发酵产品的制备的制作方法

专利名称：发酵产品的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理基质特别是植物来源材料以提供含有糖类的用于发酵过程来制造发酵产品的含水液体的方法。本发明特别是涉及使发酵液残余物脱水的方法，所述发酵液残余物在热处理步骤后产生，或者最优选作为来自发酵过程之后蒸馏步骤的副产物，其中挥发性蒸馏产物被回收。典型地，脱水后的固体被干燥并用作固体燃料。澄清的水通常被返回水路和/或用作清洗液体进一步回到该方法中。
典型地，这些发酵产品包括例如乙醇、甘油、丙酮、正丁醇、丁二醇、异丙醇、丁酸、甲烷、柠檬酸、富马酸、乳酸、丙酸、琥珀酸、衣康酸、乙酸、乙醛、3-羟基丙酸、乙醇酸、酒石酸和氨基酸(例如L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸、L-芳基甘氨酸(arylglycine))或任意这些酸的盐。
为了将多糖水解成可以用于发酵过程来制造发酵产品的组成糖类，已知用酸来处理生物物质。例如，US-A-4384897描述了处理生物物质材料的方法，其中生物物质材料进行两阶段水解，在该两阶段水解中更加容易水解的多糖例如半纤维素并且然后在第二阶段更难于解聚的材料例如纤维素使用更加苛刻的水解处理被解聚。第一和第二阶段的产品包括糖溶液、有机酸和醛类。单糖进行发酵以制造乙醇并且发酵产生的发酵醪(beer)然后可以进行精馏以制造商品级的乙醇。US-A-4384897提出提供对更加有效地洗涤固体的改进，固体并流或逆流洗涤的使用并提议使用三价铁离子和/或铝离子作为絮凝剂来分离由水解产物液体流产生的细分散的固体。
US 4728613描述了使用二醇衍生物和无机盐从完整发酵发酵醪回收细胞外酶。使用高浓度的二醇衍生物(1-15wt％)和无机盐(8-35wt％)以形成2-相体系来回收所述酶。
US 5552316涉及用于澄清含有微生物细胞(Escherichia coli)的水溶液的阴离子和阳离子絮凝剂的组合。所述E.Coli在发酵过程中产生。
从National Renewable Energy Laboratory(NREL)名称为“Lignocellulose Biomass to Ethanol Process Design and Economics ofCo-Current Dilute Acid Prehydrolysis and Enzymatic HydrolysisCurrent and Future Scenarios”，NREL/IP-580-26157(1999年7月)的报告也可以知道，为了将纤维素水解成其组成糖类，用纤维素酶处理作为二级多糖的纤维素。在该方法的一种方式中，得自第一水解步骤含有纤维素的固体副产物被分成主料流和次料流。该主料流直接进料进入发酵容器而次料流被转到纤维素酶生产阶段，在该纤维素酶生产阶段中真菌生长并作用于纤维素之上，从而形成糖类和纤维素酶。所述糖类和纤维素酶然后被进料进入发酵容器，并且纤维素酶作用于来自主料流的纤维素之上并将其转化成组成糖类，所述组成糖类接下来可以发酵来生产发酵产品。
已知用浓酸处理切碎的纤维素材料来提供糖类水溶液，该糖类水溶液可以用于发酵过程。例如US-A-4650689公开了从纤维素材料制备乙醇的方法，所述方法是通过将纤维素材料在压力下用高浓度的无机酸其它例如HCl处理，并用热水处理以得到含有糖类可以发酵的液体。
US-A-5975439描述了制造乙醇的自动方法，该方法是通过切碎城市固体废物的纤维素组分并将其与等数量浓硫酸在高温下混合来提供经消化的混合物。在进行发酵过程之前，糖的水溶液通过过滤过程从固体分离。
但是，在从发酵液回收发酵产品时，有时需要在蒸馏阶段连续地蒸馏出发酵产品，其中包含残余物和副产品的釜馏物料流也被除去。
