamu, vynález je použiteľný pri všetkých vymenovaných typoch biomasy, pretože charakteristika je predovšetkým vztiahnutá na jedinečné vlastnosti Iignínu a ku ploche povrchu.0023 Výhodné je, pokiaľ je Iignocelulózová biomasa použitá pri postupe z čeľade ls obecným názvom trávy. Jedná sa o čelad Poaceae alebo Gramineae (Iipnicovité) vtriede Liliopsida (jednomaternicové) kvitnúcich rastlín. Rastliny tejto čeľade sa zvyčajne nazývajú trávy alebo, pre odlíšenie od graminoidov, pravé trávy. Do tejto čeľade sa tiež radí bambus. Existuje asi 600 rodov a približne 9 000 - 10 000 alebo viac druhov tráv (Kew Index of World Grass Species - Zoznam druhov trávy na svete podľa botanickej záhrady v Kew).0024 Poaceae zahŕňajú základné obilniny pestované po celom svete, trávy pre trávniky, ďalej krmivo a tiež bambus. Poaceae majú zvyčajne dutú stonku nazývanú steblo, ktoré je vždy s odstupom vyplnené (spevnené) a tieto body pozdĺž stonky,zktorých vyrastajú listy, sa nazývajú kolienka. Listy trávy sú zvyčajne striedavé,dvojradové (v jednej rovine) alebo bývajú zriedkakedy špirálovité arovnobežne žilkované. Každý list sa skladá zo spodnej časti nazývanej pošva, ktorá obopína steblo, a čepele zvyčajne s celistvými okrajmi. Čepele listov mnoho trávnych druhov sú spevnené látkou silica phytoliths, ktorá odrádza pasúce sa zvieratá. Pri niektorých trávach (napr. marica) sú v dôsledku tohto okraje stebla tak ostré, že môžu porezať ludskú kožu. Na rozhraní čepele a listovej pošvy sa nachádza blanitý výrastok alebo chlpatý jazýček, nazývaný Iigula, ktorý zabraňuje, aby do pošvy prenikala voda alebo hmyz.0025 Steblá trávy vyrastajú zo základne stebla, nie zpodlhovastých koncov stonky. Tento nízko položený bod vzrastu sa vyvinul ako reakcia na pasúce sa zvieratá a spôsobuje, že trávy je možné spásať alebo pravidelne sekať, bez toho,aby bola rastlina vážne poškodená.0026 Kvety čeľade Poaceae sú zvyčajne usporiadané v kláskoch, pričom každý klások má jeden alebo viac kvietkov (klásky sú ďalej združené do Iát či klasov). Klások sa skladá z dvoch (alebo niekedy menej) listeňov na báze, nazývaných p/evy,a zjedného alebo dvoch kvietkov. Kvietok je tvorený kvetom obklopeným dvoma Iisteňmi nazývanými plievka (/emma - vonkajší listeñ) a p/ievočka (palea - vnútorný listeñ). Kvety sú zvyčajne obojpohlavné (kukurica, ktorá je jednopohlavná, je výnimkou) a opelenie prebieha takmer vždy vetrom. Okvetie má len dve plienky,nazývané Iodicules, ktoré sa rozpínajú a sťahujú za účelom šírenia p/ievky a plievočky tieto sú všeobecne označované ak modifikované kališné lístky.0027 Plodom čeľade Poaceae je obilka (caryopsis), vktorej povrch semená splýva so stenou plodu a nie je možné ho od nej oddeliť (rovnaké ako pri kukuričnom zrne).0028 Podla typu rastu sa trávy delia do troch skupín trsnaté (rovnako nazývané ako caespitose), stoloniferous (výbežkaté - trávy s nadzemnými výbežkami stolónmi) a rhizomatous (výbežkaté -trávy s podzemnými výbežkami - rhizómami). 0029 Výhoda tráv je v ich morfológii a procesoch rastu, čiastočne potom v ich fyziologickej rozmanitosti. Väčšina tráv sa delí do dvoch fyziologických skupín, ktoré sa líšia C 3 a C 4 cestami tixácie uhlíka. Trávy C 4 majú cestu fotosyntetickej tixácie C 02 spojenú so zvláštnou Kranz anatómiou listu, ktorá predovšetkým umožňuje adaptáciu na teplé podnebie a atmosféru s nízkym obsahom C 02.0030 Trávy C 3 sú označované ako trávy mierneho pásma, zatial čo rastliny C 4 sú považované za teplomilné trávy. Trávy môžu byt jednoročné alebo vytrvalé byliny. Príkladom jednoročnej trávy pre trávy mierneho pásma sú pšenica, žito,jednoročná lipnica - lipnica Iúčna (Antal meadowgrass), lipnica ročná (poa annua) a ovos. Do skupiny vytrvalých druhov trávy mierneho pásma patrí napríklad srha laločnatá (reznačka, Dactylis glomerata), kostrava (druh Festuca), lipnica Iúčna a mätonoh vytrvalý (Lolium perenne). Do skupiny jednoročných druhov teplomilných

MPK / Značky

MPK: C12P 19/02, D21C 5/00, C09K 3/00, C13K 13/00, D21C 1/02, C13K 1/02, C13B 20/16

Značky: zlepšený, spôsob, biomasy, úpravu, predmáčania

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/25-e17672-zlepseny-sposob-predmacania-pre-upravu-biomasy.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zlepšený spôsob predmáčania pre úpravu biomasy</a>

Podobne patenty