WO-A-8603514描述了通过发酵制造乙醇然后从发酵液提取乙醇。残余的发酵液液体含有酵母和溶解的聚合物材料例如多糖和蛋白质。将固液分离阶段放置在蒸馏阶段之后的优点是，由于在蒸馏和热交换过程中的加热，发酵液体中的一部分不可分离的溶解的蛋白质通过凝结被转化成可分离的形式。
在Ann C Wilkie等人进行的研究(Biomass and Bioenergy19(2000)63-102)中，评价了乙醇釜馏物的处理。已经证明细菌，Zymomonas mobilis，产生更高的乙醇产率，但是难于从固体材料分离釜馏物液体。该研究还表明了从糖料作物和纤维素作物分离悬浮固体的困难。
通常，得自蒸馏过程的釜馏物料流或釜底进行固液分离步骤以制造脱水产品，该脱水产品可以被干燥来生产干燥固体燃料产品。从固体分离的含水液体返回到水路和/或作为用于洗涤酸处理的衍生自植物的材料的洗涤水进行再循环。通常釜馏物料流或釜底是高生物需氧量(BOD)的，所以为了不毒害水路和/或当用作洗涤液体时不污染被洗涤的基质，保证含水液体被有效地澄清并且从其生产的水基本上没有杂质是重要的。
釜馏物料流含有沉淀的基于蛋白质的杂质和高水平的木素，其使得难于絮凝并影响固液分离。从NREL名称为“Liquid/SolidSeparation”，99-10600/14(March 2001)的报告可知，用确认为Perc-765的单一聚合物的溶液，浓度为0.01-0.02wt％，剂量为0.4-1kg/吨干固体，处理蒸馏后浆液，以在压带机上实施固体的脱水得到最终固体含量为26-29％。但是，滤出液透明度比较差。当分离3-4wt％不溶物的稀进料时，产生含有0.25wt％或更多固体的滤出液。已注意到当用所需的11.7wt％进料浓度进行操作时，絮凝固体的能力可能甚至更差，将需要稀释进料料流、使用更大的混合强度和/或增加聚合物剂量。基于在这些研究中实现的最终固体含量和滤出液固体，对于该应用并不推荐压带机。通常，这些液体已被置于升高的温度，例如高于50℃并且可以高达95℃或100℃，并且由于加工时间和能量效率原因可能需要在升高的温度进行固/液分离，典型地高于50℃，这进一步增加了分离阶段优化的难度。
国际申请PCT/EP 03/08427(在本申请的优先权日未公开)解决了在充分絮凝已经置于这些升高的温度的此类液体中的困难。含有木质纤维素残余物(或木素)的发酵产品固/液分离的改进通过使用包含具有至少4dl/g特性粘度的阳离子聚合物的处理体系得以实现。该方法包括使用基于悬浮液干重约2kg/吨剂量的阳离子聚合物，或包括使用所述阳离子聚合物和共添加剂，所述共添加剂选自阴离子聚合物、特性粘度低于4dl/g并且阳离子电荷密度至少为3meq/g的阳离子聚合物和/或无机凝结剂和/或带电的微颗粒材料。
术语“发酵液体”在本文中包括通常称为“混合发酵液体”的混合物或“发酵液”。这些液体包括得自经历一个或多个发酵阶段的材料的那些液体，其中所述材料衍生自农业植物。
申请人提供在发酵液体暴露于一个或多个加热步骤后，通过使得到的混合物经受固/液分离阶段从这些发酵液体分离悬浮的固体的方法，其中所述发酵液体在用于制造发酵产品的发酵过程中产生并且其中所述发酵液体已经经受至少50℃的温度，其中所述固/液分离阶段得到处理体系的帮助，其特征在于所述处理体系包括阴离子聚合物，所述阴离子聚合物选自具有高阴离子电荷从而导致当量低于约300(通常这将高于3.3meq/g)的天然或改性天然聚合物和/或从至少50wt％阴离子单体单元(通常这将大于5.3meq/g)形成的合成聚合物。
申请人已经出人意料地发现，通过对来自已经经历升高的温度的发酵液体的固体残余物实施快速但有效的固液分离，可以改进所述方法的产率和/或效率。这些热处理可以导致暴露于显著高于50℃地温度，例如60或70℃，特别是80-100℃。所述方法特别适合于其中在发酵产品已经通过蒸馏步骤被基本除去之后发酵液体已被回收的分离方法。所述方法使得能够从蒸馏塔釜底液体(釜馏物)回收可溶性组分，因为这些可溶性组分由于热处理的结果或由于暴露于制造发酵产物(例如乙醇)的蒸馏过程而变为不可溶的。
通常，发酵液体(含有生物物质)倾向于处于低于中性的pH，通常低于6。pH最低可以达到3，但一般至少是4或5。
所述方法特别适合于热处理过的发酵液体的脱水和从其分离固体。通常，生物物质可以衍生自含有半纤维素和木质纤维素化合物的材料，并且在这种情况下发酵液体可以含有木素和木素类型的物质。或者，其可以衍生自更纯的碳水化合物基质例如糖类(所述糖类衍生自生产淀粉的作物例如小麦、玉米、马铃薯、稻米等)或者来自甘蔗或甜菜的蔗糖，在这种情况下发酵液体可能基本上没有木素。特别是对于发酵液体中含有木素的情况，这样的方法可以包括蒸馏发酵液体来制造作为发酵产物用作燃料的乙醇。在发酵液体不含有木素的情况下，发酵产物可以是可饮用的乙醇。
所述方法特别适合用于含有木素并且由于存在可溶性有机化合物而导致高BOD的发酵液体，并且其中回收的澄清的含水料流可以被再循环进入所述方法的早期阶段。本发明的处理体系使得能够显著改进液体从固体残余物和副产物的分离。特别是所述方法引发更有效的絮凝并且发现分离过程可以显著更快。此外，在发酵液体含有木素的情况下，由经加热的发酵液体分离过程得来的固体残余物(主要是木素)，与由使用常规分离处理回收的那些相比，具有更高的滤饼固体含量。这样的固体产品将花费更少的时间和能量去干燥，从而可以例如更有效地用作固体燃料。在发酵液体基本没有木素的情况下，与常规分离相比，仍然可以实现更有效的固体分离。在这种情况下，回收的固体可适合作为固体燃料或作为动物饲料。
申请人已经发现当使用具有高阴离子电荷的聚合物时所述处理体系特别有效。天然或改性天然(半天然)聚合物将优选具有低当量，低于约300并且可以低至150或更低。所述当量是每个阴离子电荷的分子量并且通常可以容易地通过胶体滴定确定。优选地，用于处理体系中的合成阴离子聚合物含有50wt％以上的阴离子单体单元，合适地是65wt％-100wt％。在某些情况下，可能特别希望使用含有至少70wt％或至少80wt％阴离子单体的聚合物。
所述阴离子聚合物可以是合成的、改性天然的(半天然)或天然聚合物。合适的天然聚合物的例子包括硫酸化多糖例如角叉菜聚糖，或含有糖醛酸的那些例如藻酸盐和果胶。
合成阴离子聚合物可以衍生自烯属不饱和单体或含有至少一种阴离子单体的单体混合物。通常，阴离子单体可以是任何合适的水溶性烯属不饱和单体并且含有作为游离酸或其盐存在的附属酸基团。所述阴离子聚合物可以由选自下列的阴离子单体形成(甲基)丙烯酸(或盐)、马来酸(或盐)、衣康酸(或盐)、富马酸(或盐)、乙烯基磺酸(或盐)、烯丙基磺酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基磺酸(或盐)。所述阴离子单体的合适盐包括碱金属和铵盐。所述聚合物可以任选在其它合适单体的存在下通过至少一种阴离子单体的聚合形成，所述其它合适单体例如可以是水溶性非离子单体例如丙烯酰胺。对于水溶性，是指在25℃单体具有至少5g/100ml的溶解度。特别合适的聚合物和其共聚物是丙烯酸钠和丙烯酰胺。
所述聚合物可以是线形的，因为它们基本上是在不存在支化或交联剂的情况下制备的。或者，所述聚合物可以是支化或交联的，例如如EP-A-202780中那样。在本发明中，所述阴离子聚合物可以通过任何合适的聚合方法制备。所述聚合物可以例如作为凝胶聚合物通过溶液聚合、油包水悬浮聚合或油包水乳液聚合制备。当通过溶液聚合制备凝胶聚合物时，通常将引发剂引入单体溶液中来引发聚合。一旦聚合完成并且聚合物凝胶已经充分冷却，可以通过标准方法加工所述凝胶首先把凝胶粉碎成小块，干燥至基本脱水的聚合物，然后研磨成粉末。所述聚合物可以通过悬浮聚合作为微珠或通过油包水乳液聚合作为油包水乳液或悬浮液制备，例如根据EP-A-150933、EP-A-102760或EP-A-126528所定义的方法。
所述阴离子聚合物通常是高分子量聚合物，分子量为500000以上，通常是几百万，例如5-30百万。优选地，所述阴离子聚合物展示出至少4dl/g的特性粘度。基于聚合物的活性成分制备聚合物水溶液(0.5-1％w/w)。在容量瓶中用50ml被缓冲到pH 7.0的2M氯化钠溶液(每升去离子水使用1.56g磷酸二氢钠和32.26g磷酸氢二钠)稀释2g该0.5-1％聚合物溶液，并用去离子水将整个混合物稀释至100ml标线。使用缓冲盐溶液作为‘空白’读数，使用Number 1悬面粘度计(SuspendedLevel Viscometer)在25℃测量特性粘度。
特别优选的聚合物显示6或7dl/g的特性粘度，并且可以高至20或30dl/g或更高。典型地，特性粘度可以处于11或12高至17或18dl/g。
阴离子聚合物的剂量典型地是至少50克/吨(基于发酵液体的干重)。所述剂量一般显著更高，典型地可以高达5000克/吨。通常，添加的聚合物的数量是500-3000克/吨，特别是约750-2000克/吨。
所述处理体系理想地可以使用一种或多种所述阴离子聚合物作为处理剂。另一方面，对于一些体系合适地可以使用额外的絮凝剂或凝结剂。典型地这可以是通过引入进一步的聚合物絮凝剂或凝结剂实现。申请人已经发现，当所述处理体系除所述阴离子聚合物以外还包含阳离子凝结剂作为第二组分时，所述分离方法是特别有效的。在特别优选的实施方案中，使用包括(i)上述阴离子聚合物和(ii)特性粘度低于4dl/g的阳离子聚合物的处理体系。
在包含阴离子聚合物和特性粘度低于4dl/g的阳离子聚合物的处理体系中，这些可以作为预混合物同时添加，或者分开添加。在本发明的一个优选形式中，首先加入阴离子聚合物，然后加入低IV阳离子聚合物。相反的添加顺序也是可以的，并且可能特别合适于某些情况。
所述阳离子聚合物可以是低IV天然的、改性天然的或合成的阳离子聚合物，其显示低于4dl/g的特性粘度和至少3meq/g的阳离子电荷密度。
优选地，所述低IV聚合物选自下列聚胺，胺/表卤代醇加成聚合物，双氰胺与甲醛的聚合物，二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的聚合物，阳离子淀粉，阳离子菊粉，二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯(或盐)和二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺(或盐)的聚合物。聚胺可以是可商购的聚胺，例如聚乙烯亚胺(PEI)。阳离子淀粉或阳离子菊粉可以是可商购的产品。
优选的阳离子聚合物是甲醛与二甲基胺和任选的其它胺例如乙二胺的加成聚合物或甲醛与双氰胺的聚合物。更加优选的低IV聚合物凝结剂包括水溶性烯属不饱和阳离子单体的聚合物或至少一种阳离子、非离子和/或阴离子单体单独或与其它水溶性单体的单体混合物的聚合物，条件是所述聚合物具有至少3meq/g的阳离子度(cationicity)。对于水溶性，是指在25℃所述单体具有至少5g/100ml的溶解度。特别优选的聚合物是二烯丙基二甲基氯化铵的均聚物或二烯丙基二甲基氯化铵与至多20mol％丙烯酰胺的共聚物。通常，这些聚合物的分子量至多是2000000，一般低于1000000，例如是200000-600000。有用的聚合物理想地显示出低于4dl/g的特性粘度。
为了实施悬浮固体的絮凝或凝结，合适地，所述阳离子聚合物被以任何合适的数量引入含水悬浮液中。通常，聚合物的剂量是至少50克/吨(基于发酵液体的干重)。所述剂量一般显著更高，典型地可以高达5000克/吨。通常，添加的聚合物的数量是500-3000克/吨，特别是约750-2000克/吨。
所述处理体系理想地可以使用与其它絮凝或凝结添加剂一起使用的所述阴离子聚合物。可以与所述阴离子聚合物一起使用用作处理体系一部分的特别合适的添加剂是含硅材料。所述含硅材料可以与所述阴离子聚合物同时加入，但通常是顺序地加入，特别是在使用所述阴离子聚合物之后加入。所述含硅材料可以是选自下组的任何材料基于二氧化硅的颗粒，二氧化硅微凝胶，胶态二氧化硅，硅溶胶，硅胶，聚硅酸盐，硅铝酸盐，聚硅铝酸盐，硼硅酸盐，聚硼硅酸盐，沸石或可膨胀粘土。
这种含硅材料可以是阴离子微颗粒材料的形式。或者，所述含硅材料可以是阳离子二氧化硅。理想地，所述含硅材料可以选自二氧化硅和聚硅酸盐。所述二氧化硅可以是例如任何胶态二氧化硅，例如WO-A-8600100中所描述的那样。所述聚硅酸盐可以是胶态硅酸，如US-A-4388150中所描述的那样。
所述聚硅酸盐可以通过酸化碱金属硅酸盐的水溶液制备。例如，还称为活性二氧化硅的聚硅酸微凝胶可以通过将碱金属硅酸盐的部分酸化至约pH8-9来制备，其中所述酸化是通过使用无机酸或酸交换树脂、酸盐和酸气体进行的。理想地可以对新形成的聚硅酸进行熟化以允许形成足够的三维网络结构。通常熟化时间对于聚硅酸的凝胶化而言是不够的。特别优选的含硅材料包括聚硅铝酸盐。所述聚硅铝酸盐可以是例如铝酸盐化的聚硅酸，通过首先形成聚硅酸微颗粒然后用铝盐后处理制备，例如US-A-5176891中所描述的。这些聚硅铝酸盐由具有优选位于表面上的铝的硅酸微颗粒组成。
或者，所述聚硅铝酸盐可以是表面积超过1000m2/g的多颗粒聚硅酸微凝胶，通过使碱金属硅酸盐与酸和水溶性铝盐反应制备，例如US-A-5482693中所描述的。典型地，所述聚硅铝酸盐可以具有1∶10-1∶1500的氧化铝∶二氧化硅摩尔比。
所述含硅材料可以是胶态硼硅酸盐，例如WO-A-9916708中所描述的。所述胶态硼硅酸盐可以通过以下方式制备使碱金属硅酸盐的稀水溶液与阳离子交换树脂接触以制造硅酸和然后通过将碱金属硼酸盐的稀水溶液和碱金属氢氧化物混合在一起形成含有0.01-30％B2O3、pH为7-10.5的水溶液来形成剩余液(heel)。
当所述含硅材料是可膨胀粘土时，其典型地可以是膨润土类型的粘土。优选的粘土在水中是可膨胀的，包括天然水可膨胀的粘土和可以改性例如通过离子交换来使得它们可以被水膨胀的粘土。合适的水可膨胀粘土包括但不限于通常称为锂蒙脱石、绿土、蒙脱土、囊脱石、滑石粉、锌蒙脱石、hormites、硅镁土和海泡石的粘土。典型的阴离子膨胀粘土描述于EP-A-235893和EP-A-335575中。
含硅材料的剂量典型地至少是50克/吨(基于发酵液体干重)。所述剂量一般显著更高，并可以高达10000克/吨或更高。通常，添加的聚合物的数量是100-3000克/吨，特别是约500-2000克/吨。为了保证从液体介质分离凝结的或絮凝的固体，在施加处理体系期间或施加处理体系之后，对发酵液体固体残余物进行机械脱水阶段的处理。该机械脱水步骤理想地选自下面中的至少一种离心机、螺杆压榨机、压滤机、压带过滤机、水平压带过滤机，或者优选压力过滤器。
从发酵液体固体残余物分离的含水液体包含造成BOD的糖类和/或其它可溶性组分并且通常不含不希望的悬浮固体，理想地，该含水液体被再循环进入发酵过程以生产发酵产品。
发酵液体固体残余物通常包含木素和木素类的物质并且这些通常是难于脱水的。通常，对分离的发酵液体固体残余物进行干燥，干燥后的残余物可以例如用作固体燃料、进一步发酵的营养源、动物饲料或化学品来源。所述方法使得能够更加有效的制造发酵产品。优选地，发酵产品选自乙醇、甘油、丙酮、正丁醇、丁二醇、异丙醇、丁酸、甲烷、柠檬酸、富马酸、乳酸、丙酸、琥珀酸、衣康酸、乙酸、乙醛、3-羟基丙酸、乙醇酸、酒石酸和氨基酸例如L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸、L-芳基甘氨酸或任意这些酸的盐。
下面的实施例用于说明本发明。
实施例1使用蒸馏后热处理过的发酵液体测试各种阴离子聚合物以建立过滤性或脱水效率。通过测量毛细管抽吸时间(capillary suctiontime)(CST)来测试每种阴离子聚合物。CST基于吸收纸内的毛细管产生的抽吸压力。将在吸收纸纸片中心的标准尺寸圆形面积暴露于样品，而纸的其余面积用于吸收被纸的毛细管抽吸所抽出的滤出液。滤出液从样品扩展出来使纸的饱和面积逐渐增加的速率主要被样品的过滤性控制。CST设备自动测量纸的湿部分和干部分之间的界面移动给定距离所需的时间。
得到的读数是以秒进行测量的CST。CST越低，过滤性越好。使用10mm直径样品池。来自可饮用乙醇蒸馏室釜底的发酵液体样品(7％干固体)被加热到70℃。将聚合物加入到样品中。将样品翻转8次并将热的混合物倾倒入CST设备中。测定游离水被从样品抽出的速率。脱水速率越快，得到的CST越低。将测得的CSTs示于表1中，并且与(a)目标CST来自发酵液体离心样品的离心滤出液和(b)对照向样品中只加入水而不是聚合物进行对比。所给出的聚合物剂量是基于加入到具有7％固体含量的发酵液体中的数量。
表1
实施例2使用来自可饮用乙醇蒸馏室釜底的发酵液体第二样品重复实施例1中的测试。结果列于表2中。所给出的聚合物剂量是基于具有7％固体含量的发酵液体。
表2
1聚合物1，2，4是丙烯酸钠丙烯酰胺共聚物；聚合物3是聚2-丙烯酰氨基-2-甲基磺酸盐丙烯酰胺；聚合物5和8是聚丙烯酸钠2聚合物都是丙烯酸钠丙烯酰胺共聚物实施例3实施例1中描述的测试使用来自燃料乙醇过程的含有木素的釜底的发酵液体样品(8％干固体含量)。样品测试在室温进行。结果示于表3中。聚合物剂量基于含有8％干固体的发酵液体。
表3
3除了聚合物4和7是聚2-丙烯酰氨基-2-甲基磺酸盐丙烯酰胺共聚物以及聚合物11是聚2-丙烯酰氨基-2-甲基磺酸盐以外，其余聚合物是丙烯酸钠丙烯酰胺共聚物实施例4实施例1中描述的测试使用来自燃料乙醇过程的含有木素的釜底的发酵液体样品(8％干固体含量)。样品测试在室温进行。结果示于表4中。聚合物剂量基于含有8％干固体的发酵液体。将阴离子聚合物加入发酵液体中，随后立刻加入阳离子聚合物。
表4
4阴离子聚合物是丙烯酸钠丙烯酰胺共聚物，阳离子聚合物是二甲基氨基乙基丙烯酸酯的季盐丙烯酰胺共聚物
权利要求
1.一种从发酵液体分离悬浮的固体的方法，该方法是通过使所述液体经受固-液分离阶段，其中所述发酵液体在用于制造发酵产品的发酵过程中产生其中所述液体已经经受至少50℃的温度，其中所述固-液分离阶段通过处理体系得到帮助，其特征在于所述处理体系包括阴离子聚合物，所述阴离子聚合物选自具有导致当量低于300的阴离子电荷的天然聚合物和改性天然聚合物，和从至少50wt％阴离子单体单元形成的合成聚合物。
2.权利要求1的方法，其中所述发酵液体经受其中所述发酵产品被回收的蒸馏阶段，其中液体从蒸馏阶段作为釜馏物料流被除去，和然后进行所述固-液分离阶段。
3.权利要求1或2任一项的方法，其中所述处理系统包括从至少65wt％阴离子单体单元形成的阴离子聚合物。
4.权利要求1-3任一项的方法，其中所述阴离子聚合物由选自下组的阴离子单体形成(甲基)丙烯酸(或盐)、马来酸(或盐)、衣康酸(或盐)、富马酸(或盐)、乙烯基磺酸(或盐)、烯丙基磺酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基磺酸(或盐)。
5.权利要求1-4任一项的方法，其中所述阴离子聚合物显示出至少4dl/g的特性粘度(在25℃使用悬面粘度计在缓冲到pH 7.5的1MNaCl中测量)。
6.权利要求1-6任一项的方法，其中所述处理体系还包括加入阳离子聚合物，所述阳离子聚合物显示出低于4dl/g的特性粘度(在25℃使用number 1悬面粘度计在缓冲到pH 7.0的1M NaCl中测量)。
7.权利要求6的方法，其中所述阳离子聚合物显示出至少3meq/g的电荷密度。
8.权利要求6或7的方法，其中所述阳离子聚合物选自聚胺，胺/表卤代醇加成聚合物，双氰胺与甲醛的聚合物，二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的聚合物，阳离子淀粉和阳离子菊粉，二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯(或盐)和二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺(或盐)的聚合物。
9.权利要求6-8任一项的聚合物，其中所述阴离子聚合物和阳离子聚合物被顺序加入，优选首先使用所述阴离子聚合物。
10.权利要求1-9任一项的方法，其中阴离子聚合物的剂量是至少50克/吨(基于发酵液体的干重)。
11.权利要求6-10任一项的方法，其中阳离子聚合物的剂量是至少50克/吨(基于发酵液体的干重)。
12.权利要求1-11任一项的方法，其中所述处理体系还包括加入含硅材料。
13.权利要求12的方法，其中所述含硅材料选自基于二氧化硅的颗粒，二氧化硅微凝胶，胶态二氧化硅，硅溶胶，硅胶，聚硅酸盐，阳离子二氧化硅，硅铝酸盐，聚硅铝酸盐，硼硅酸盐，聚硼硅酸盐，沸石和可膨胀粘土。
14.权利要求12或13的方法，其中所述含硅材料是阴离子微颗粒材料。
15.权利要求12-14任一项的方法，其中所述含硅材料是膨润土类型的粘土。
16.权利要求12-15任一项的方法，其中所述含硅材料选自锂蒙脱石、绿土、蒙脱土、囊脱石、滑石粉、锌蒙脱石、hormites、硅镁土和海泡石。
17.权利要求1-16任一项的方法，其中在施加所述处理体系期间或施加所述处理体系之后，所述发酵液体经受机械脱水阶段。
18.权利要求17的方法，其中所述机械脱水步骤选自离心机、螺杆压榨机、压滤机、压带过滤机、水平压带过滤机和压力过滤器。
19.权利要求1-18任一项的方法，其中再循环已经从其除去悬浮固体的经过处理的液体并用作洗涤水。
20.权利要求1-19任一项的方法，其中所述发酵液体包括木素和其中所述被分离的固体被脱水并然后进行干燥阶段以提供干固体材料，其中所述干固体材料被用作固体燃料。
21.权利要求1-20任一项的方法，其中所述发酵液体衍生自作物糖类和其中所述被分离的固体被脱水并然后进行干燥阶段以提供干固体材料，其中所述干固体材料被用作固体燃料或用作动物饲料。
22.权利要求1-21任一项的方法，其中所述发酵产品选自乙醇、甘油、丙酮、正丁醇、丁二醇、异丙醇、丁酸、甲烷、柠檬酸、富马酸、乳酸、丙酸、琥珀酸、衣康酸、乙酸、乙醛和3-羟基丙酸、乙醇酸、酒石酸和氨基酸(例如L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-天冬氨酸、L-色氨酸、L-芳基甘氨酸)或任意这些酸的盐。
全文摘要
通过使所述液体经受固液分离阶段从发酵液体分离悬浮的固体的方法，其中所述发酵液体在用于制造发酵产品的发酵过程中产生，其中所述液体已经经受至少50℃的温度，其中所述固液分离阶段得到处理体系的帮助，其特征在于所述处理体系包括阴离子聚合物，所述阴离子聚合物选自具有高阴离子电荷从而导致当量低于300的天然聚合物和改性天然聚合物和从至少50wt％阴离子单体单元形成的合成聚合物。
文档编号C02F1/56GK1914120SQ200580004010
公开日2007年2月14日 申请日期2005年1月20日 优先权日2004年2月4日
发明者J·休斯, R·米斯特里, K·C·赛姆斯 申请人:西巴特殊化学水处理有限公司